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    公开号:WO1990010333A1
    申请号:PCT/JP1990/000277
    申请日:1990-03-02
    公开日:1990-09-07
    发明作者:Shinichi Kono；Eiichi Sasuga
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:H02H9-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 電気装置の突入電流防止装置
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明は、 交流電源を装備 した各種電気装置の突入電 流防止装置に関 し、 特に、 モ ー タ 駆動装置に装備され交 流電源の瞬時停電状態か ら の復旧時におけ る突入電流の 発生を防止 してモ ー タ駆動装置の回路構成部品を保護す る突入電流防止装置に関する。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 交流電源を装備 した従来の各種電気装置例えばモ ー 夕 駆動装置は、 交流電源に接続 した整流回路 と、 該整流回 路か ら直流電力を供給さ れる イ ン バ ー 夕 と を備え、 各種 電気装置の負荷例えばモ ー タ に供給する電流をィ ン バ ー タ に よ り 制御 して い る。 こ の種の電気装置では、 交流電 源において瞬時停電が発生する と、 整流回路に設け られ かつ平滑 コ ンデ ン サ と して機能す る電解コ ン デ ンサか ら イ ン バ ー タ に電力が供給され、 そ の後、 電解コ ン デ ン サ の両端電圧は徐々 に低下する。 そ して、 停電状態か ら の 復旧時に、 電解 コ ンデ ンサ に過大な充電電流 （突入電流） が流れて電気装置の回路構成部品例えばィ ンバ - タ が破 損する こ と があ る。
    [0007] 発 明 の 開 示
    [0008] 本発明の 目的は、 交流電源の瞬時停電状態か ら の復旧 時の突入電流の発生を防止 し、 こ れに よ り、 交流電源を 装備 した電気装置の回路構成部品を保護可能な突入電流 防止装置を提供す る こ と にあ る。
    [0009] 上述の 目的を達成する ため、 交流電源と こ れに接続さ れた整流回路と を有する電気装置に装備さ れる本発明の 突入電流防止装置は、 交流電源と 整流回路と の間に介在 する メ イ ン ス ィ ッ チ と、 電流制限抵抗と補助ス ィ ッ チ と か らな り 交流電源 と整流回路と の間に介在する直列回路 手段と、 整流回路の出力電圧を検出 しかつ検出電圧と設 定電圧 と の比較結果を表す検出出力を発生する ための検 出手段と、 検出手段か ら の検出出力に応動 して メ イ ン ス イ ッ チ及び補助ス ィ ツ チ の対応す る一方をオ ン させ る と 共に両 ス ィ ツ チ の他方を オ フ さ せ る ための ス ィ ツ チ制御 手段と を備える。
    [0010] 上述の よ う に、 本発明は、 整流回路の出力電圧と設定 電圧と の比較結果に応 じて、 交流電源と整流回路と の間 に夫々 介在する メ ィ ン ス ィ ツ チ及び直列回路手段の補助 ス ィ ツ チ のいずれか一方をオ ン さ せかつ他方をオ フ さ せ る よ う に したので、 交流電源の瞬時停電状態か ら の復旧 時に、 補助ス ィ ッ チをオ ン さ せ る こ と によ り交流電源を 直流回路手段の電流制限抵抗を介 して整流回路に接続で き、 そ の後、 メ イ ン ス ィ ッ チ を オ ン さ せ る こ と に よ り 交 流電源を メ イ ン ス ィ ツ チ を介 して整流回路に接続で き る c こ の結果、 瞬時停電状態か ら の復旧時の突入電流の発生 を未然に防止でき、 従っ て、 交流電源を装備 した電気装 置の回路構成部品の破損を防止で き る。
    [0011] 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1 図は本発明の一実施例によ る突入電流防止装置を 装備 した モー タ駆動装置の要部を示す概略回路図、 第 2 図は突入電流防止装置のプロ セ ッ サ によ り 実行さ れる ス イ ッ チ制御処理を示すフ ロ ー チ ャ ー ト、 及び、 第 3 図は 突入電流防止装置の各部の動作を示すタ イ ミ ン グ チ ヤ - ト であ る。
    [0012] 発明を実施する ための最良の形態
