JPH0793837B2 - 可変速運転システムにおける接地事故保護装置 - Google Patents
可変速運転システムにおける接地事故保護装置Info
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- JPH0793837B2 JPH0793837B2 JP61049850A JP4985086A JPH0793837B2 JP H0793837 B2 JPH0793837 B2 JP H0793837B2 JP 61049850 A JP61049850 A JP 61049850A JP 4985086 A JP4985086 A JP 4985086A JP H0793837 B2 JPH0793837 B2 JP H0793837B2
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- inverter device
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
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- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
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- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
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- Control Of Multiple Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明の可変速運転システムにおける接地事故保護装
置に関する。
置に関する。
B.発明の概要 この発明は１台のインバータ装置で複数台のモータを可
変速運転するシステムにおける接地事故保護装置におい
て、 インバータ装置とモータとの電路に高速スイツチを設
け、接地事故を１個の検出器で検出し、接地事故発生時
に高速スイツチを開路させて接地検出器が不動作となつ
たスイツチだけの開路を継続させることにより、 システムの保護信頼性を図るのに１個の接地検出器と演
算処理部を設けるだけであるから回路構成の簡素化を図
ることができるとともに経済的にも有利となるものであ
る。
変速運転するシステムにおける接地事故保護装置におい
て、 インバータ装置とモータとの電路に高速スイツチを設
け、接地事故を１個の検出器で検出し、接地事故発生時
に高速スイツチを開路させて接地検出器が不動作となつ
たスイツチだけの開路を継続させることにより、 システムの保護信頼性を図るのに１個の接地検出器と演
算処理部を設けるだけであるから回路構成の簡素化を図
ることができるとともに経済的にも有利となるものであ
る。
C.従来の技術 第４図は１台のインバータ装置INVで複数台M1,M2…Mnを
可変速運転するシステムを示す回路構成図で、この第４
図に示すシステムを、通常マルチドライブシステムと称
している。この種、マルチドライブシステムでは複数台
のモータM1,M2…Mnのうち１台のモータM1に事故が発生
すると過電流がインバータ装置INVに流れる。するとイ
ンバータ装置INV内の過電流検出器が動作してシステム
を過電流から保護する手段がとられる。
可変速運転するシステムを示す回路構成図で、この第４
図に示すシステムを、通常マルチドライブシステムと称
している。この種、マルチドライブシステムでは複数台
のモータM1,M2…Mnのうち１台のモータM1に事故が発生
すると過電流がインバータ装置INVに流れる。するとイ
ンバータ装置INV内の過電流検出器が動作してシステム
を過電流から保護する手段がとられる。
このような保護動作でシステムの保護は達せられるけれ
ども、健全なモータM2,M3…Mnの運転をも停止させてし
まう。このような保護動作を、例えば繊維業界のような
紡糸錐を並列生産するプロセスに適用すると前システム
の運転を停止させ、多大な損失を生じさせることになつ
てしまう。そこで上記のような保護動作は避ける必要が
ある。
ども、健全なモータM2,M3…Mnの運転をも停止させてし
