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JPH07245938A - Failure detector for element in semiconductor ac switching device - Google Patents

Failure detector for element in semiconductor ac switching device

Info

Publication number
JPH07245938A
JPH07245938A JP6030577A JP3057794A JPH07245938A JP H07245938 A JPH07245938 A JP H07245938A JP 6030577 A JP6030577 A JP 6030577A JP 3057794 A JP3057794 A JP 3057794A JP H07245938 A JPH07245938 A JP H07245938A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
signal
failure
semiconductor
semiconductor switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6030577A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Sato
栄治 佐藤
Yukihiko Hatano
幸彦 秦野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba IT and Control Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba MEC Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba MEC Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6030577A priority Critical patent/JPH07245938A/en
Publication of JPH07245938A publication Critical patent/JPH07245938A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a detector for detecting open circuit, as well as short circuit, of a semiconductor switching element positively. CONSTITUTION:A semiconductor AC switching device 21 controls power supply from a main circuit 24 to an AC motor 26 by turning thyristors 22, 23 ON/OFF through a control circuit. A decision circuit 31 detects an offset voltage of an LFP30 based on a detected signal Sd of load current obtained through a current transformer 28, a full-wave rectifier circuit 29, and a low-pass filter (LPF) 30 upon turn OFF of the thyristors 22, 23 and corrects the subsequent detection signal Sd. If the corrected detection signal Sda is higher than a predetermined level when an OFF control signal is outputted, the decision circuit 31 makes a decision that a short circuit fault has occurred. If the signal Sd is zero when an ON control signal is outputted, a decision is made that the thyristor is open circuited and the faulty thyristor is determined based on the half-wave conduction state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体スイッチング素
子を用いたスイッチ回路により交流電源から負荷への給
電を制御するようにしたものにおいて、その半導体スイ
ッチング素子の故障状態を検出する半導体交流スイッチ
装置の素子故障検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor AC switching device for detecting a failure state of a semiconductor switching element in which the power supply from an AC power source to a load is controlled by a switch circuit using the semiconductor switching element. Device failure detection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のものとして、例えば、図4に示
すようなものがある。すなわち、半導体交流スイッチ装
置1は、2個のサイリスタ2,3を逆並列接続した状態
とし、三相交流電源の主回路4から回路遮断器5,サイ
リスタ2,3を介して交流電動機6に接続されている
(一相分のみを図示)。素子故障検出装置7において
は、サイリスタ2,3を流れる負荷電流を変流器8によ
り検出する。この検出電流信号を整流回路9,ローパス
フィルタ10を介して比較器11に入力し、基準電圧設
定器12により設定される故障判定の電流基準値信号S
kを超えるとAND回路13に「H」レベルの信号を出
力する。AND回路13には、インバータ回路14を介
して図示しない制御回路からサイリスタ2,3に与える
オン制御信号Son,オフ制御信号Soff が入力されるよ
うになっている。
2. Description of the Related Art An example of this type is shown in FIG. That is, the semiconductor AC switch device 1 connects the two thyristors 2 and 3 in an anti-parallel connection, and connects the main circuit 4 of the three-phase AC power source to the AC motor 6 via the circuit breaker 5 and the thyristors 2 and 3. (Only one phase is shown). In the device failure detection device 7, the current transformer 8 detects the load current flowing through the thyristors 2 and 3. This detected current signal is input to the comparator 11 via the rectifier circuit 9 and the low-pass filter 10, and the current reference value signal S for failure determination set by the reference voltage setting device 12 is input.
When k is exceeded, an "H" level signal is output to the AND circuit 13. An ON control signal Son and an OFF control signal Soff given to the thyristors 2 and 3 are input to the AND circuit 13 from an unillustrated control circuit via the inverter circuit 14.

【0003】上記構成において、半導体交流スイッチ装
置1においては、サイリスタ2,3は、制御回路から
「H」レベルのオン制御信号Sonでオンし、「L」レベ
ルのオフ制御信号Soff でオフし、このオン,オフの制
御信号Son,Soff はインバータ回路14にも入力され
る。サイリスタ2,3のオンにより、交流電源から交流
電動機6に給電されるようになる。
In the semiconductor AC switch device 1 having the above structure, the thyristors 2 and 3 are turned on by the "H" level ON control signal Son and turned off by the "L" level OFF control signal Soff from the control circuit. The on / off control signals Son and Soff are also input to the inverter circuit 14. When the thyristors 2 and 3 are turned on, power is supplied from the AC power supply to the AC motor 6.

【0004】さて、制御回路から「L」レベルのオフ制
御信号Sonが出力されている状態つまりサイリスタ2,
3がオフ状態となるように制御されている状態では、イ
ンバータ14は「H」レベルの信号を出力するが、この
とき、サイリスタ2,3がオフ状態であるから変流器8
の検出電流はゼロであり、比較器11は、「L」レベル
の信号を出力するから、AND回路13は正常状態を呈
する「L」レベルの信号を出力する。
Now, the state in which the control circuit outputs the "L" level off control signal Son, that is, the thyristor 2,
In a state in which the inverter 3 is controlled to be in the off state, the inverter 14 outputs a signal at the "H" level. At this time, the thyristors 2 and 3 are in the off state, so the current transformer 8
Since the detected current is zero and the comparator 11 outputs a signal of "L" level, the AND circuit 13 outputs a signal of "L" level indicating a normal state.

