JP4872322B2

JP4872322B2 - Matrix converter

Info

Publication number: JP4872322B2
Application number: JP2005338843A
Authority: JP
Inventors: 健一今西
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2025-11-24
Also published as: JP2007151235A

Description

本発明は、マトリクスコンバータ（ＰＷＭサイクロコンバータ）に関するもので、特にその電源側での欠相時にＬＣ入力側フィルタの遮断に関するものである。 The present invention relates to a matrix converter (PWM cycloconverter), and more particularly to cutoff of an LC input side filter when a phase loss occurs on the power supply side.

従来より、マトリクスコンバータ（ＰＷＭサイクロコンバータ）は知られている。マトリクスコンバータは、ヒューズとＬＣフィルタと双方向スイッチング素子（例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）を２個対向直列に接続して成る。）と双方向スイッチング素子に並列に接続されるスナバ回路とから構成され、交流電源と負荷となる交流電動機との間に間挿されて使用され、交流電源からの電力を所望の電力に変換して交流電動機に供給している。各ＩＧＢＴは外部信号により独立に開閉制御可能となっており、スナバ回路は、ＩＧＢＴが自身に流れている電流を遮断する際に発生するサージ電圧を吸収する役割をしている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２６２２６４号公報 Conventionally, matrix converters (PWM cycloconverters) are known. The matrix converter is connected in parallel to a fuse, an LC filter, a bidirectional switching element (for example, two insulated gate bipolar transistors (IGBTs) connected in series opposite to each other) and a bidirectional switching element. A snubber circuit that is inserted between an AC power source and a load AC motor and used to convert the power from the AC power source into desired power and supply it to the AC motor. Each IGBT can be controlled to open and close independently by an external signal, and the snubber circuit serves to absorb a surge voltage generated when the IGBT cuts off a current flowing through the IGBT (for example, Patent Documents). 1).
JP-A-11-262264