まう。このような保護動作を、例えば繊維業界のような
紡糸錐を並列生産するプロセスに適用すると前システム
の運転を停止させ、多大な損失を生じさせることになつ
てしまう。そこで上記のような保護動作は避ける必要が
ある。
D.発明が解決しようとする問題点 上記のように過電流からシステムを保護するためにイン
バータ装置内に過電流検出器を設けるのは好ましくな
い。そこで、過電流に至るまでに事故モータをインバー
タ装置から切り離すことができれば保護が確実になる。
このため、過電流に至るまでのモータの事故内容を分析
するとモータの口出し部の接地事故が最初に発生し、し
かる後に相間短絡により過電流になることが実験等によ
り判明して来た。このことから、まず接地事故を検出し
て過電流に至らないようにすることが要望されている。
バータ装置内に過電流検出器を設けるのは好ましくな
い。そこで、過電流に至るまでに事故モータをインバー
タ装置から切り離すことができれば保護が確実になる。
このため、過電流に至るまでのモータの事故内容を分析
するとモータの口出し部の接地事故が最初に発生し、し
かる後に相間短絡により過電流になることが実験等によ
り判明して来た。このことから、まず接地事故を検出し
て過電流に至らないようにすることが要望されている。
E.問題点を解決するための手段 この発明は１台のインバータ装置で複数台のモータを運
転制御するシステムにおいて、インバータ装置と各モー
タとの電路間に交流入力端が接続された複数のダイオー
ドブリッジ回路と、これらダイオードブリッジ回路の直
流出力端間にコレクタ・エミッタが接続された極めて短
時間で開閉するパワートランジスタからなる高速半導体
スイッチと、前記インバータ装置の入力側あるいは出力
側に設けられた接地検出器と、この接地検出器が動作し
たとき、その動作信号を入力して演算し、その演算出力
を前記各高速半導体スイッチに順次与えて前記高速半導
体スイッチを順次短時間開路させ、前記接地検出器が不
動作となる前記高速半導体スイッチを検出して、検出し
たスイッチだけに開路を接続させる出力を送出する演算
部とを備えたものである。
転制御するシステムにおいて、インバータ装置と各モー
タとの電路間に交流入力端が接続された複数のダイオー
ドブリッジ回路と、これらダイオードブリッジ回路の直
流出力端間にコレクタ・エミッタが接続された極めて短
時間で開閉するパワートランジスタからなる高速半導体
スイッチと、前記インバータ装置の入力側あるいは出力
側に設けられた接地検出器と、この接地検出器が動作し
たとき、その動作信号を入力して演算し、その演算出力
を前記各高速半導体スイッチに順次与えて前記高速半導
体スイッチを順次短時間開路させ、前記接地検出器が不
動作となる前記高速半導体スイッチを検出して、検出し
たスイッチだけに開路を接続させる出力を送出する演算
部とを備えたものである。
F.作 用 極めて短時間で開閉するスイツチ（以下高速スイツチと
称す）を接地検出器の動作時に演算部から順次出力され
る開路信号で開路させる。高速スイツチが開路されたと
き、接地検出器の動作が停止されればその高速スイツチ
に接続されているモータに接地事故が事故したことにな
る。そこで上記高速スイッチを開路させたままにすれば
接地事故の発生によつて過電流に至ることが防止でき
る。
称す）を接地検出器の動作時に演算部から順次出力され
る開路信号で開路させる。高速スイツチが開路されたと
き、接地検出器の動作が停止されればその高速スイツチ
に接続されているモータに接地事故が事故したことにな
る。そこで上記高速スイッチを開路させたままにすれば
接地事故の発生によつて過電流に至ることが防止でき
る。
G.実施例 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明するに第
４図と同一部分は同一符号を付して述べる。第１図にお
いて、CTはインベータ装置INVの出力の零相電流を検出
する変流器で、この変流器CTの２次側はコンパレータCP
に入力される。このコパレータCPと変流器CTとで接地検
出器GDが構成される。コンパレータCPは零相電流が予め
設定されたセツト値以上となつたとき接地事故と判定す
るものである。コンパレートCPの出力はシーケンサから
なる演算部PCに入力される。この演算部PCはコンパレー