【0005】ところが、サイリスタ2,3が短絡故障を
起こしている場合には、制御回路からサイリスタ2,3
に対してオフ制御信号Soff が出力されているにもかか
わらず交流電動機6に通電される。このとき、変流器8
の検出電流に対するローパスフィルタ10の出力信号S
dが電流基準値信号Skを超えるようになると比較器1
1は「H」レベルの信号を出力するので、AND回路1
3は故障状態を呈する「H」レベルの故障判定信号Sp
を出力するようになる。これにより、サイリスタ2,3
の短絡故障が検出されるのである。
However, when the thyristors 2 and 3 have a short circuit failure, the control circuit causes the thyristors 2 and 3 to be disconnected.
However, the AC motor 6 is energized even though the OFF control signal Soff is output. At this time, the current transformer 8
Output signal S of the low-pass filter 10 with respect to the detection current of
When d exceeds the current reference value signal Sk, the comparator 1
1 outputs an "H" level signal, the AND circuit 1
Reference numeral 3 is an "H" level failure determination signal Sp indicating a failure state.
Will be output. As a result, the thyristors 2, 3
Is detected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成に
おいて、ローパスフィルタ10としてオペアンプを含ん
で構成されたものを用いる場合には、入力信号に対して
オペアンプが発生するオフセット電圧分がドリフトされ
た信号が出力されることがある。このため、比較器11
には、変流器8による検出電流のレベルに対してローパ
スフィルタ10が発生するオフセット電圧分だけ変動し
た信号が入力されるようになる。
By the way, in the above configuration, when the low-pass filter 10 including the operational amplifier is used, a signal obtained by drifting the offset voltage generated by the operational amplifier with respect to the input signal is used. May be output. Therefore, the comparator 11
A signal which changes by the offset voltage generated by the low-pass filter 10 with respect to the level of the current detected by the current transformer 8 is input to.

【0007】これにより、例えば、実際には負荷電流の
レベルが故障レベルに達していない場合でも故障状態で
あると誤判定したり、その逆に、負荷電流のレベルが故
障レベルを超えている場合でも正常状態であると誤判定
するなどの不具合が生じることがある。
Thus, for example, even when the load current level does not actually reach the failure level, it is erroneously determined to be in the failure state, or conversely, when the load current level exceeds the failure level. However, problems such as erroneous determination as a normal state may occur.

【0008】また、従来構成のものでは、サイリスタ
2,3の短絡故障状態のみが検出可能な構成であるた
め、例えば、サイリスタ2,3が開放(オープン)状態
となっている故障には対処できず、別途に検出装置を設
ける必要があった。
Further, in the conventional structure, since only the short-circuit failure state of the thyristors 2 and 3 can be detected, it is possible to cope with a failure in which the thyristors 2 and 3 are in the open state. Instead, it was necessary to separately provide a detection device.

【0009】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、フィルタ内部で発生するオフセット電
圧で出力信号がドリフトする場合でも、これを補正する
ことができて正確な故障検出を行うことができると共
に、短絡故障以外の故障状態を判定することができるよ
うにした半導体交流スイッチ装置の素子故障検出装置を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to correct an output signal even if the output signal drifts due to an offset voltage generated inside the filter, thereby enabling accurate failure detection. An object of the present invention is to provide an element failure detection device for a semiconductor AC switch device that can be performed and can determine a failure state other than a short circuit failure.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、負荷に交流電
源を供給する主回路に設けられた半導体スイッチング素
子を制御手段から出力するオン制御信号およびオフ制御
信号により制御するようにした半導体交流スイッチ装置
に設けられ、前記半導体スイッチング素子の故障を検出
するようにした半導体交流スイッチ装置の素子故障検出
装置を対象とするものであり、前記半導体スイッチング
素子を介して流れる負荷電流を検出する電流検出手段
と、この電流検出手段の検出出力を整流する整流回路
と、この整流回路の整流出力から高周波成分を除去する
フィルタと、前記半導体スイッチング素子のオフ状態で
前記フィルタの出力信号に基づいてオフセット補正値を
設定するオフセット設定手段と、前記フィルタからの出
力信号のレベルを前記オフセット補正値で補正して補正
検出信号とし、その補正検出信号に基づいて前記半導体
スイッチング素子の故障を判定する判定手段とを設けて
構成したところに特徴を有する。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a semiconductor switching element provided in a main circuit for supplying AC power to a load is controlled by an ON control signal and an OFF control signal output from a control means. The present invention is intended for an element failure detection device of a semiconductor AC switching apparatus which is provided in a switch device and detects a failure of the semiconductor switching element, and a current detection for detecting a load current flowing through the semiconductor switching element. Means, a rectifying circuit for rectifying the detection output of the current detecting means, a filter for removing high frequency components from the rectifying output of the rectifying circuit, and an offset correction based on the output signal of the filter when the semiconductor switching element is in the OFF state. The offset setting means for setting a value and the level of the output signal from the filter are A corrected detection signal is corrected by offset correction value, characterized in was constructed by providing the determination means a failure of the semiconductor switching element based on the correction detection signal.

【0011】また、前記判定手段を、前記制御手段によ
るオフ制御信号の出力状態において前記補正検出信号の
レベルが所定の故障検出レベルを超えるときに前記半導
体スイッチング素子の短絡故障を判定するように構成す
ると良い。
Further, the determination means is configured to determine a short circuit failure of the semiconductor switching element when the level of the correction detection signal exceeds a predetermined failure detection level in the output state of the off control signal by the control means. Good to do.

