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JPS6169330A - Ground fault detection device - Google Patents

Ground fault detection device

Info

Publication number
JPS6169330A
JPS6169330A JP19024984A JP19024984A JPS6169330A JP S6169330 A JPS6169330 A JP S6169330A JP 19024984 A JP19024984 A JP 19024984A JP 19024984 A JP19024984 A JP 19024984A JP S6169330 A JPS6169330 A JP S6169330A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ground fault
detection device
fault detection
inverter
coil
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
JP19024984A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
温 大久保
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric 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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP19024984A priority Critical patent/JPS6169330A/en
Publication of JPS6169330A publication Critical patent/JPS6169330A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野コ この発明はインバータ装置に用いられる地絡検出装置に
関し、特に、ノイズフィルター機能を有する地絡検出装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to a ground fault detection device used in an inverter device, and more particularly to a ground fault detection device having a noise filter function.

[従来技術とその問題点] 従来、誘導電動機の絶縁劣化等による漏電地絡電流から
インバータ素子を保護する方式として、一般にインバー
タ装置側は何ムUず、別途交流の入力側に漏電しゃ断器
を取4=iuろことか多用されている。1.かしながら
、1台のインバータ装置毎に漏電しゃ断器を取付1]る
ことは高価となる欠点があった。
[Prior art and its problems] Conventionally, as a method to protect inverter elements from earth leakage ground fault current caused by insulation deterioration of induction motors, the inverter equipment side generally does not have to install a separate earth leakage breaker on the AC input side. Tori 4 = iu rokoto is often used. 1. However, installing an earth leakage breaker for each inverter device has the drawback of being expensive.

また、交流入力側の主幹の入1]部に大きな1個の漏電
しゃ断器を取付C9、その後段にインバータ装置ととも
に他の任意の機器、たとえば、電気湯わかし機とか電気
洗面機を配線ずろごともたびたび行われているが、この
場合にけ、漏電しゃ断器の不必要動作を避1′)るため
に、漏電検出値を大きくすると共に、地絡検出をしてか
らしゃ断するので時間の長い、いわゆる低感度で低速型
動作のらのを使う必要があり、このため、あらゆる地絡
事故から完全にインバータ素子を保護するごと(」困難
であった。
In addition, one large earth leakage breaker is installed in the AC input side's main input section C9, and the inverter device and other arbitrary equipment such as an electric water heater or electric wash machine can be wired in the subsequent stage. This is often done, but in this case, in order to avoid unnecessary operation of the earth leakage breaker, the earth leakage detection value is increased and the earth leakage breaker is disconnected after detecting the ground fault, which takes a long time. It was necessary to use a so-called low-sensitivity, slow-operation type inverter, which made it difficult to completely protect the inverter elements from all kinds of ground faults.

また、最近ノイズの規制は厳しくなる傾向にあり、イン
バータ装置内にノイズフィルターを設置義務付けされる
ことも考えられ、ノイズフィルターに漏電検出機能を付
加することは商品と17て考えた場合、非常にメリット
の大きいものとなり得る。
In addition, noise regulations have recently become stricter, and it may become mandatory to install noise filters in inverter equipment, so adding an earth leakage detection function to a noise filter is extremely difficult when considered as a product17. It can be of great benefit.

[発明の目的] この発明は上記問題点をなくするために提供されたもの
であって、負荷機器の地絡による故障電流からインバー
タ装置を保護するだめの回路をノイズフィルター内に付
加した地絡検出装置を提供することを目的とする。
[Object of the Invention] The present invention has been provided in order to eliminate the above-mentioned problems, and provides a ground fault circuit in which a circuit is added within the noise filter to protect the inverter from fault current caused by ground faults in load equipment. The purpose is to provide a detection device.

[発明の構成] この地絡検出装置は、同一鉄芯」−に同方向のコイル極
性をもつようにし、巻かれた複数のコイルと、この鉄芯
上に巻かれた零相電流検出用コイルと、上記複数のコイ
ルの入ツノ側又は出力側の少なくとも一方の線間に接続
されたコンデンサとを存し、この零相検出用コイルの出
力は、インバータ装置のスイッチング素子の動作を阻止
するためのしゃ、・         断手段(°接続
さtL71.’る0とを特徴とする・[実施例コ 第1図に、この発明の1実施例を示す。
[Structure of the Invention] This ground fault detection device includes a plurality of coils wound around the same iron core so as to have coil polarities in the same direction, and a zero-phase current detection coil wound on the iron core. and a capacitor connected between at least one line on the inlet side or the output side of the plurality of coils, and the output of the zero-phase detection coil is used to prevent the operation of the switching element of the inverter device. An embodiment of the present invention is shown in FIG. 1.