タCPから接地事故信号が入力されると、インバータ装置
INVと各モータM1,M2…Mnとの電路に介挿された高速スイ
ツチ（後述する半導体スイツチ）SW1,SW2…SWnを順次開
路させる信号を送出するものである。高速スイッチSW1,
SW2…SWnは開閉時間が20〜50μｓと極めて短時間のもの
を使用する。
４図と同一部分は同一符号を付して述べる。第１図にお
いて、CTはインベータ装置INVの出力の零相電流を検出
する変流器で、この変流器CTの２次側はコンパレータCP
に入力される。このコパレータCPと変流器CTとで接地検
出器GDが構成される。コンパレータCPは零相電流が予め
設定されたセツト値以上となつたとき接地事故と判定す
るものである。コンパレートCPの出力はシーケンサから
なる演算部PCに入力される。この演算部PCはコンパレー
タCPから接地事故信号が入力されると、インバータ装置
INVと各モータM1,M2…Mnとの電路に介挿された高速スイ
ツチ（後述する半導体スイツチ）SW1,SW2…SWnを順次開
路させる信号を送出するものである。高速スイッチSW1,
SW2…SWnは開閉時間が20〜50μｓと極めて短時間のもの
を使用する。
上記のように構成された実施例において、コンパレータ
CPが接地事故と判定した出力を演算部PCに入力すると、
演算部PCはその入力信号を演算して高速スイツチSW1か
ら順次回路信号を与えてスイツチSW1,SW2,SW3…SWnと開
路して行く。スイツチを回路させても接地検出器GDが接
地事故であるとの判定出力を継続しているときにはその
スイツチSW1,SW2に接続されているモータM1,M2は正常と
判断され、スイツチSW1,SW2は再び閉路される。この間
の判定時間は1ms以内で実行されるのでモータの機械時
定数，電気時定数とも100ms以上あることから位相づれ
による再閉路時のラツシユ電流が流れることなく運転を
継続できる。
CPが接地事故と判定した出力を演算部PCに入力すると、
演算部PCはその入力信号を演算して高速スイツチSW1か
ら順次回路信号を与えてスイツチSW1,SW2,SW3…SWnと開
路して行く。スイツチを回路させても接地検出器GDが接
地事故であるとの判定出力を継続しているときにはその
スイツチSW1,SW2に接続されているモータM1,M2は正常と
判断され、スイツチSW1,SW2は再び閉路される。この間
の判定時間は1ms以内で実行されるのでモータの機械時
定数，電気時定数とも100ms以上あることから位相づれ
による再閉路時のラツシユ電流が流れることなく運転を
継続できる。
ところが、演算部PCの出力で高速スイツチSW3を開路さ
せたとき、接地検出器GDが動作を停止（不動作）したと
する。この動作停止によりモータM3に接地事故が発生し
たことが判断され、高速スイツチSW3を以後開路させた
ままにする。この動作により不良モータをシステムから
排除できるため接地事故の波及によつて、過電流に至る
ことがなくなりシステムダウンすることが防止できる。
その後の開路信号によつても接地検出器GDが出力が出力
しているときには演算部PCの出力はその後も高速スイツ
チSW4,SW5…SWnに開路信号を与えて上記と同様の動作を
行う。
せたとき、接地検出器GDが動作を停止（不動作）したと
する。この動作停止によりモータM3に接地事故が発生し
たことが判断され、高速スイツチSW3を以後開路させた
ままにする。この動作により不良モータをシステムから
排除できるため接地事故の波及によつて、過電流に至る
ことがなくなりシステムダウンすることが防止できる。
その後の開路信号によつても接地検出器GDが出力が出力
しているときには演算部PCの出力はその後も高速スイツ
チSW4,SW5…SWnに開路信号を与えて上記と同様の動作を
行う。
第２図は高速スイツチSW1の一例を示す半導体スイツチ
回路図である。第２図において直流母線P,N間には、平
滑コンデンサC1とインバータINVが並列接続されてい
る。インバータINVのＵ相出力側とモータM1と結ぶ電路
には、ダイオードD1U,D2U,D3U,D4Uを図示極性の如くブ
リツジ接続したブリツジ回路が介挿されている。ダイオ
ードD1U,D3Uのカソードどうしを結ぶ共通接続点1Uとダ
イオードD2U,D4Uのアノードどうしを結ぶ共通接続点2U
との間には半導体スイツチ素子、例えばパワートランジ