【0012】そして、前記判定手段を、前記制御手段に
よるオン制御信号の出力状態において前記補正検出信号
のレベルがゼロ相当値であるときに、前記半導体スイッ
チング素子の開放故障を判定するように構成することも
できる。
The determining means is configured to determine the open circuit failure of the semiconductor switching element when the level of the correction detection signal is a value corresponding to zero in the output state of the ON control signal by the control means. You can also

【0013】さらに、前記半導体スイッチング素子を、
順方向および逆方向への通電を行うための2個の素子か
ら構成し、前記判定手段を、前記補正検出信号のレベル
が前記交流電源の半波通電に相当する変化を呈するとき
に、前記2個の半導体スイッチング素子のうちの一方の
故障を判定するように構成しても良い。
Further, the semiconductor switching element is
It is composed of two elements for conducting electricity in the forward direction and the reverse direction, and the judging means is arranged so that when the level of the correction detection signal exhibits a change corresponding to half-wave conduction of the AC power source, It may be configured to determine the failure of one of the semiconductor switching elements.

【0014】[0014]

【作用】請求項1記載の半導体交流スイッチ装置の素子
故障検出装置によれば、オフセット設定手段は、半導体
スイッチング素子がオフ状態にあるときつまり負荷電流
が流れていないときにフィルタからの出力信号に基づい
てオフセット補正値を求めて設定する。そして、判定手
段は、このオフセット補正値によりフィルタから入力さ
れる信号を補正して補正検出信号とし、その補正検出信
号に基づいて故障判定を行うので、フィルタ内で発生す
るオフセットにより負荷電流の検出レベルが変動してい
る場合でも、これに無関係に正確な負荷電流に相当した
検出信号を得ることができ、半導体スイッチング素子の
故障状態を確実に判定することができるようになる。
According to the element failure detection device for a semiconductor AC switch device of the first aspect, the offset setting means outputs the output signal from the filter when the semiconductor switching element is in the OFF state, that is, when the load current is not flowing. Based on this, the offset correction value is obtained and set. Then, the determination means corrects the signal input from the filter by this offset correction value to make a correction detection signal, and makes a failure determination based on the correction detection signal. Therefore, the load current is detected by the offset generated in the filter. Even if the level fluctuates, a detection signal corresponding to an accurate load current can be obtained regardless of this, and the failure state of the semiconductor switching element can be reliably determined.

【0015】請求項2記載の半導体交流スイッチ装置の
素子故障検出装置によれば、制御手段からオフ制御信号
が出力されている状態、つまり、本来半導体スイッチン
グ素子がオフしている状態において、判定手段は、補正
検出信号のレベルが故障検出レベルを超えている場合
に、半導体スイッチング素子が短絡故障を起こすことに
より負荷電流が発生しているとして短絡故障を判定する
ようになる。
According to the element failure detecting device of the semiconductor AC switch device of the second aspect, the judging means is in a state in which the OFF control signal is outputted from the control means, that is, the semiconductor switching element is originally in the OFF state. When the level of the correction detection signal exceeds the failure detection level, the semiconductor switching element causes a short circuit failure, and the short circuit failure is determined as a load current is generated.

【0016】請求項3記載の半導体交流スイッチ装置の
素子故障検出装置によれば、制御手段からオン制御信号
が出力されている状態、つまり、本来半導体スイッチン
グ素子がオンしている状態において、判定手段は、補正
検出信号のレベルがゼロ相当値である場合に、半導体ス
イッチング素子が開放(オープン)故障状態であること
により負荷電流が流れていないとして開放故障を判定す
るようになる。
According to another aspect of the present invention, there is provided an element failure detecting device for a semiconductor AC switching apparatus, wherein the determining means is in a state in which an ON control signal is output from the control means, that is, the semiconductor switching element is originally in an ON state. When the level of the correction detection signal is a value equivalent to zero, the open failure is determined as the load current is not flowing because the semiconductor switching element is in the open failure state.

【0017】請求項4記載の半導体交流スイッチ装置の
素子故障検出装置によれば、2個の半導体スイッチング
素子のうち、いずれかが短絡故障している場合には、判
定手段は、制御手段からオフ制御信号が出力されている
状態で、補正検出信号のレベルが交流電源の半波通電状
態に相当する変化を呈していることから一方の半導体ス
イッチング素子の短絡故障状態を判定する。
According to the element failure detection device of the semiconductor AC switch device of the fourth aspect, the determination means is turned off from the control means when one of the two semiconductor switching elements has a short-circuit failure. While the control signal is being output, the level of the correction detection signal exhibits a change corresponding to the half-wave energization state of the AC power supply, so that the short-circuit failure state of one semiconductor switching element is determined.