3相ブリツジlの出力側には平滑コンデンサ2が接続さ
れると共に、トランジスタT1〜1゛。から成るインバ
ータブリッジ3に接続され、このインバータブリッジ3
の出力端子には負荷、た七えば、誘導電動機4が接続さ
れる。各トランジスタT1〜T8のコレクタ・エミッタ
間には、それぞれダイオードD7〜D I2が並列に接
続されている。制御回路5はトランジスタT、〜T、を
駆動するための回路である。
A smoothing capacitor 2 is connected to the output side of the three-phase bridge 1, and transistors T1-1'. This inverter bridge 3 is connected to an inverter bridge 3 consisting of
A load, for example an induction motor 4, is connected to the output terminal of the motor. Diodes D7 to DI2 are connected in parallel between the collector and emitter of each transistor T1 to T8, respectively. The control circuit 5 is a circuit for driving the transistors T, -T.

6は地絡検出装置で、同一鉄芯上にに、コイル極性が同
じ向きになるようにして巻かれている3巻線のコモンモ
ードコイル7と検出コイル8とが巻かれていて、この検
出コイル8の出力は−1−記制御回路5の制御入力端子
に接続される。9はコンデンサであり、コモンモードコ
イル7の出力側の各相間に接続されている。
Reference numeral 6 denotes a ground fault detection device, in which a three-winding common mode coil 7 and a detection coil 8 are wound on the same iron core so that the coil polarities are in the same direction. The output of the coil 8 is connected to the control input terminal of the control circuit 5 -1-. A capacitor 9 is connected between each phase of the output side of the common mode coil 7.

以」―の様に構成された回路の動作について以下説明す
る。
The operation of the circuit configured as follows will be explained below.

3相ブリツジ1と平滑コンデンサ2とにより交流電圧は
整流され、この直流電圧は制御回路5による各トランジ
スタT1〜TIlの所定のスイッチン=3− グ動作により、出力端子R,S、Tに任意の周波数の可
変交流電圧が出力される。ダイオードD7〜D12は、
トランジスタT、〜T6のスイッチング動作より生する
波高値の大きいノイズの発生を吸収してトランジスタT
1〜T6の保護をする。
The AC voltage is rectified by the three-phase bridge 1 and the smoothing capacitor 2, and this DC voltage is arbitrarily applied to the output terminals R, S, and T by a predetermined switching operation of each transistor T1 to TIl by the control circuit 5. A variable AC voltage with a frequency of is output. Diodes D7 to D12 are
Transistor T
1 to T6 protection.

上述のように動作するインバータ装置の電源側に地絡検
出装置6が挿入される。
A ground fault detection device 6 is inserted into the power supply side of the inverter device that operates as described above.

コモンモードコイル7は同一鉄芯上にコイル極性が同乙
向きになるように巻かれているので、このコモンモード
コイル7に3相平衡負荷の電流が流れている時は、鉄芯
内の合成磁束はゼロとなるので、この鉄芯上に巻かれた
検出コイル8の検出出力らゼロである。
The common mode coil 7 is wound on the same iron core so that the coil polarities are in the same direction, so when a three-phase balanced load current flows through the common mode coil 7, the composite in the iron core Since the magnetic flux is zero, the detection output of the detection coil 8 wound on this iron core is zero.

次に、誘導電動機4の漏電に上り地絡電流が流れると、
コモンモードコイル7を流れろ電流は不平衡負荷の電流
となり、鉄芯内にはこの地絡電流即ち、大地を帰路とす
る零相電流に相当する磁束か生し、検出コイル8はこの
磁束を零相電圧として検出する。この検出電圧は、制御
回路5の制御入力端子に印加され、この検出電圧か設定
値以上の値となった時、制御回路5はトランジスタT1
〜T6への駆動信号を停止して、トランジスタT1〜T
6はオフとなる。このようにして地絡事故の過大電流か
らトランジスタT1〜T6の故障を防ぐ。
Next, when an upward ground fault current flows due to the leakage of the induction motor 4,
The current flowing through the common mode coil 7 becomes an unbalanced load current, and a magnetic flux corresponding to this ground fault current, that is, a zero-sequence current whose return path is the earth, is generated in the iron core, and the detection coil 8 converts this magnetic flux to zero. Detected as phase voltage. This detection voltage is applied to the control input terminal of the control circuit 5, and when this detection voltage reaches a value equal to or higher than the set value, the control circuit 5
The drive signal to ~T6 is stopped, and the transistors T1~T
6 is off. In this way, failure of the transistors T1 to T6 is prevented from occurring due to excessive current caused by a ground fault.