    [0013] 第 1 図を参照す る と、 本発明の一実施例の突入電流防 止を装備 したモ ー タ駆動装置は、 U相， V相及び W相出 力端子を有する三相交流電源 1 0 と、 U相， V相及び W 相入力端子を有す る三相全波整流回路 1 2 と を備えてい る。 交流電源 1 0 と整流回路 1 2 と の間に は メ イ ン ス ィ ツ チ と し て機能す る電磁接触器 M C C と補助ス ィ ツ チ と して機能する リ レ ー R L 2 とが介在 し、 電磁接触器 M C じ と リ レ ー R L 2 と は互いに並列 に接続さ れてい る。
    [0014] 詳 し く は、 電磁接触器 M C C は、 交流電源 1 0 の U相, V相及び W相出力端子と全波整流回路 1 2 の U相， V相 及び W相入力端子 と の間に夫々介在する 3 つの リ レ ー接 点と、 当該 リ レ ー接点を駆動する ための リ レ ー R L 1 と を有 して いる。 ま た、 リ レ ー R L 2 は 2 つ の リ レ 一接点 r 1 2 を有 し、 両該 リ レ ー接点の夫々 の一端は交流電源 1 0 の U相及び V相出力端子に接続され、 両 リ レ -接点 の他端は、 夫々 の一端が整流回路 1 2 の U相及び V相入 力端子に接続さ れた 2 つの電流制限抵抗 R , R の他端に 夫々接続されてい る。 モ ー タ 駆動装置は、 パ ワ ー ト ラ ン ジ ス タ 回生回路 1 4 と、 整流回路 1 2 か らの出力電圧を平滑す るための電解 コ ン デ ン サ 1 6 と、 当該コ ン デ ン サ か ら直流電力を供給 - されモ ー タ 2 0 を制御するための ィ ン バー タ 回路 1 8 と を更に備えてい る。
    [0015] モー タ 駆動装置に搭載される突入電流防止装置は、 2 つの入力端子が電解コ ン デ ンサ 1 6 の両端に夫々接続さ れ当該コ ン デ ン サ 1 6 の両端電圧 （ D C リ ン ク 電圧） V D C を検出する ための絶縁ア ンプ 2 2 と、 そ の出力端子 に接続さ れた A Z D コ ン パ'一夕 2 4 と、 こ れに接続され たプロ セ ッ サ 2 6 と を備えている。 さ ら に、 突入電流防 止装置は、 プロ セ ッ サ 2 6 に接続された ラ ツ チ回路 2 8 と、 ラ ッ チ回路 2 8 の第 1 の出力端子に接続され リ レ ー R L 2 を オ ン オ フ さ せ る た め の第 1 の ト ラ ン ジ ス 夕 T 1 と、 ラ ッ チ回路 2 8 の第 2 の出力端子に接続され リ レ ー R L 3 を オ ン オ フ さ せ る た め の第 2 の ト ラ ン ジ ス タ T 2 とを備えている。 そ して、 リ レ ー R L 3 の リ レ ー接点 r 1 3 は交流電源 1 0 の V相及び W相出力端子間に介在 し ている。 上述の要素 2 2， 2 4， 2 6， 2 8, R L 2 , R L 3 , T 1 及び T 2 は、 交流電源 1 0 と別に設けた作 動電源に夫々接続 されている。 .
    [0016] 以下、 第 2 図及び第 3 図を参照 して、 第 1 図のモ ー タ 駆動装置の作用を説明す る。
    [0017] モー タ 駆動装置によ る モー タ 2 0 の運転中、 電解コ ン デ ンサ 1 6 の両端電圧 （ D C リ ン ク電圧） V D C が絶縁 ア ン プ 2 2 に よ り 検出さ れ、 D C リ ン ク電圧 V D C を表 す絶緣ァ ン プ 2 2 か らのア ナ ロ グ出力が A / D コ ン バ ー 夕 2 4 に供袷さ れ、 A / D コ ン バー タ 2 4 は D C リ ン ク 電圧 V D C を表すデ ジタ ル出力を発生する。 その一方で、 突入電流防止装置のプ ロ セ ッ サ 2 6 は、 第 2 図に示すス イ ッ チ制御処理を周期的に実行す る。
    [0018] すなわ ち、 プ ロ セ ッ サ 2 6 は、 各々 の処理周期におい て、 先ず、 D C リ ン ク電圧 V D C を表す A / D コ ン パ' 一 タ 2 4 の デ ジ タ ル出力を読取 り （ ス テ ッ プ S l ) 、 D C リ ン ク 電圧 V D C が設定電圧 V S よ り も小さ いか否かを 判別す る （ ス テ ッ プ S 2 ) 。 設定電圧 V S は、 正常状態 で発生す る D C リ ン ク電圧 V D C よ り も小さ い値に設定 されてい る。 従 っ て、 D C リ ン ク 電圧が正常であ る と き は ス テ ッ プ S 2 で の判別結果が否定と な り、 ス テ ッ プ S 3 に移行する。 ス テ ッ プ S 3 に お いて、 プ ロ セ ッ サ 2 6 は第 1 の制御出力を ラ ツ チ回路 2 8 に送出する。 