JPS5851732A - インバ−タの過電流保護装置 - 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】 本発明社グートターノオフ（Ｇ？０　）豐イψスタを主
スィッチ素子とするインバータの過電流保護装置に関す
る。

ＧＴＯインバータにおいて、転流失敗が発生すると過大
な事故電流が流れ、この電流がインバータの可・制御電
流を越えるとＧＴＯサイリスタに自己消弧能力が無７〈
々シその、破損を招く、この保護用として従来から、Ｉ
ＩＩＩＩＩＪＫ示すようにインパータエＮＶの直流入力
側にフユーズＩＦを設け、そＯ溶断によって電流しゃ断
する回路が採られている０図中、ＣＮＶは壊変換器、Ｌ
は直流リアクトル、ＣＡｌｌ１平滑用コンデンサである
。

ｅの従来回路にあっては１．７エーズｙの応答性を上妓
るのに限度があり、転流失敗から７ユーズが溶断するま
での時間にはコンデンサ区かもの急峻な放電電流が流れ
てスイッチ素子を破壊する恐れがある。このため、スイ
ッチ素子自体に充分なる電流余裕を持たせゐよう設計す
ることに１うて高価なインバータ構成になる。

また、従来回路では転流失敗時Ｋｙ＆−ズＥＦの容断が
ある九め、その都度フ為−ズ０交換を必要とするという
保守上の煩雑さがある。

本発明は平滑用コンデンサ上に直列にスイッチを設け、
転流失敗を検出したときに該スイッチをオフ制御し、順
変換器側からの電＃ｌが増加する前にインバータを停止
制御することによ〉、＠流失敗時の短絡電流を低く抑え
て回路素子の適切なる体験を可能にし走過電流保護装置
をＩＩ供することを目的とする。

第２図は本発明の一実施例を示す開路■である。

同図において、直流リアクトルちとｊンデンを眞ゐダイ
オードＤ１とコンデンサｃｄの放電方向に接続されるサ
イリスタＴＨ，とから成るスイッチＳ１を設け、仁のサ
イリスタＴＨ，の強制転流用として補助サイリスタＴＨ
，と転流コンデシサＣＩｓ転流リアクトルＬｌの直列回
路を該サイリスタＴＨ，Ｋ並列に設け、転流コンデンサ
ＣＩの充電用として抵抗Ｒ１を設け、インバータエＮＹ
の転流失敗を検出したときにサイリスタ′ｒＨ１のオン
ゲート信号を断ちかつ補助サイリスクＴＨ，を点弧させ
、さらにインパータエＭＹのゲート制御回路ＧＣＫ運転
停止指令を与える転流失敗検出回路ＣＦＤを設ける。

この転流失敗検出回路ＯＦＤ　ｉｃおける転流失敗検出
は、第３図に示すようにＧＴＯサイリスタをブリッジア
ーム素子とするインバータ主回路の直流高圧側と低圧側
聞に電流制限用抵抗Ｒ−とフォトカプラＰＣの発光素子
とを直列接続して設け、インバータ主回路の転流失敗に
よる電圧低下を７オトカプラＰＣの受光素子出力電流変
化として検出する。

この方式による転流失敗検出に隈らず、平滑用；ンデン
サ眞の放電□電流を変流器で検出する□４０゛やインパ
ータエＮＹの直流側電流を直１１に検出する危ど転流失
敗による主回路電流の龜唆會＆増大から適宜検出で−き
ることは勿論であ□る。

こうした転流失敗検出回路Ｋｍ−ける検出□備考は図示
しない比較器によるレベル判矯で簀イリスタＴＨ，、Ｔ
Ｈ，の点弧信号及びゲート制御回路ＧＯへの指令信号ヲ
散出す。　　　　　　　　・こうした構成において、イ
ンバータの通□電運転には順変換器ＣＮＶの直流出力を
リアクトルＬを通してインパータエＮＶＩＩＫ供給する
と共に、ダイオードＤ１を通したコンデンサＣｄの充電
及びサイリスタ′ｒＨ１の常時点弧によるコンデンサｃ
ｄからの放電がなされて直流電圧ｖｄの平滑、がなされ
る。

このとき、転流コンデンサＣＩは抵抗式を通し九大きい
時定数で直流電圧ｖｄまで図示極性に充電されていゐ。

インバータ運転中に、何らかの原因による転流失敗があ
ると、転流失敗検出回路ＣＦＤはサイリスクＴＨ１の点
弧信号を断ち、補助サイリスタＴＨ，を点弧する。これ
により□、転流失敗発生から急峻に上昇を開始するコン
デンサＣｄの電流に対して、転流コンデンサＯｚｈ転渡
りアクドルＬ、による振動電流がダイオードＤ、を通し
て流れサイリスタＴＨ，を逆方向にパイアヌして該サイ
リスタＴＨ１をターンオフさせ、コンデンサＣｄ　Ｏ放
電電流を■止する。