また、コモンモードコイル7とコンデンサ9は、ノイズ
フィルター回路を構成していて、トランジスタT1〜T
6のスイッチング動作によって発生する高調波から成る
ノイズの電源側流出を防止する。
Further, the common mode coil 7 and the capacitor 9 constitute a noise filter circuit, and the transistors T1 to T
This prevents noise consisting of harmonics generated by the switching operation of No. 6 from leaking to the power supply side.

第2図に、この発明の第2実施例を示す。FIG. 2 shows a second embodiment of the invention.

尚、第1図と同じ部分には同じ符号を付した。Note that the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals.

地絡検出装置6は3相ブリツン1と平滑コンデンサ2と
の間の直流回路に挿入されているのが特徴である。
A feature of the ground fault detection device 6 is that it is inserted into a DC circuit between the three-phase converter 1 and the smoothing capacitor 2.

従って、地絡検出装置6のコモンモードコイル7は2巻
線となり、コンデンサ9はコモンモードコイル7の入力
側と出力側の線間にそれぞれ接続される。検出コイル8
の機能は第1実施例と同様である。
Therefore, the common mode coil 7 of the ground fault detection device 6 has two windings, and the capacitor 9 is connected between the lines on the input side and the output side of the common mode coil 7, respectively. Detection coil 8
The function is similar to that of the first embodiment.

この実施例では2巻線のコモンモードコイル7て地絡検
出が可能である。なお、ノイズフィルタ−としての効果
は第1実施例の場合と同様である。
In this embodiment, ground fault detection is possible using the two-winding common mode coil 7. Note that the effect as a noise filter is the same as in the first embodiment.

第3図はこの発明の第3実施例であり、第1図と同じ部
分には同じ符号をイ」シた。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 1 are given the same symbols.

地絡検出装置6はインバータ装置の出力側に設けられて
いるのが特徴で、地絡検出装置6の構成は第1実施例の
ものと全く同様である。
A feature of the ground fault detection device 6 is that it is provided on the output side of the inverter device, and the configuration of the ground fault detection device 6 is exactly the same as that of the first embodiment.

以下、この実施例の特長について説明する。The features of this embodiment will be explained below.

インバータブリッジ3に使用されるトランジスタT1〜
Toは、一般に薄い絶縁シート等を介して冷却フィンに
取付けられ、この冷却フィンは通常接地されている。
Transistor T1 used in inverter bridge 3~
To is generally attached to a cooling fin via a thin insulating sheet or the like, and this cooling fin is usually grounded.

従って、トランジスタT I−T aは等価的に浮遊容
量Cを介して接地されていることになる。
Therefore, the transistor T I-T a is equivalently grounded via the stray capacitance C.

一方、トランジスタT1〜T8は、高速スイッチング動
作を繰返ずたぬ、トランジスタT1〜T6のスイッチン
グ時の電圧の急変、即ち、dV/dtが大きい。
On the other hand, the transistors T1 to T8 do not repeat high-speed switching operations, and the sudden change in voltage during switching of the transistors T1 to T6, that is, the dV/dt is large.

?          浮遊容量Cを通って接地に流れ
る電流は、このdV/diに比例するたぬ大きくなる。
? The current flowing to ground through the stray capacitance C increases in proportion to this dV/di.

故に、地絡検出装置6をインバータブリッジ3の箇所よ
りも電源側の箇所に設置Jた場合、この地絡検出装置6
は、常にトランジスタ4゛、〜T6の浮遊容量Cを介し
て流イする電流を検出するので、小さいレベルでの地絡
電流の識別が困難上なる。
Therefore, if the ground fault detection device 6 is installed at a location closer to the power supply than the inverter bridge 3, this ground fault detection device 6
Since the circuit always detects the current flowing through the stray capacitance C of the transistors 4' and .about.T6, it becomes difficult to identify a ground fault current at a small level.