ラ ツ チ 回路 2 8 は当該第 1 の制御出力に応動 して ラ ツ チ回路の 第 1， 第 2 の出力端子か ら ロ ー レ ベ ル出力及びハイ レ べ ル出力を夫々送出する。 こ の結果、 第 1 の ト ラ ン ジ ス タ T 1 が非導通状態に されて リ レ ー R L 2 を非作動状態と し、 当該 リ レー に関連する 2 つ の リ レ—接点 r 1 2 が開 成す る。 そ の一方で、 第 2 の ト ラ ン ジ ス タ T 2 が導通状 態に さ れて リ レ ー R L 3 を作動状態と し、 当該 リ レ ー に 関連す る リ レ ー接点 r 1 3 が閉成する。 結果と し て、 電 磁接触器 M C C の リ レ — R L 1 が作動状態に されて当該 リ レ ー に関連する 3 つ の リ レ ー接点が閉成 し、 こ れに よ り、 交流電源 1 0 の各相出力端子が電磁接触器 M C C の リ レ ー接点 （ メ イ ン ス ィ ツ チ ） を介 して整流回路 1 2 の 各相入力端子に夫々接続される。 こ の結果、 交流電源 1 0 か ら の交流電力が整流回路 1 2 において直流電力に整 流され、 当該直流電力によ り電解 コ ン デ ン サ 1 6 が充電 される。 そ して、 電解コ ン デ ン サ 1 6 において平滑され た直流電力がイ ン バ ー 夕 1 8 に供給さ れ、 当該イ ン バ ー タ によ り モー タ 2 0 が駆動される。
    [0019] 第 3 図を参照す る と、 モー タ運転中に交流電源 1 0 に 瞬時停電が発生 して交流電源 1 0 か ら の出力電圧が零に な っ た と き、 電解 コ ン デ ン サ 1 6 が放電 して D C リ ン ク 電圧 V D C が徐々 に低下する。 そ して、 瞬時停電後の或 る検出周期での ス テ ッ プ S 2 にお いて D C リ ン ク電圧 V D C が設定電圧 V S よ り も小さ い と判別する と、 プロ セ ッ サ 2 6 は第 2 の制御出力を ラ ッ チ回路 2 8 に送出する ( ス テ ッ プ S 4 ) 。 当該第 2 の制御出力に応動 して ラ ツ チ回路 2 8 は第 1， 第 2 の出力端子か らハ イ レ ベ ル出力 及びロ ー レ ベ ル出力を夫々送出す る。 こ の結果、 第 1 の ト ラ ン ジ ス タ T 1 が導通状態に さ れて リ レ ー R L 2 を作 動状態と し、 当該 リ レー に関連す る 2 つの リ レ ー接点 r 1 2 が閉成する。 結果と して、 交流電源 1 0 の U相及び V相出力端子が リ レ -接点 r 1 2 及び電流制限抵抗 R , Rを介 し て整流回路 1 2 の U相及び V相入力端子に夫々 接続さ れる。 そ の 一方で、 第 2 の ト ラ ン ジ ス タ T 2 が非 導通状態に されて リ レ — R L 3 を非作動状態と し、 当該 リ レ ー に関連す る リ レ ー接点 r 1 3 が開成する。 結果と し て、 電磁接触器 M C C の リ レ ー R L 1 が非作動 態に さ れて当該 リ レ ー に関連する 3 つ の リ レ ー接点が開成す る。 その後、 交流電源 1 0 の停電状態が継続する限り、 電解コ ン デ ン サ 1 6 の放電が継続 し、 D C リ ン ク 電圧 V D C は徐々 に低下する。
    [0020] その後、 交流電源 1 0 が停電状態か ら復旧する と、 リ レ ー R L 2 に関連する リ レ ー接点 （補助ス ィ ツ チ ） r 1 2， 電流制限抵抗 R , R及び整流回路 1 2 を介 して、 電 解コ ン デ ン サ 1 6 が交流電源 1 0 の出力電力によ り充電 さ れ る。 こ の と き、 電解 コ ン デ ン サ 1 6 を充電すべ く、 交流電源 1 0 か ら電解コ ン デ ン サ 1 6 に供給される電流 I は電流制限抵抗 R , R に よ り制限される。 こ の結果、 D C リ ン ク電圧 V D C が低 レ ベ ル に ま で減少する交流電 源 1 0 の停電状態か らの復旧時に も、 電流制限を行 う こ と な く 電解コ ン デ ン サ 1 6 を充電 した場合に発生する過 大電流 I 0 (第 3 図に破線で示す） が発生する こ とがな い。 結果 と して、 過大電流 I Qに起因する モ ー タ駆動装 置の回路構成部品例えばィ ン バー タ 1 8 の破損が生 じ な い。 そ の後、 電解 コ ン デ ン サ 1 6 の充電に伴っ て D C リ ン ク 電圧 V D C が徐々 に増大する。