【0018】また、いずれかの半導体スイッチング素子
が開放(オープン)故障している場合には、判定手段
は、制御手段からオン制御信号が出力されている状態
で、補正検出信号のレベルが交流電源の半波通電状態に
相当する変化を呈していることから一方の半導体スイッ
チング素子の開放故障状態を判定する。
When any one of the semiconductor switching elements has an open circuit failure, the determination means determines that the level of the correction detection signal is the AC power source while the ON control signal is output from the control means. Since the change corresponding to the half-wave energization state is present, the open failure state of one semiconductor switching element is determined.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図1ないし
図3を参照して説明する。すなわち、電気的構成を示す
図1において、半導体交流スイッチ装置21は、三相交
流電源に接続されるもので、ここでは一相分を代表して
示している。半導体スイッチング素子としての2個のサ
イリスタ22,23は、互いに逆方向に通電路を形成す
るように逆並列接続されている。交流電源に接続される
主回路24は、回路遮断器25,サイリスタ22,23
を介して負荷である交流電動機26に接続されている。
なお、この図においては、三相交流電源に対応して構成
されるもののうちの1相分の主回路を代表して示してい
る。サイリスタ22,23は、図示しない制御手段とし
ての制御回路からオン制御信号,オフ制御信号として、
「H」レベル,「L」レベルのゲート信号Son,Soff
が与えられてオンオフ制御されるようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. That is, in FIG. 1 showing the electrical configuration, the semiconductor AC switch device 21 is connected to a three-phase AC power supply, and here, one phase is representatively shown. The two thyristors 22 and 23, which are semiconductor switching elements, are connected in anti-parallel so as to form current paths in opposite directions. The main circuit 24 connected to the AC power source includes a circuit breaker 25, thyristors 22 and 23.
Is connected to the AC motor 26, which is a load.
In addition, in this figure, a main circuit for one phase among those configured corresponding to the three-phase AC power supply is shown as a representative. The thyristors 22 and 23 are provided with ON control signals and OFF control signals from a control circuit (not shown) serving as control means.
"H" level and "L" level gate signals Son, Soff
Is given to control on / off.

【0020】素子故障検出装置27は次のように構成さ
れる。電流検出手段としての変流器28はサイリスタ2
2,23から交流電動機26に至る通電経路に設けられ
ている。変流器28の出力端子は整流手段としての全波
整流回路29を介してローパスフィルタ30に接続され
ている。ローパスフィルタ30は、オペアンプを含んで
構成される一般的なもので、全波整流回路29の出力信
号から高周波成分を遮断して検出信号Sdを判定回路3
1に与える。
The element failure detection device 27 is constructed as follows. The current transformer 28 as the current detecting means is the thyristor 2
It is provided in the energization path from 2, 23 to the AC motor 26. The output terminal of the current transformer 28 is connected to a low-pass filter 30 via a full-wave rectifying circuit 29 as a rectifying means. The low-pass filter 30 is a general one including an operational amplifier, and cuts off high-frequency components from the output signal of the full-wave rectifier circuit 29 to determine the detection signal Sd as the determination circuit 3.
Give to one.

【0021】オフセット設定手段および判定手段として
の機能を有する判定回路31は、マイクロコンピュー
タ,ROM,RAM,A/D変換器などから構成されて
おり、オフセット設定プログラムおよび故障判定プログ
ラムが記憶されている。この判定回路31には、インバ
ータ回路32を介して制御回路が接続されており、サイ
リスタ22,23に与えるゲート信号Son,Soff が入
力されるようになっている。
The determination circuit 31 having a function as an offset setting means and a determination means is composed of a microcomputer, a ROM, a RAM, an A / D converter, etc., and stores an offset setting program and a failure determination program. . A control circuit is connected to the determination circuit 31 via an inverter circuit 32, and gate signals Son and Soff to be given to the thyristors 22 and 23 are input.

【0022】次に、本実施例の作用について、図2およ
び図3のフローチャートをも参照して説明する。 (1)オフセット電圧値の設定 制御回路は、サイリスタ22,23に対して「H」レベ
ルのゲート信号Sonを与えてオンさせると共に、「L」
レベルのオフ制御信号Soff を与えてオフさせるように
なっている。そして、このオン,オフの制御信号Son,
Soff は判定回路31にも与えられるようになってい
る。また、サイリスタ22,23がオンされて交流電動
機26に主回路24側から通電されるようになると、そ
の負荷電流は変流器28により検出され、全波整流回路
29により全波整流され、この後、ローパスフィルタ3
0により高周波成分が除去された検出信号Sdとして判
定回路31に入力されるようになっている。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 2 and 3. (1) Setting of Offset Voltage Value The control circuit gives the “H” level gate signal Son to the thyristors 22 and 23 to turn them on, and at the same time, sets them to “L”.
A level off control signal Soff is given to turn off. Then, the on / off control signal Son,
Soff is also given to the determination circuit 31. When the thyristors 22 and 23 are turned on and the AC motor 26 is energized from the main circuit 24 side, the load current thereof is detected by the current transformer 28 and full-wave rectified by the full-wave rectification circuit 29. After that, low-pass filter 3
The detection signal Sd from which the high frequency component is removed by 0 is input to the determination circuit 31.

【0023】そして、判定回路31は、制御回路からサ
イリスタ22,23に「H」レベルのゲート信号Sonが
与えられる直前に、図2に示すオフセット設定プログラ
ムを実行してオフセット電圧値ΔSvを設定するように
なる。判定回路31は、まず、ローパスフィルタ30か
ら入力される検出信号SdをA/D変換して入力し(ス
テップS1)、続いて、繰り返しカウンタNの値を
「1」に設定する(ステップS2)と共に、変数Pの値
を「0」にクリアする(ステップS3)。
The determination circuit 31 executes the offset setting program shown in FIG. 2 to set the offset voltage value ΔSv immediately before the control circuit gives the thyristors 22 and 23 the “H” level gate signal Son. Like The determination circuit 31 first A / D-converts and inputs the detection signal Sd input from the low-pass filter 30 (step S1), and then sets the value of the repeat counter N to "1" (step S2). At the same time, the value of the variable P is cleared to "0" (step S3).