スタTR1が図示極性のように接続されている。前記共通
接続点1Uと正側直流母線Ｐを結ぶ電路には図示極性の環
流ダイオードDPUが介挿されている。前記共通接続点2U
と負側直流母線Ｎを結ぶ電路には図示極性の環流ダイオ
ードDNUが介挿されている。インバータINVのＶ相出力側
とモータM1を結ぶ電路には、ダイオードD1V,D2V,D3V,D
4Vを図示極性の如くブリツジ接続したブリツジ回路が介
挿されている。ダイオードD1V,D3Vのカソードどうしを
結ぶ共通接続点1VとダイオードD2V,D4Vのアノードどう
しを結ぶ共通接続点2Vとの間には半導体スイツチ素子、
例えばパワートランジスタTR2が図示極性のように接続
されている。前記共通接続点1Vと正側直流母線Ｐを結ぶ
電路には図示極性の環流ダイオードDPVが介挿されてい
る。前記共通接続点2Vと負側直流母線Ｎを結ぶ電路には
図示極性の還流ダイオードDNVが介挿されている。イン
バータINVのＷ相出力側とモータM1を結ぶ電路には、ダ
イオードD1W,D2W,D3W,D4Wを図示極性の如くブリツジ接
続したブリツジ回路が介挿されている。ダイオードD1W,
D3Wのカソードどうしを結ぶ共通接続点1WとダイオードD
2W,D4Wのアノードどうしを結ぶ共通接続点2Wとの間には
半導体スイツチ素子、例えばパワートランジスタTR3が
図示極性のように接続されている。前記共通接続点1Wと
正側直流母線Ｐを結ぶ電路には図示極性の環流ダイオー
ドDPWが介挿されている。前記共通接続点2Wと負側直流
母線Ｎを結ぶ電路には図示極性の環流ダイオードDNWが
介挿されている。
回路図である。第２図において直流母線P,N間には、平
滑コンデンサC1とインバータINVが並列接続されてい
る。インバータINVのＵ相出力側とモータM1と結ぶ電路
には、ダイオードD1U,D2U,D3U,D4Uを図示極性の如くブ
リツジ接続したブリツジ回路が介挿されている。ダイオ
ードD1U,D3Uのカソードどうしを結ぶ共通接続点1Uとダ
イオードD2U,D4Uのアノードどうしを結ぶ共通接続点2U
との間には半導体スイツチ素子、例えばパワートランジ
スタTR1が図示極性のように接続されている。前記共通
接続点1Uと正側直流母線Ｐを結ぶ電路には図示極性の環
流ダイオードDPUが介挿されている。前記共通接続点2U
と負側直流母線Ｎを結ぶ電路には図示極性の環流ダイオ
ードDNUが介挿されている。インバータINVのＶ相出力側
とモータM1を結ぶ電路には、ダイオードD1V,D2V,D3V,D
4Vを図示極性の如くブリツジ接続したブリツジ回路が介
挿されている。ダイオードD1V,D3Vのカソードどうしを
結ぶ共通接続点1VとダイオードD2V,D4Vのアノードどう
しを結ぶ共通接続点2Vとの間には半導体スイツチ素子、
例えばパワートランジスタTR2が図示極性のように接続
されている。前記共通接続点1Vと正側直流母線Ｐを結ぶ
電路には図示極性の環流ダイオードDPVが介挿されてい
る。前記共通接続点2Vと負側直流母線Ｎを結ぶ電路には
図示極性の還流ダイオードDNVが介挿されている。イン
バータINVのＷ相出力側とモータM1を結ぶ電路には、ダ
イオードD1W,D2W,D3W,D4Wを図示極性の如くブリツジ接
続したブリツジ回路が介挿されている。ダイオードD1W,
D3Wのカソードどうしを結ぶ共通接続点1WとダイオードD
2W,D4Wのアノードどうしを結ぶ共通接続点2Wとの間には
半導体スイツチ素子、例えばパワートランジスタTR3が
図示極性のように接続されている。前記共通接続点1Wと
正側直流母線Ｐを結ぶ電路には図示極性の環流ダイオー
ドDPWが介挿されている。前記共通接続点2Wと負側直流
母線Ｎを結ぶ電路には図示極性の環流ダイオードDNWが
介挿されている。
次に、上記のように構成され回路の動作を述べる。イン
バータINVとモータM1を結ぶ電路が閉じられている（す
なわちパワートランジスタTR1,TR2,TR3がオン状態であ
る）場合、例えばＵ−Ｖ相間に流れる電流は正側直流母
線Ｐ→インバータINV→ダイオードD1U→パワートランジ
スタTR1→ダイオードD4U→モータM1→ダイオードD3V→
パワートランジスタTR2→ダイオードD2V→インバータIN
V→負側直流母線Ｎなる経路で通流し、また逆モードで
あれば正側直流母線Ｐ→インバータINV→ダイオードD1V