そして、このようなマトリクスコンバータにおいて、電源側で欠相が発生した場合や電源電圧の異常を検出した場合にマトリクスコンバータを停止させる保護機能を持っていたが、同一系統に接続された機器（例えば、単相トランス）によって、マトリクスコンバータが停止している状態でも共振を起こす可能性について認識していなくて、その対応がなされていなかった。
前記のとおり、同一系統に接続された機器（例えば、単相トランス）によってマトリクスコンバータと共振を起こす可能性があるので、本出願人は、その解決方法の１つとして電源電圧異常時の信号でマトリクスコンバータを停止させた時に電源側と切り離す方法を考えて見た。
図３は電源電圧異常時の信号でマトリクスコンバータを停止させた時に電源側と切り離す具体的な１つの回路である。
図において、１は三相交流電源、２はＬＣフィルタで、リアクトル２１とコンデンサ２２とから成る。４はスイッチング素子ＩＧＢＴ、５はマトリクスコンバータ（ユニット）、５０は制御コントローラ（ゲートドライバ）、５２はサージエネルギーを吸収するスナバモジュール、５３は放電回路、５４は突入抑制回路、５５は平滑コンデンサ、５６は突入抑制用駆動電源、５７は制御電源、６は三相交流電源１とマトリクスコンバータ５との間に間挿されている電源コンタクタである。
マトリクスコンバータ５は、電源コンタクタ６を介して三相交流電源１に接続され、三相交流電源１の電力（電圧、電流、周波数）を変換して所望の電力をモータに供給している。
制御コントローラ５０は、マトリクスコンバータ５のスイッチング素子ＩＧＢＴ４がスイッチングした際に、高調波を電源系統へ漏らさぬためのＬＣフィルタ２とスイッチングしたサージエネルギーを吸収するスナバモジュール５２及びそのエネルギーを吸収する平滑コンデンサ５５とのエネルギーを電力源とし、制御電源５７より与えられている。
三相交流電源の各相にはリアクトル２１が接続され、この各相のリアクトル２１間にコンデンサ２２が挿入されて、ＬＣフィルタ２を構成してる。
三相交流電源１に電源電圧異常が発生すると、その電源電圧異常時の信号で電源コンタクタ６をＯＦＦにして、マトリクスコンバータ５を三相交流電源１側と切り離すようにしている。 Such a matrix converter has a protection function for stopping the matrix converter when a phase loss occurs on the power supply side or when an abnormality in the power supply voltage is detected, but the devices connected to the same system (for example, The single-phase transformer) was not aware of the possibility of resonance even when the matrix converter was stopped, and no response was made.
As described above, the device connected to the same system (for example, a single-phase transformer) may cause resonance with the matrix converter. Therefore, as one of the solutions, the present applicant uses a signal when the power supply voltage is abnormal. I thought about how to disconnect the matrix converter from the power source when it was stopped.
FIG. 3 shows a specific circuit that is disconnected from the power supply side when the matrix converter is stopped by a signal when the power supply voltage is abnormal.
In the figure, 1 is a three-phase AC power source, and 2 is an LC filter, which includes a reactor 21 and a capacitor 22. 4 is a switching element IGBT, 5 is a matrix converter (unit), 50 is a controller (gate driver), 52 is a snubber module that absorbs surge energy, 53 is a discharge circuit, 54 is an inrush suppression circuit, 55 is a smoothing capacitor, 56 Is a drive power supply for inrush suppression, 57 is a control power supply, and 6 is a power contactor inserted between the three-phase AC power supply 1 and the matrix converter 5.
The matrix converter 5 is connected to the three-phase AC power source 1 via the power contactor 6, converts the power (voltage, current, frequency) of the three-phase AC power source 1 and supplies the desired power to the motor.
When the switching element IGBT4 of the matrix converter 5 is switched, the control controller 50 includes an LC filter 2 for preventing harmonics from leaking to the power supply system, a snubber module 52 that absorbs the switched surge energy, and a smoothing capacitor that absorbs the energy. The energy with 55 is used as a power source and is supplied from the control power source 57.
A reactor 21 is connected to each phase of the three-phase AC power supply, and a capacitor 22 is inserted between the reactors 21 of each phase to constitute the LC filter 2.
When a power supply voltage abnormality occurs in the three-phase AC power supply 1, the power contactor 6 is turned off by a signal at the time of the power supply voltage abnormality, and the matrix converter 5 is disconnected from the three-phase AC power supply 1 side.

しかし、図３のようなマトリクスコンバータ５では、その回路構成上、異常解決後の復帰が出来なくなってしまうという問題があった。すなわち、制御コントローラ５０が、スナバモジュール５２及びそのエネルギーを吸収する平滑コンデンサ５５のエネルギーを電力としているので、三相交流電源１とマトリクスコンバータ５とを切り離してしまうと、制御コントローラ用電源５７の供給も絶たれてしまうため、制御コントローラ用電源５７が落ち、その結果、制御コントローラ５０の不動作による異常解決後の復帰が出来なくなってしまうからである。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、電源側で欠相が発生した場合や電源電圧の異常時にマトリクスコンバータユニットを停止させても、異常解決後の復帰が可能となるマトリクスコンバータを提供することにある。 However, the matrix converter 5 as shown in FIG. 3 has a problem that it cannot be restored after the abnormality is solved due to its circuit configuration. That is, since the controller 50 uses the energy of the snubber module 52 and the smoothing capacitor 55 that absorbs the energy as power, if the three-phase AC power supply 1 and the matrix converter 5 are disconnected, the supply of the control controller power supply 57 is provided. This is because the control controller power supply 57 is turned off, and as a result, the controller controller 50 cannot be restored after the abnormality is solved due to the malfunction.
The present invention has been made to solve the above-described problem, and is a matrix converter that can be restored after an abnormality is solved even when a phase failure occurs on the power supply side or when the matrix converter unit is stopped when the power supply voltage is abnormal. Is to provide.