【0024】次に、判定回路31は、入力されたオフセ
ット電圧信号のデジタル値Svを変数Pに加算し(ステ
ップS4)、カウンタNの値を「1」加算する(ステッ
プS5)。そして、カウンタNの値が所定の繰り返し回
数nに達したか否かを判断し(ステップS6)、「N
O」の場合にはステップS4に戻って上述の加算処理を
繰り返し、以下カウンタNの値が繰り返し回数nに達す
るまでステップS4〜S6を繰り返す。そして、判定回
路31は、ステップS6で「YES」と判断すると、続
くステップS7で、n回の加算結果Pの値をnで割って
1回あたりの平均値を演算し、これをオフセット電圧値
信号ΔSvとして設定してプログラムを終了する。
Next, the judgment circuit 31 adds the digital value Sv of the input offset voltage signal to the variable P (step S4), and adds the value of the counter N by "1" (step S5). Then, it is judged whether or not the value of the counter N has reached a predetermined number of repetitions n (step S6), and "N
In the case of "O", the process returns to step S4 to repeat the above-described addition processing, and thereafter, steps S4 to S6 are repeated until the value of the counter N reaches the number of repetitions n. When the determination circuit 31 determines “YES” in step S6, in a succeeding step S7, the value of the addition result P of n times is divided by n to calculate an average value per one time, and this is calculated as an offset voltage value. Set as signal ΔSv and terminate the program.

【0025】これにより、サイリスタ22,23がオフ
している状態つまり負荷電流が流れていない状態で、ロ
ーパスフィルタ30から判定回路31に入力されている
電圧のレベルであるオフセット電圧値のレベルをオフセ
ット電圧値信号ΔSvとして判定回路31により検出し
たことになるのである。
As a result, when the thyristors 22 and 23 are off, that is, when the load current is not flowing, the level of the offset voltage value, which is the level of the voltage input from the low-pass filter 30 to the determination circuit 31, is offset. That is, the determination circuit 31 detects the voltage value signal ΔSv.

【0026】(2)故障検出動作 次に、制御回路からサイリスタ22,23に「H」,
「L」のゲート信号Son,Soff が出力されている状態
で、判定回路31は、図3に示す故障判定プログラムに
したがって、常時サイリスタ22,23の動作状態を判
定するようになる。なお、ここでは、サイリスタ22,
23が(a)正常である場合、(b)一方あるいは両方
短絡故障している場合、(c)両方オープン(開放)故
障している場合、(d)一方がオープン故障している場
合に分けて説明する。
(2) Failure Detection Operation Next, the control circuit causes the thyristors 22 and 23 to have "H",
While the "L" gate signals Son and Soff are being output, the determination circuit 31 always determines the operating states of the thyristors 22 and 23 according to the failure determination program shown in FIG. In addition, here, the thyristor 22,
23 is (a) normal, (b) one or both short-circuit faults, (c) both open (open) faults, and (d) one open fault. Explain.

【0027】(a)正常である場合 すなわち、まず、制御回路からサイリスタ22,23に
オン制御信号である「H」レベルのゲート信号Sonが出
力されている状態では、判定回路31は、プログラムを
開始すると、ローパスフィルタ30からの信号を入力し
てA/D変換器によりデジタル化された検出信号Sdに
変換し(ステップT1)、続いて、検出信号Sdからオ
フセット電圧値信号ΔSvを減算して補正するようにな
る(ステップT2)。これにより、ローパスフィルタ3
0から入力された検出信号Sdのオフセット電圧分が補
正されるので、変流器28によって検出された負荷電流
に相当する正確な電流値に対応する補正検出信号Sda
を得ることができるようになる。
(A) Normal state That is, first, in a state in which the control circuit outputs the "H" level gate signal Son, which is an ON control signal, to the thyristors 22 and 23, the determination circuit 31 executes the program. When it starts, the signal from the low-pass filter 30 is input and converted into the digitized detection signal Sd by the A / D converter (step T1), and subsequently, the offset voltage value signal ΔSv is subtracted from the detection signal Sd. The correction is made (step T2). As a result, the low-pass filter 3
Since the offset voltage of the detection signal Sd input from 0 is corrected, the correction detection signal Sda corresponding to the accurate current value corresponding to the load current detected by the current transformer 28.
Will be able to get.

【0028】さて、判定回路31は、次に、制御回路か
らサイリスタ22,23に出力されている信号がオフ制
御信号に相当する「L」レベルのゲート信号Soff であ
るか否かを判定する。いま、制御回路からゲート信号S
off が出力されている状態を考えているから、判定回路
31は、インバータ回路32を介して「H」レベルの信
号が与えられており、したがって、ここでは「YES」
と判断して、ステップT4に移行し、サイリスタ22,
23が故障しているか否かを判定する。
Next, the judgment circuit 31 judges whether or not the signal output from the control circuit to the thyristors 22 and 23 is the "L" level gate signal Soff corresponding to the OFF control signal. Now, from the control circuit, the gate signal S
Since the state in which off is output is considered, the determination circuit 31 is given a signal of “H” level via the inverter circuit 32, and therefore, “YES” here.
Then, the process proceeds to step T4, and the thyristor 22,
It is determined whether or not 23 is out of order.

【0029】サイリスタ22,23が正常である場合に
は、制御回路からゲート信号Soffが与えられているこ
とからオフ状態にあり、判定回路31により検出された
補正検出信号Sdaのレベルがゼロに相当する値となる
ので、「NO」と判断してプログラムを終了するように
なる。
When the thyristors 22 and 23 are normal, they are in the off state because the gate signal Soff is given from the control circuit, and the level of the correction detection signal Sda detected by the determination circuit 31 corresponds to zero. Since it is a value to be performed, the program is ended by judging “NO”.