    [0021] D C リ ン ク電圧 V D C が設定電圧 V S を上回る と、 そ の直後の検出周期でこ れが判別さ れ （ ス テ ッ プ S 2 ) 、 ス テ ッ プ S 3 に移行する。 ス テ ッ プ S 3 では、 上述の よ う に、 第 1 の ト ラ ン ジ ス タ T 1 が非導通状態にされて リ レ ー R L 2 に関連する リ レ ー接点 r 1 2 が開成する一方、 第 2 の ト ラ ン ジ ス タ Τ 2 が導通状態に さ れて リ レ ー R L • 3 に関連する リ レ ー接点 r 1 3 が閉成 し、 交流電源 1 0 か らの交流電力を電流制限抵抗 R， Rを介さずに供給さ れる整流回路 1 2 か らの直流電力によ り、 電解コ ン デ ン サ 1 6 が充電される。 こ の と き、 電解コ ン デ ンサ 1 6 の 両端電圧 V D C が既に相当高い レ ベ ル にあ る ので、 電源 制限抵抗 R , R を介さずに電解コ ン デ ン サ 1 6 が充電さ れる に も かかわ らず、 過大電流は発生 しな い。
    [0022] 本発明は上記実施例に限定されず、 種々 の変形が可能 であ る ¾
    [0023] 例えば、 上記実施例では本発明の突入電流防止装置を モー タ駆動装置に適用 した場合について説明 したが、 本 発明は交流電源を装備 した各種電気装置に適用可能であ る。 こ の場合、 上記実旌例の場合 と同様に、 各種電気装 置の交流電源の停電状態か らの復旧時に突入電流の発生 が防止さ れ、 各種電気装置の回路構成部品の保護が図 ら れる。
    权利要求:
    Claims
    請 求 の 範 囲
    交流電源と こ れに接続された整流回路 と を有する電 気装置に用い ら れる も のであ っ て、 前記交流電源と前 記整流回路と の間に介在する メ イ ン ス ィ ッ チ と、 電流 制限抵抗と補助 ス ィ ッ チ とか ら な り 前記交流電源と前 記整流回路と の間に介在する直列回路手段と、 前記整 流回路の出力電圧を検出 しかつ当該検出電圧 と設定電 圧と の比較結果を表す検出出力を発生す るための検出 手段 と、 前記検出手段か らの前記検出出力に応動 して 前記メ イ ン ス ィ ツ チ及び前記補助ス ィ ツ チ の対応する
    —方を オ ン さ せ る と共に両前記 ス ィ ツ チ の他方をオ フ さ せ る ための ス ィ ツ チ制御手段 と を備え る突入電流防 止装置。
    . 前記検出手段は、 前記検出電圧が前記設定電圧よ り も小さ い と き に第 1 の検出出力を発生する一方、 前記 検出電圧が前記設定電圧よ り も大き い と き に第 2 の検 出出力を発生 し、 前記ス ィ ッ チ制御手段は、 前記第 1 の検出出力に応動 して前記メ イ ン ス ィ ツ チ をオ フ させ かつ前記補助ス ィ ッ チ をオ ン さ せ る と共に、 前記第 2 の検出出力に応動 して前記メ イ ン ス ィ ッ チ をオ ン さ せ かつ前記補助 ス ィ ツ チ をオ フ さ せ る請求の範囲第 1 項 記載の突入電流防止装置。
    . 前記整流回路か ら供給された直流電力を平滑する た めの コ ンデ ンサ を含む電気装置に用い ら れる請求の範 囲第 1 項記載の突入電流防止装置。 一 1 n
    PCT/JP90/00277 前記整流回路か ら直流電力を供給されモー タ を駆動 する た めのィ ンバー タ を含むモ ー タ駆動装置に用い ら れる請求の範囲第 1 項記載の突入電流防止装置。
    前記整流回路か ら供給された直流電力を平滑するた めの コ ンデ ンサ と前記コ ンデ ン サか ら平滑された直流 電力を供給さ れモー タ を駆動す るためのィ ン バ一 夕 と を含むモー タ駆動装置に用い ら れる請求の範囲第 1 項 記載の突入電流防止装置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    法律状态:
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    1990-10-25| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1990903945 Country of ref document: EP |
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    1994-10-12| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1990903945 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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