上記問題を解決するため、請求項１に記載の発明は、マトリクスコンバータに係り、交流電源に接続されて前記交流電源電力を所望の電力に変換してモータに供給するためのマトリクスコンバータであって、前記交流電源の各相に接続されるリアクトルと該各相のリアクトル間に接続されるコンデンサとから成るＬＣフィルタと、該ＬＣフィルタの出力側に接続されるマトリクスコンバータ用スイッチング素子と、該マトリクスコンバータ用スイッチング素子に接続されたスナバモジュールのエネルギで駆動される前記スイッチング素子用制御コントローラとを備えて成るマトリクスコンバータにおいて、前記ＬＣフィルタの前記コンデンサと直列にパワーリレーを接続し、前記交流電源側で欠相や電源電圧の異常が発生した場合、電源電圧異常検出による信号にて前記パワーリレーを遮断させて、前記ＬＣフィルタの前記コンデンサを前記交流電源と切り離すことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、マトリクスコンバータに係り、交流電源に接続されて前記交流電源電力を所望の電力に変換してモータに供給するためのマトリクスコンバータであって、前記交流電源の各相に接続されるリアクトルと該各相のリアクトル間に接続されるコンデンサとから成るＬＣフィルタと、該ＬＣフィルタの出力側に接続されるマトリクスコンバータ用スイッチング素子と、該マトリクスコンバータ用スイッチング素子に接続され、第１のダイオード整流器を有し直流電圧を発生するスナバモジュールと、前記直流電圧で駆動される前記スイッチング素子用制御コントローラとを備え、前記ＬＣフィルタの入力側の電圧を電源電圧検出用として前記制御コントローラに入力するマトリクスコンバータにおいて、前記交流電源に接続された外部電源供給用端子と、該外部電源供給用端子に接続され、出力を前記第１のダイオード整流器に接続した第２のダイオード整流器と、前記交流電源とマトリクスコンバータの間に接続された電源コンタクタの駆動信号を出力する回路と、前記ＬＣフィルタの入力側の電圧を前記制御コントローラに入力する回路上に挿入接続され、さらに前記外部供給電源用端子に接続されて、前記ＬＣフィルタの入力側の電圧を前記制御コントローラに入力するか、前記交流電源の電圧を前記制御コントローラに入力するかを切り換える電源電圧検出用スイッチとを備え、前記交流電源側で欠相が発生した場合、前記電源コンタクタの駆動信号を閉指令状態から開指令状態に切り換えて、前記ＬＣフィルタを前記電源と切り離し、前記電源コンタクタが閉状態では、前記ＬＣフィルタの入力側の電圧を前記制御コントローラに入力するように前記電源検出用スイッチを切り換え、前記電源コンタクタが開状態では、前記交流電源の電圧を制御コントローラに入力するように前記電源検出用スイッチを切り換えることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 relates to a matrix converter, and is a matrix converter connected to an AC power source for converting the AC power source power to a desired power and supplying it to a motor. An LC filter comprising a reactor connected to each phase of the AC power source and a capacitor connected between the reactors of each phase, a switching element for a matrix converter connected to the output side of the LC filter, and the matrix A matrix converter comprising: a switching element controller driven by energy of a snubber module connected to a converter switching element, wherein a power relay is connected in series with the capacitor of the LC filter, and the AC power supply side in case the abnormality of the phase loss and the power supply voltage is generated, the power supply voltage By blocking the power relay in the signal due to atmospheric detection, the capacitor of the LC filter is characterized by decoupling said AC power source.
The invention according to claim 2 relates to a matrix converter, and is a matrix converter connected to an AC power source for converting the AC power source power to a desired power and supplying it to a motor, and for each phase of the AC power source. An LC filter comprising a connected reactor and a capacitor connected between the reactors of each phase; a matrix converter switching element connected to an output side of the LC filter; and a matrix converter switching element ; A snubber module having a first diode rectifier for generating a DC voltage; and the switching element controller driven by the DC voltage, wherein the control is performed using a voltage on the input side of the LC filter for detecting a power supply voltage. in the matrix converter to enter the controller, connected to said AC power source And the external power supply terminal is connected to the external power supply terminal, a second diode rectifier outputs connected to said first diode rectifier, which is connected between the AC power source and the matrix converter power supply A circuit for outputting a drive signal for the contactor, and a circuit for inputting a voltage on the input side of the LC filter to the control controller, and further connected to the external power supply terminal, and connected to the input side of the LC filter. enter the voltage to the controller, the voltage of the AC power supply and a power supply voltage detection switch for switching whether to input to the controller, if the open phase in the AC power supply side occurs, the power supply contactor The drive signal is switched from the close command state to the open command state, the LC filter is disconnected from the power source, and the power contact In the closed state, the power detection switch is switched so as to input the voltage on the input side of the LC filter to the control controller, and when the power contactor is in the open state, the voltage of the AC power source is input to the control controller. And switching the power source detection switch .