【0030】次に、制御回路からオン制御信号である
「H」レベルのゲート信号Sonが出力されている状態に
おいては、判定回路31は、上述と同様にしてステップ
T1,T2を経て負荷電流に対応する補正検出信号Sd
aを得ると、続くステップT3で「YES」と判断して
ステップT5に移行する。ここでは、判定回路31は、
半波通電の故障状態ではないことから「NO」と判断し
てステップT6に移行し、ここでも補正検出電流Sda
の値がゼロではないことから「NO」と判断してプログ
ラムを終了するようになる。
Next, while the control circuit is outputting the "H" level gate signal Son, which is the ON control signal, the determination circuit 31 determines the load current through steps T1 and T2 in the same manner as described above. Corresponding correction detection signal Sd
When "a" is obtained, it is determined "YES" in the following step T3, and the process proceeds to step T5. Here, the determination circuit 31
Since it is not in the half-wave energization failure state, it is determined to be "NO" and the process proceeds to step T6.
Since the value of is not zero, it is determined to be "NO" and the program ends.

【0031】(b)一方あるいは両方短絡故障の場合 次に、サイリスタ22,23のうちの一つでも短絡故障
をしている場合には、制御回路から「H」レベルのゲー
ト信号Soff が出力されている状態であるにもかかわら
ず、交流電動機26に負荷電流が通電されている状態と
なっていることから、判定回路31は、ステップT3を
経てステップT4に移行すると、補正検出信号Sdaの
値が所定レベルを超えている場合に「YES」と判断し
てステップT7に移行し、故障判定信号Spを出力する
ようになる。制御回路は、この故障判定信号Spを受け
ると、電源を遮断して交流電動機26への通電制御を停
止すると共に、故障状態であることを表示動作あるいは
報知動作などにより使用者に知らせる等の故障処置を確
実に実施することができる。
(B) One or Both Short Circuit Faults Next, if even one of the thyristors 22 and 23 has a short circuit fault, the control circuit outputs the "H" level gate signal Soff. However, since the load current is being applied to the AC electric motor 26, the determination circuit 31 proceeds to step T4 through step T3, and the value of the correction detection signal Sda Is above a predetermined level, the determination is “YES”, the process proceeds to step T7, and the failure determination signal Sp is output. When the control circuit receives the failure determination signal Sp, the control circuit shuts off the power supply to stop the energization control to the AC motor 26, and notifies the user of the failure state by a display operation or a notification operation. The treatment can be reliably performed.

【0032】(c)両方オープン故障の場合 サイリスタ22,23が共にオープン(開放)故障をし
ている場合には、制御回路から「H」レベルのゲート信
号Sonが出力されている状態であるにもかかわらず、交
流電動機26に負荷電流が通電されなくなる。そこで、
判定回路31は、ステップT3からステップT5に移行
して「NO」と判断した後、ステップT6では補正検出
信号Sdaが負荷電流のレベルがゼロであることを示し
ていることから、「YES」と判断してステップT7に
移行するようになり、故障判定信号Spを出力してプロ
グラムを終了するようになる。
(C) Both Open Failures When both thyristors 22 and 23 have an open failure, it is in a state where the control circuit outputs the "H" level gate signal Son. Nevertheless, the load current is no longer applied to the AC motor 26. Therefore,
After the determination circuit 31 proceeds from step T3 to step T5 and determines “NO”, the correction detection signal Sda indicates that the level of the load current is zero at step T6. The determination is made, the process proceeds to step T7, the failure determination signal Sp is output, and the program ends.

【0033】(d)いずれか一方がオープン故障してい
る場合 次に、サイリスタ22,23のうち一方がオープン故障
している場合には、制御回路から「H」レベルのゲート
信号Sonが出力されている状態で、交流電動機26に対
して一方向にのみ通電されることになり、負荷電流は半
波通電状態となっている。そこで、判定回路31は、ス
テップT3を経てステップT4になると、ここで「YE
S」と判断してステップT7に進み、故障判定信号Sp
を出力してプログラムを終了するようになる。
(D) One of the thyristors 22 and 23 has an open circuit failure. Next, when one of the thyristors 22 and 23 has an open circuit failure, the control circuit outputs the "H" level gate signal Son. In this state, the AC motor 26 is energized in only one direction, and the load current is in a half-wave energized state. Therefore, when the determination circuit 31 goes to step T4 after step T3, the determination circuit 31 sets "YE
S ”, the process proceeds to step T7, where the failure determination signal Sp
Will be output and the program will be terminated.

【0034】このような本実施例によれば、判定回路3
1により、サイリスタ22,23のオフ状態におけるロ
ーパスフィルタ30の出力信号Svを所定回数(n回)
検出してその平均値を演算してローパスフィルタ30の
オフセット電圧値信号ΔSvを求め、このオフセット電
圧値信号ΔSvによって検出信号Sdを補正して補正検
出信号Sdaを得るようにしたので、交流電動機26に
流れる負荷電流を正確に検出することができ、常に正し
い故障判定を行うことができるようになる。
According to this embodiment, the decision circuit 3
1, the output signal Sv of the low-pass filter 30 in the off state of the thyristors 22 and 23 is set a predetermined number of times (n times).
Since the offset voltage value signal ΔSv of the low-pass filter 30 is detected and the average value thereof is calculated and the detection signal Sd is corrected by the offset voltage value signal ΔSv to obtain the corrected detection signal Sda, the AC motor 26 It is possible to accurately detect the load current flowing through the device and always make a correct failure determination.