→パワートランジスタTR2→ダイオードD4V→モータM1→
ダイオードD3U→パワートランジスタTR1→ダイオードD
2U→インバータINV→負側直流母線Ｎなる経路で通流す
る。インバータINVとモータM1を結ぶ電路のＵ−Ｗ相間,
V−Ｗ相間に流れる電流も前記と同様にして通流する。
パワートランジスタTR1（TR2,TR3）のオフ時にモータM1
に蓄積されたエネルギーや線路インダクタンスによつて
印加させるサージエネルギーは、環流ダイオードDPU（D
PV,DPW）→平滑コンデンサC1→環流ダイオードD
NU（DNV,DNW）なる経路を通して流れ、平滑コンデンサC
1に吸収される。このためパワートランジスタTR1（TR2,
TR3）のオフ時に該トランジスタTR1（TR2,TR3）に印加
された電圧をインバータINVの直流電圧にクランプする
ことができる。
バータINVとモータM1を結ぶ電路が閉じられている（す
なわちパワートランジスタTR1,TR2,TR3がオン状態であ
る）場合、例えばＵ−Ｖ相間に流れる電流は正側直流母
線Ｐ→インバータINV→ダイオードD1U→パワートランジ
スタTR1→ダイオードD4U→モータM1→ダイオードD3V→
パワートランジスタTR2→ダイオードD2V→インバータIN
V→負側直流母線Ｎなる経路で通流し、また逆モードで
あれば正側直流母線Ｐ→インバータINV→ダイオードD1V
→パワートランジスタTR2→ダイオードD4V→モータM1→
ダイオードD3U→パワートランジスタTR1→ダイオードD
2U→インバータINV→負側直流母線Ｎなる経路で通流す
る。インバータINVとモータM1を結ぶ電路のＵ−Ｗ相間,
V−Ｗ相間に流れる電流も前記と同様にして通流する。
パワートランジスタTR1（TR2,TR3）のオフ時にモータM1
に蓄積されたエネルギーや線路インダクタンスによつて
印加させるサージエネルギーは、環流ダイオードDPU（D
PV,DPW）→平滑コンデンサC1→環流ダイオードD
NU（DNV,DNW）なる経路を通して流れ、平滑コンデンサC
1に吸収される。このためパワートランジスタTR1（TR2,
TR3）のオフ時に該トランジスタTR1（TR2,TR3）に印加
された電圧をインバータINVの直流電圧にクランプする
ことができる。
上記のような半導体スイツチ回路によれば、第３図に示
すパワートランジスタのVBE電圧がコレクタ電流ICによ
つて変化することを利用する過電流を検出し、各相に流
れる双方向電流を１個のパワートランジスタにより高速
度で遮断することができるとともに、パワートランジス
タ専用のサージ電圧吸収回路が不要となり、これによつ
て回路の小形化が図れる。
すパワートランジスタのVBE電圧がコレクタ電流ICによ
つて変化することを利用する過電流を検出し、各相に流
れる双方向電流を１個のパワートランジスタにより高速
度で遮断することができるとともに、パワートランジス
タ専用のサージ電圧吸収回路が不要となり、これによつ
て回路の小形化が図れる。
H.発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、モータの接地事
故を検出して過電流に至らない前に高速スイツチを順次
開閉させて、スイツチの開路時に接地検出器が不動作と
なつたとき、そのスイツチだけを開路させるようにした
ので、接地事故段階で事故モータをインバータ装置から
切り離すためシステムの信頼性を飛躍的に向上させるこ
とができる。また、接地検出器もインバータ装置の入出
力側のどちらか一方に１個設けるだけであるから装置の
簡素化を図ることができ、かつ経済的に有利である。
故を検出して過電流に至らない前に高速スイツチを順次
開閉させて、スイツチの開路時に接地検出器が不動作と
なつたとき、そのスイツチだけを開路させるようにした
ので、接地事故段階で事故モータをインバータ装置から
切り離すためシステムの信頼性を飛躍的に向上させるこ
とができる。また、接地検出器もインバータ装置の入出
力側のどちらか一方に１個設けるだけであるから装置の
簡素化を図ることができ、かつ経済的に有利である。
第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、第２図
はこの発明に適用する半導体スイツチ回路の具体的な構
成を示す回路図、第３図はパワートランジスタのVBE−I