以上述べたように、請求項１記載の発明によれば、電源電圧異常時にマトリクスコンバータを停止させた際に共振する可能性の元となるＬＣフィルタのＡＣコンデンサを遮断するものであり、これにより、三相交流電源とマトリクスコンバータとが切り離されることはなくなるので、制御コントローラ用電源の供給が絶たれることがなくなり、異常解決後の復帰が可能となる。
また、請求項２記載の発明によれば、電源電圧異常時にマトリクスコンバータを停止させた際に共振する可能性の元となるＬＣフィルタを遮断しかつ制御コントローラ用電源として外部電源から供給するので、制御コントローラ用電源の供給が絶たれることがなくなり、異常解決後の復帰が可能となる。
尚、本発明の目的とは別に、製品用途的に電源側にコンタクタを設置した場合を考慮して、制御コントローラ用電源を本来の供給先とは別に外部電源供給用の端子を設け、かつ、電源電圧検出信号用も兼用にすることも合わせて解決することができる。
このように、電源電圧異常時及び異常後の対応がユニット内で全て完結することが出来ることと、それによってシステム設計が容易になり、マトリクスコンバータとしての利用（応用）範囲が拡大するメリットがある。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the AC capacitor of the LC filter that causes resonance when the matrix converter is stopped when the power supply voltage is abnormal is cut off. Since the three-phase AC power supply and the matrix converter are not disconnected, the power supply for the controller is not cut off, and it is possible to recover after solving the abnormality.
Further, according to the invention of claim 2, since the LC filter which is a source of possibility of resonance when the matrix converter is stopped when the power supply voltage is abnormal is cut off and supplied from an external power supply as a power supply for the controller, The supply of power for the controller is not cut off, and it is possible to return after solving the abnormality.
In addition to the purpose of the present invention, in consideration of the case where a contactor is installed on the power supply side in terms of product application, a power supply for the controller is provided with an external power supply terminal separately from the original supply destination, and It is also possible to solve the problem that the power supply voltage detection signal is also used.
As described above, all of the responses within and after the abnormality of the power supply voltage can be completed within the unit, and this facilitates system design and has the advantage of expanding the range of use (application) as a matrix converter. .