【0035】また、本実施例によれば、判定回路31に
より、制御回路からのオン制御信号である「H」レベル
のゲート信号Sonの出力状態における補正検出信号Sd
aから、負荷電流がゼロに相当しているときには両者の
オープン故障を判定し、半波通電状態から一方のオープ
ン故障を判定するようにしたので、サイリスタ22,2
3の短絡故障だけではなく、一方あるいは両者のオープ
ン故障も検出することができるようになる。
Further, according to this embodiment, the determination circuit 31 causes the correction detection signal Sd in the output state of the "H" level gate signal Son which is the ON control signal from the control circuit.
From a, the open failure of both is judged when the load current corresponds to zero, and the open failure of one is judged from the half-wave energized state.
It becomes possible to detect not only the short circuit failure of No. 3 but also one or both open failures.

【0036】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、以下のように変形あるいは拡張できる。半
導体スイッチング素子は、トランジスタ、FET、IG
BTあるいはGTOでも良いし、あるいは双方向性を有
するトライアックを1個用いる構成としても良い。交流
電源は単相の交流電源でも良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified or expanded as follows. Semiconductor switching elements are transistors, FETs, IGs
BT or GTO may be used, or one bi-directional triac may be used. The AC power supply may be a single-phase AC power supply.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体交
流スイッチ装置の素子故障検出装置によれば、次のよう
な効果を得ることができる。すなわち、請求項1記載の
半導体交流スイッチ装置の素子故障検出装置によれば、
オフセット設定手段により、半導体スイッチング素子の
オフ状態でフィルタの出力信号に基づいてオフセット補
正値を設定し、判定手段により、フィルタからの出力信
号のレベルをオフセット補正値で補正した補正検出信号
に基づいて半導体スイッチング素子の故障を判定するよ
うにしたので、フィルタ内で発生するオフセットにより
負荷電流の検出レベルが変動している場合でも、これに
無関係に正確な負荷電流に相当した検出信号を得ること
ができ、半導体スイッチング素子の故障状態を確実に判
定することができるという優れた効果を奏する。
As described above, according to the element failure detecting device for a semiconductor AC switch device of the present invention, the following effects can be obtained. That is, according to the element failure detection device of the semiconductor AC switch device of claim 1,
The offset setting means sets an offset correction value based on the output signal of the filter in the off state of the semiconductor switching element, and the determination means sets the level of the output signal from the filter based on the correction detection signal corrected by the offset correction value. Since the failure of the semiconductor switching element is determined, even if the detection level of the load current fluctuates due to the offset generated in the filter, the detection signal corresponding to the accurate load current can be obtained regardless of this. Therefore, there is an excellent effect that the failure state of the semiconductor switching element can be reliably determined.

【0038】請求項2記載の半導体交流スイッチ装置の
素子故障検出装置によれば、判定手段により、制御手段
からオフ制御信号が出力されている状態で、補正検出信
号のレベルが故障検出レベルを超えている場合に、故障
判定信号を出力するようにしたので、半導体スイッチン
グ素子の一方あるいは双方の短絡故障状態を判定するこ
とができるという優れた効果を奏する。
According to the element failure detection device of the semiconductor AC switch device of the second aspect, the level of the correction detection signal exceeds the failure detection level while the determination means outputs the OFF control signal from the control means. In this case, since the failure determination signal is output, there is an excellent effect that the short-circuit failure state of one or both of the semiconductor switching elements can be determined.

【0039】請求項3記載の半導体交流スイッチ装置の
素子故障検出装置によれば、判定手段により、制御手段
からオン制御信号が出力されている状態で、補正検出信
号のレベルがゼロ相当値である場合に、故障判定信号を
出力するようにしたので、負荷電流が流れていない状態
つまり半導体スイッチング素子が開放(オープン)故障
状態であることを判定することができるという優れた効
果を奏する。
According to the element failure detection device of the semiconductor AC switch device of the third aspect, the level of the correction detection signal is a value corresponding to zero when the determination means outputs the ON control signal from the control means. In this case, since the failure determination signal is output, it is possible to determine that the load current is not flowing, that is, the semiconductor switching element is in the open failure state.

【0040】請求項4記載の半導体交流スイッチ装置の
素子故障検出装置によれば、判定手段により、補正検出
信号のレベルが交流電源の半波通電状態に相当する変化
を呈している場合に、故障判定信号を出力するようにし
たので、いずれかの半導体スイッチング素子が開放(オ
ープン)故障している場合にも故障状態を判定すること
ができるようになるという優れた効果を奏する。
According to another aspect of the semiconductor AC switch device element failure detection device of the present invention, when the level of the correction detection signal is changed by the determination means, the failure occurs when the AC power supply has a half-wave energized state. Since the determination signal is output, there is an excellent effect that the failure state can be determined even when one of the semiconductor switching elements has an open failure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す電気的構成図FIG. 1 is an electrical configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】オフセット設定プログラムのフローチャートFIG. 2 is a flowchart of an offset setting program

【図3】故障検出プログラムのフローチャートFIG. 3 is a flowchart of a failure detection program.