この制御によシ、転流失敗による事故電流は急激に減少
し、以後の電流は順変換器ＣＮ舗からＯリアクトルＬＫ
よる立上りの遅い事故電流Ｏ増加に１にる。

転流失敗検出回路ＣＦＤはナイリスタ預ｓＯ点弧制御と
同時にゲート制御回路ＧＣＫ這転停止指令を与え、イン
パータエＮＶの各Ｇ’ｌ’Ｏサイリスタのターンオフ制
御を冷さしめる。ゲート制御−路ＧＯは運転停止指、令
に対して各ＧＴＯサイリスタに最小オンタイムが確保さ
れているときＫａ直ちにオフ制御するが、ＧＴＯサイリ
スタに最小オンタイムが確保されていないときは皺時間
、だけ侍ってオフ制御を行々う。

第４図は転流失敗時の事故電流を示し、時刻ｔ。

で転流失敗すると、順変換器ＣＮｖからの電＠　Ｉ（１
゜はりアクドルＬＫよって抑制されながら緩慢に増大す
るが、コンデンサｃｄの放電電流層（１，はサイリスタ
ＴＨＩＫよるしゃ断かがいときＫは破線で示すようにそ
の抑制リアクタンス分が配線インピーダンスしかないた
め急峻な立上りＫなる。この電流変化に対して、時刻ｔ
ｓにおいて転流失敗の検出によるサイリスタＴＨ１のタ
ーンオフ制御によりインバータＩＮＶ側への電流層ｄが
実線で示すように抑制されて時刻１．には順変換器ＣＮ
Ｖ儒からの電流層のみＫなる。この時刻ｔ３がインパー
タエ■のＧＴＯサイリスタに必要とする最小オンタイム
以上とすると、該時刻にＧＴＯサイリスタのオフ制御に
よって事故電流が零になる。

このように、従来の保護回路がコンデンサＣｄからの過
大な電流層ｄ３によってＧＴＯナイリスタを破損する恐
れがあるし、仮シに転流失敗を検出してインバータを停
止制御する手段を異見る％　ＧＴＯサイリスタに必要な
最小オンタイム後に該サイリスタのオフ制御を必要とし
てコンデンサ億かもの過大な電流を抑止てきないで、ナ
イＷスタ０可制御電流を越え九オフ制御になってその破
損を招く恐れがある。これに対して、本発−ＫＴｈいて
は、転流失敗を検出することでコンデンを組の電流路を
断ってインバータ側への放電電流をし中断し、その後Ｋ
　ＧＴＯサイリスタに必要となる最小オンタイムを確保
してそのオフ制御をすることによ）サイリスタの可制御
電流以内でのターンオフを可能にする。

従って、本発’５１１によれば、転流失敗発生時にもイ
ンバータのＧＴＯサイリスタに流れる電流を低く抑ええ
運転停止が可能をなり、インバータの定格電ｍＫ比して
そのＧＴＯサイリスタに許容される電流を低く設計して
その保護を可能にするという効果がある。換言すればイ
ンバータの信頼性向上を図ることができるし、保護用ヒ
ユーズを不要にしてその交換等の手間を省くことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインバータの過電流保護装置を説明する
ための主回路構成図、第２図は本発明の一実施例を示す
要部構成図、第３図は第２図にお叶る転流失敗検出回路
を説明するための図、第４図は本発明における保護動作
を説明するための電流波形図である。 ＣＮＶ・・・順変換器、工ＮＶ・・・インバータ、Ｌ・
・・・直流リアクトル、Ｃｄ　・・ｅ平滑用ブンデンナ
、ＯＦＤ・・・転流失敗検出回路、Ｇｏ　−拳・ゲート
制御回路、Ｃ１・・・転流コンデンサ、ＩＪＩ・・・転
流リアクトル。 第１図 第２図 ［

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ゲートターンオフサイリスＩを主スィッチ素子とす為イ
   ンバータ主回路の直流儒ＫＭＪｌｌｊｌ曹νデンナを備
   えるインバータＫかいて、上■寧νデン？に直列に設け
   てそ０放電電流をし警酔す・Ｓスイッチと、上記インバ
   ータの転流失敗を横１して上記スイッチをオフ制御する
   と共に上Ｉ！イシパータ主ａ路を運転停止制御する制御
   信置を得ｈａｍ央敗検出回路とを備え九ことを轡徽七す
   島イシパータＯ過電流保■装置。