以下に、本発明の実施例１について、図１に基づいて説明する。
〈実施例１〉
図において、１は三相交流電源、２はＬＣフィルタで、リアクトル２１とコンデンサ２２とから成る。３は本発明によって設けられたパワーリレー、４はスイッチング素子ＩＧＢＴ、５はマトリクスコンバータ、５０は制御コントローラ（ゲートドライバ）、５１は降圧用整流回路、５２はサージエネルギーを吸収するスナバモジュール、５３は放電回路、５４は突入抑制回路、５５は平滑コンデンサ、５６は突入抑制用駆動電源、５７は制御電源である。
マトリクスコンバータ５は、三相交流電源１に接続され、三相交流電源１の電力（電圧、電流、周波数）を変換して所望の電力をモータに供給している。
制御コントローラ５０は、マトリクスコンバータ５のスイッチング素子ＩＧＢＴ４がスイッチングした際に、高調波を電源系統へ漏らさぬためのＬＣフィルタ２とスイッチングしたサージエネルギーを吸収するスナバモジュール５２及びそのエネルギーを吸収する平滑コンデンサ５５とのエネルギーを電力源とし、制御電源５７より与えられている。
三相交流電源の各相にはリアクトル２１が接続され、この各相のリアクトル２１間にコンデンサ２２が挿入されて、ＬＣフィルタ２を構成してる。
パワーリレー３を駆動するための接点信号（ＤＯ：ＭＣＯＮ）によって、パワーリレー３を駆動させ、その動作したというアンサー信号（ＤＩ：ＭＣＡＮＳ）を制御コントローラ側に返す回路構成を採っている。
なお、図１では、パワーリレー３にアンサー信号が無いため、アンサー信号（ＤＩ：ＭＣＡＮＳ）をコモンさせ対応している。
また、電源電圧検出信号、つまり、入力電圧の電位、位相、及び周期を演算・電源監視するための元となる信号を制御コントローラに取り込み、交流電源側の異常（欠相）を検出している。
そして、本発明により、そのコンデンサ２２と直列にパワーリレー３を接続し、三相交流電源１側に欠相が発生した場合、降圧用整流回路５１を電源として、ＤＯ：ＭＣＯＮからの接点信号がパワーリレー３に送られ、その接点を開いて、パワーリレー３を遮断させて、コンデンサ２２を三相交流電源１と切り離すようにしている。 Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIG.
<Example 1>
In the figure, 1 is a three-phase AC power source, and 2 is an LC filter, which includes a reactor 21 and a capacitor 22. 3 is a power relay provided by the present invention, 4 is a switching element IGBT, 5 is a matrix converter, 50 is a control controller (gate driver), 51 is a step-down rectifier circuit, 52 is a snubber module that absorbs surge energy, and 53 is The discharge circuit, 54 is an inrush suppression circuit, 55 is a smoothing capacitor, 56 is an inrush suppression drive power supply, and 57 is a control power supply.
The matrix converter 5 is connected to the three-phase AC power source 1 and converts the power (voltage, current, frequency) of the three-phase AC power source 1 to supply desired power to the motor.
When the switching element IGBT4 of the matrix converter 5 is switched, the control controller 50 includes an LC filter 2 for preventing harmonics from leaking to the power supply system, a snubber module 52 that absorbs the switched surge energy, and a smoothing capacitor that absorbs the energy. The energy with 55 is used as a power source and is supplied from the control power source 57.
A reactor 21 is connected to each phase of the three-phase AC power supply, and a capacitor 22 is inserted between the reactors 21 of each phase to constitute the LC filter 2.
A circuit configuration is employed in which the power relay 3 is driven by a contact signal (DO: MCON) for driving the power relay 3 and an answer signal (DI: MCANS) indicating that the power relay 3 has been operated is returned to the control controller side.
In FIG. 1, since there is no answer signal in the power relay 3, the answer signal (DI: MCANS) is used in common.
In addition, a power supply voltage detection signal, that is, a signal that is used to calculate and monitor the power supply voltage potential, phase, and cycle, is taken into the control controller to detect an abnormality (phase loss) on the AC power supply side. .
Then, according to the present invention, when the power relay 3 is connected in series with the capacitor 22 and a phase failure occurs on the three-phase AC power source 1 side, the contact signal from DO: MCON is generated using the step-down rectifier circuit 51 as a power source. The power relay 3 is sent to the power relay 3 and the contact is opened to shut off the power relay 3 so that the capacitor 22 is disconnected from the three-phase AC power source 1.