これに対し、この実施例において(J地絡電流の検出を
インバータブリッジ3の出力側で行っているため、この
地絡検出装置6は上記の浮遊容量Cを介して流れる電流
を検出しないため微小な地絡電流の検出ができ、トラン
ジスタT1〜Toをより確実に保護することが可能とな
る。
On the other hand, in this embodiment (J), since the ground fault current is detected on the output side of the inverter bridge 3, this ground fault detection device 6 does not detect the current flowing through the above-mentioned stray capacitance C. Therefore, it is possible to detect a ground fault current, and it is possible to more reliably protect the transistors T1 to To.

また、この地絡検出装置6のノイズフィルターとしての
機能は、インバータ装置の負荷側へのノイズ流出を防雨
するため、負荷機器への配線の恒長が長い場合に問題と
なる配線からのノイズ輻射に有効である。
In addition, the function of this ground fault detection device 6 as a noise filter is to prevent noise leakage to the load side of the inverter device, so it prevents noise from the wiring, which can be a problem when the wiring to the load equipment is long. Effective for radiation.

更に、この地絡検出装置6は、通常インバータ装置の出
力側に設()られている平滑用のり)2りトルの役目を
なすことも可能である。
Furthermore, this ground fault detection device 6 can also serve as a smoothing glue that is normally provided on the output side of an inverter device.

[発明の効果] 以−に詳述したように、この発明の地絡検出装置は簡単
な回路構成としたので、小型で安6Tliであり、また
、インバータ装置に組み込まれて用いるので、従来漏電
しゃ断器をインバータ装置とは別個に取付けていた場合
のように取付1プのためのスペースと作業を必要とせず
、保守する」二においても不便さがなくなる。
[Effects of the Invention] As described in detail below, the ground fault detection device of the present invention has a simple circuit configuration, so it is small and safe, and since it is used by being incorporated into an inverter device, it has no problem with earth leakage. Unlike the case where the breaker is installed separately from the inverter device, there is no need for space and work for installation, and there is no inconvenience in maintenance.

また、この地絡検出装置はインバータ装置の素子の保護
を目的としているので、従来の汎用の漏電しゃ断器とは
違って、漏電検出装置の感度電流と時限について最適の
値に設定することができ、インバータ装置を地絡事故か
ら確実に保護することができる。
Additionally, since this ground fault detection device is intended to protect the elements of the inverter, unlike conventional general-purpose earth leakage circuit breakers, the sensitivity current and time limit of the earth leakage detection device can be set to optimal values. , it is possible to reliably protect the inverter device from ground faults.

併せて、この地絡検出装置は、ノイズフィルターとして
の機能をも有し、高調波の流出を防1LWることかでき
る。
In addition, this ground fault detection device also has a function as a noise filter, and can prevent harmonics from flowing out.

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

第1図はこの発明の1実施例を示す回路図、第2図はこ
の発明の第2実施例を示す回路図、第3図はこの発明の
第3実施例を示す回路図である。 1 ・3相ブリツジ、    2・・平滑コンデンサ、
3・・・インバータブリッジ、5・・・制御回路、6 
・地絡検出装置、  7・コモンモードコイル、8・・
検出コイル、   9・ コンデンサ。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the invention. 1. Three-phase bridge, 2. Smoothing capacitor,
3... Inverter bridge, 5... Control circuit, 6
・Ground fault detection device, 7.Common mode coil, 8.
Detection coil, 9. Capacitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)同一鉄芯上に同方向のコイル極性をもつようにし
て巻かれた複数のコイルと、この鉄芯上に巻かれた零相
電流検出用コイルと、上記複数のコイルの入力側又は出
力側の少なくとも一方の線間に接続されたコンデンサと
を有し、この零相検出用コイルの出力は、インバータ装
置のスイッチング素子の動作を阻止するためのしゃ断手
段に接続されていることを特徴とする地絡検出装置。
(1) A plurality of coils wound on the same iron core with coil polarity in the same direction, a zero-phase current detection coil wound on this iron core, and an input side or and a capacitor connected between at least one line on the output side, and the output of this zero-phase detection coil is connected to a cutoff means for blocking operation of a switching element of an inverter device. Ground fault detection device.
JP19024984A 1984-09-10 1984-09-10 Ground fault detection device Pending JPS6169330A (en)

Priority Applications (1)

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JP19024984A JPS6169330A (en) 1984-09-10 1984-09-10 Ground fault detection device

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JP19024984A JPS6169330A (en) 1984-09-10 1984-09-10 Ground fault detection device

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JP (1) JPS6169330A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008109748A (en) * 2006-10-24 2008-05-08 Yaskawa Electric Corp Inverter with ground fault detecting means
JP2011174895A (en) * 2010-02-25 2011-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electrical leak detector and electrical leak detection unit

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