C特性図、第４図は従来装置を示すブロック図である。 INV…インバータ装置、GD……接地検出器、PC……演算
部、SW1,SW2…SWn……高速スイツチ、M1,M2…Mn……モ
ータ。
はこの発明に適用する半導体スイツチ回路の具体的な構
成を示す回路図、第３図はパワートランジスタのVBE−I
C特性図、第４図は従来装置を示すブロック図である。 INV…インバータ装置、GD……接地検出器、PC……演算
部、SW1,SW2…SWn……高速スイツチ、M1,M2…Mn……モ
ータ。
Claims (1)
- 【請求項１】１台のインバータ装置で複数台のモータを
運転制御するシステムにおいて、インバータ装置と各モ
ータとの電路間に交流入力端が接続された複数のダイオ
ードブリッジ回路と、これらダイオードブリッジ回路の
直流出力端間にコレクタ・エミッタが接続された極めて
短時間で開閉するパワートランジスタからなる高速半導
体スイッチと、前記インバータ装置の入力側あるいは出
力側に設けられた接地検出器と、この接地検出器が動作
したとき、その動作信号を入力して演算し、その演算出
力を前記各高速半導体スイッチに順次与えて前記高速半
導体スイッチを順次短時間開路させ、前記接地検出器が
不動作となる前記高速半導体スイッチを検出して、検出
したスイッチだけに開路を継続させる出力を送出する演
算部とを備えたことを特徴とする可変速運転システムに
おける接地事故保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61049850A JPH0793837B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 可変速運転システムにおける接地事故保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61049850A JPH0793837B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 可変速運転システムにおける接地事故保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62210897A JPS62210897A (ja) | 1987-09-16 |
| JPH0793837B2 true JPH0793837B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12842533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61049850A Expired - Lifetime JPH0793837B2 (ja) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | 可変速運転システムにおける接地事故保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793837B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4692043B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-06-01 | 株式会社デンソー | 電動モータ用電子制御装置 |
| JP5504748B2 (ja) * | 2009-08-20 | 2014-05-28 | 富士電機株式会社 | インバータ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51121156A (en) * | 1975-04-16 | 1976-10-22 | Hitachi Ltd | Distribution line earthing line selection system |
-
1986
- 1986-03-07 JP JP61049850A patent/JPH0793837B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62210897A (ja) | 1987-09-16 |
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