以上のように、実施例１によれば、上記マトリクスコンバータユニットにおいて、三相交流電源側で欠相が発生した場合や電源電圧の異常時にマトリクスコンバータユニットを停止させ、マトリクスコンバータユニット内のＬＣフィルタのコンデンサをパワーリレーによって遮断して電源系統と切り離すことで同一系統に接続された機器（例えば、単相トランス）によってマトリクスコンバータが停止している状態でも共振を起こす可能性を除去すると共に、スナバモジュールや平滑コンデンサには三相交流電源が接続された状態にあるので異常解決後の復帰が可能となる。
なお、放電回路５３と突入抑制回路５４との間にある３相整流ブリッジ５８は、本実施例の目的とは別に、外部電源供給用として設けた端子（Ｒｓ、Ｓｓ、Ｔｓ）から入力される３相交流電源を整流し、直流として制御コントローラ用電源の供給源になっているものである。
これにより、例えばシステムとして、同一電源系統に可変速電力変換装置（インバータなど）を接続する際、装置異常時の電源系統への保護の観点から系統からの分離可能な構成を取るため、各々の装置の頭にコンタクタ或いは配線用遮断機を設置し、本装置が持つ保護機能動作による外部出力故障信号（ＩＯ）を使用した場合を考慮して、制御コントローラ用電源を上記本実施例による本来の供給先とは別に外部電源供給用の端子を設け、かつ、電源電圧検出信号用も兼用にすることによって、制御コントローラ用電源が落ちることがなく、かつ、異常解決後の復帰も行うことができるようにすることができる。 As described above, according to the first embodiment, in the matrix converter unit, when a phase failure occurs on the three-phase AC power supply side or when the power supply voltage is abnormal, the matrix converter unit is stopped and the LC filter in the matrix converter unit is stopped. By disconnecting the capacitor with a power relay and disconnecting it from the power supply system, the possibility of causing resonance even when the matrix converter is stopped by a device connected to the same system (for example, a single-phase transformer) is eliminated. Since a three-phase AC power supply is connected to the module and smoothing capacitor, it is possible to recover after solving the abnormality.
The three-phase rectifier bridge 58 between the discharge circuit 53 and the inrush suppression circuit 54 is input from terminals (Rs, Ss, Ts) provided for external power supply, separately from the purpose of this embodiment. The three-phase AC power source is rectified and used as a DC power source for the controller.
Thus, for example, when connecting a variable speed power converter (such as an inverter) to the same power supply system as a system, each system has a separable configuration from the viewpoint of protection of the power supply system in the event of a device abnormality. In consideration of the case where a contactor or a circuit breaker is installed at the head of the device and an external output failure signal (IO) is used due to the protection function operation of this device, the power supply for the controller is the original power supply according to this embodiment. By providing a terminal for external power supply separately from the supply destination and also for the power supply voltage detection signal, the power supply for the controller can be prevented from dropping, and recovery after solving the abnormality can be performed. Can be.