【図4】従来例を示す図1相当図FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1 showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21は半導体交流スイッチ装置、22,23はサイリス
タ(半導体スイッチング素子)、24は主回路、25は
回路遮断器、26は交流電動機(負荷)、27は素子故
障検出装置、28は変流器(電流検出手段)、29は全
波整流回路(整流手段)、30はローパスフィルタ(フ
ィルタ)、31は判定回路(オフセット設定手段,判定
手段)、32はインバータ回路である。
21 is a semiconductor AC switching device, 22 and 23 are thyristors (semiconductor switching elements), 24 is a main circuit, 25 is a circuit breaker, 26 is an AC motor (load), 27 is an element failure detection device, and 28 is a current transformer ( Reference numeral 29 is a full-wave rectifying circuit (rectifying means), 30 is a low-pass filter (filter), 31 is a judging circuit (offset setting means, judging means), and 32 is an inverter circuit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 負荷に交流電源を供給する主回路に設け
られた半導体スイッチング素子を制御手段から出力する
オン制御信号およびオフ制御信号により制御するように
した半導体交流スイッチ装置に設けられ、前記半導体ス
イッチング素子の故障を検出するようにしたものにおい
て、 前記半導体スイッチング素子を介して流れる負荷電流を
検出する電流検出手段と、 この電流検出手段の検出出力を整流する整流回路と、 この整流回路の整流出力から高周波成分を除去するフィ
ルタと、 前記半導体スイッチング素子のオフ状態で前記フィルタ
の出力信号に基づいてオフセット補正値を設定するオフ
セット設定手段と、 前記フィルタからの出力信号のレベルを前記オフセット
補正値で補正して補正検出信号とし、その補正検出信号
に基づいて前記半導体スイッチング素子の故障を判定す
る判定手段とを具備したことを特徴とする半導体交流ス
イッチ装置の素子故障検出装置。
1. A semiconductor AC switching device, wherein a semiconductor switching element provided in a main circuit for supplying AC power to a load is controlled by an ON control signal and an OFF control signal output from a control means, and the semiconductor switching device is provided. In a device for detecting a failure of a switching element, a current detection means for detecting a load current flowing through the semiconductor switching element, a rectification circuit for rectifying a detection output of the current detection means, and a rectification circuit for the rectification circuit. A filter for removing high frequency components from the output, an offset setting means for setting an offset correction value based on the output signal of the filter in the off state of the semiconductor switching element, and a level of the output signal from the filter for the offset correction value. To make a correction detection signal, and based on the correction detection signal Element fault detection apparatus of a semiconductor AC switch device characterized by comprising a determination means for determining failure of the semiconductor switching elements.
【請求項2】 前記判定手段は、前記制御手段によるオ
フ制御信号の出力状態において前記補正検出信号のレベ
ルが所定の故障検出レベルを超えるときに前記半導体ス
イッチング素子の短絡故障を判定することを特徴とする
請求項1記載の半導体交流スイッチ装置の素子故障検出
装置。
2. The determining means determines a short-circuit failure of the semiconductor switching element when the level of the correction detection signal exceeds a predetermined failure detection level in the output state of the OFF control signal by the control means. An element failure detection device for a semiconductor AC switch device according to claim 1.
【請求項3】 前記判定手段は、前記制御手段によるオ
ン制御信号の出力状態において前記補正検出信号のレベ
ルがゼロ相当値であるときに、前記半導体スイッチング
素子の開放故障を判定することを特徴とする請求項1ま
たは2記載の半導体交流スイッチ装置の素子故障検出装
置。
3. The determination means determines an open circuit failure of the semiconductor switching element when the level of the correction detection signal is a value equivalent to zero in the output state of the ON control signal by the control means. An element failure detection device for a semiconductor AC switch device according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記半導体スイッチング素子は、順方向
および逆方向への通電を行うための2個の素子からな
り、 前記判定手段は、前記補正検出信号のレベルが前記交流
電源の半波通電に相当する変化を呈するときに、前記2
個の半導体スイッチング素子のうちの一方の故障を判定
することを特徴とする請求項1記載の半導体交流スイッ
チ装置の素子故障検出装置。
4. The semiconductor switching element is composed of two elements for energizing in a forward direction and a reverse direction, and the determining means determines that the level of the correction detection signal is equal to a half-wave energization of the AC power supply. When a corresponding change occurs, the
The device failure detection device for a semiconductor AC switch device according to claim 1, wherein a failure of one of the semiconductor switching devices is determined.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001013133A1 (en) * 1999-08-13 2001-02-22 York International Corporation Method and apparatus for detecting a failed thyristor
JP2007533287A (en) * 2004-04-13 2007-11-15 ツェー ウント イー フェイン ゲーエムベーハー Series winding motor and control method thereof
JP2009292239A (en) * 2008-06-04 2009-12-17 Meidensha Corp Regenerative electric power absorbing device
CN107748305A (en) * 2017-09-26 2018-03-02 九阳股份有限公司 A kind of water purifier fault detection method and circuit
KR20190059546A (en) * 2017-11-23 2019-05-31 (주)테크원코리아 SCR check system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001013133A1 (en) * 1999-08-13 2001-02-22 York International Corporation Method and apparatus for detecting a failed thyristor
US6404346B1 (en) 1999-08-13 2002-06-11 York International Corporation Method and apparatus for detecting a failed thyristor
KR100704205B1 (en) * 1999-08-13 2007-04-09 요크 인터내셔널 코포레이션 Method and apparatus for detecting a failed thyristor
JP2007533287A (en) * 2004-04-13 2007-11-15 ツェー ウント イー フェイン ゲーエムベーハー Series winding motor and control method thereof
JP2009292239A (en) * 2008-06-04 2009-12-17 Meidensha Corp Regenerative electric power absorbing device
CN107748305A (en) * 2017-09-26 2018-03-02 九阳股份有限公司 A kind of water purifier fault detection method and circuit
CN107748305B (en) * 2017-09-26 2020-05-19 杭州九阳净水系统有限公司 Water purifier fault detection method and circuit
KR20190059546A (en) * 2017-11-23 2019-05-31 (주)테크원코리아 SCR check system

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