次に、本発明の実施例２について、図２に基づいて説明する。
〈実施例２〉
図において、１は三相交流電源、２はＬＣフィルタで、リアクトル２１とコンデンサ２２とから成る。３は本発明によって設けられたパワーリレー、４はスイッチング素子ＩＧＢＴ、５はマトリクスコンバータ、５０は制御コントローラ（ゲートドライバ）、５２はサージエネルギーを吸収するスナバモジュール、５３は放電回路、５４は突入抑制回路、５５は平滑コンデンサ、５６は突入抑制用駆動電源、５７は制御電源、６は三相交流電源１とマトリクスコンバータ５との間に間挿されている電源コンタクタである。
本実施例により、整流ブリッジ５８を放電回路５３と突入抑制回路５４との間に設け、整流ブリッジ５８に三相交流電源１を外部電源供給用端子を介して接続し、常時、平滑コンデンサ５５に充電をしている。
マトリクスコンバータ５は、電源コンタクタ６を介して三相交流電源１に接続され、三相交流電源１の電力（電圧、電流、周波数）を変換して所望の電力をモータに供給している。
制御コントローラ５０は、マトリクスコンバータ５のスイッチング素子ＩＧＢＴ４がスイッチングした際に、高調波を電源系統へ漏らさぬためのＬＣフィルタ２とスイッチングしたサージエネルギーを吸収するスナバモジュール５２及びそのエネルギーを吸収する平滑コンデンサ５５とのエネルギーを電力源とし、制御電源５７より与えられていると共に、上記の如く三相交流電源１からも外部電源供給用端子を介して平滑コンデンサ５５を充電し、制御電源５７より与えられている。
三相交流電源の各相にはリアクトル２１が接続され、この各相のリアクトル２１間にコンデンサ２２が挿入されて、ＬＣフィルタ２を構成してる。
三相交流電源１に電源電圧異常が発生すると、その電源電圧異常時の信号で電源コンタクタ６をＯＦＦにして、マトリクスコンバータ５のＬＣフィルタ２を三相交流電源１側と切り離すようにして、同一系統に接続された機器（例えば、単相トランス）によってマトリクスコンバータと共振を起こす可能性を除去している。
また、マトリクスコンバータ５を三相交流電源１側と切り離しても、三相交流電源１から整流ブリッジ５８に外部電源供給用端子を介してエネルギを与えられているので、異常解決後のマトリクスコンバータユニット５の復帰が可能となる。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
<Example 2>
In the figure, 1 is a three-phase AC power source, and 2 is an LC filter, which includes a reactor 21 and a capacitor 22. 3 is a power relay provided by the present invention, 4 is a switching element IGBT, 5 is a matrix converter, 50 is a controller (gate driver), 52 is a snubber module that absorbs surge energy, 53 is a discharge circuit, and 54 is inrush suppression. A circuit, 55 is a smoothing capacitor, 56 is a drive power supply for inrush suppression, 57 is a control power supply, and 6 is a power contactor inserted between the three-phase AC power supply 1 and the matrix converter 5.
According to this embodiment, the rectifier bridge 58 is provided between the discharge circuit 53 and the inrush suppression circuit 54, and the three-phase AC power source 1 is connected to the rectifier bridge 58 via an external power supply terminal, and is always connected to the smoothing capacitor 55. Charging.
The matrix converter 5 is connected to the three-phase AC power source 1 via the power contactor 6, converts the power (voltage, current, frequency) of the three-phase AC power source 1 and supplies the desired power to the motor.
When the switching element IGBT4 of the matrix converter 5 is switched, the control controller 50 includes an LC filter 2 for preventing harmonics from leaking to the power supply system, a snubber module 52 that absorbs the switched surge energy, and a smoothing capacitor that absorbs the energy. 55 is used as a power source and is supplied from the control power source 57, and also from the three-phase AC power source 1 as described above, the smoothing capacitor 55 is charged via the external power supply terminal and supplied from the control power source 57. ing.
A reactor 21 is connected to each phase of the three-phase AC power supply, and a capacitor 22 is inserted between the reactors 21 of each phase to constitute the LC filter 2.
When a power supply voltage abnormality occurs in the three-phase AC power supply 1, the power contactor 6 is turned OFF by a signal at the time of the power supply voltage abnormality, and the LC filter 2 of the matrix converter 5 is disconnected from the three-phase AC power supply 1 side, and the same The possibility of causing resonance with the matrix converter by a device connected to the system (for example, a single-phase transformer) is eliminated.
Even if the matrix converter 5 is disconnected from the three-phase AC power source 1 side, energy is given from the three-phase AC power source 1 to the rectifier bridge 58 via the external power supply terminal, so that the matrix converter unit after the abnormality is solved 5 can be restored.

以上のように、実施例２によれば、上記マトリクスコンバータユニットにおいて、三相交流電源側で欠相が発生した場合や電源電圧の異常時にマトリクスコンバータユニットを停止させ、マトリクスコンバータユニット内のＬＣフィルタを電源コンタクタによって三相交流電源から遮断して電源系統と切り離すことで同一系統に接続された機器（例えば、単相トランス）によってマトリクスコンバータが停止している状態でも共振を起こす可能性を除去すると共に、平滑コンデンサには外部電源供給用端子を介して三相交流電源が接続された状態にあるので異常解決後の復帰が可能となる。 As described above, according to the second embodiment, in the matrix converter unit, when the phase loss occurs on the three-phase AC power supply side or when the power supply voltage is abnormal, the matrix converter unit is stopped, and the LC filter in the matrix converter unit Is disconnected from the three-phase AC power supply by the power contactor and disconnected from the power supply system, eliminating the possibility of resonance even when the matrix converter is stopped by a device connected to the same system (for example, a single-phase transformer) At the same time, since the three-phase AC power supply is connected to the smoothing capacitor via the external power supply terminal, the smoothing capacitor can be restored after the abnormality is solved.

電源電圧異常時に保護する本発明の実施例１に係るマトリクスコンバータの回路図である。It is a circuit diagram of the matrix converter which concerns on Example 1 of this invention protected when a power supply voltage is abnormal. 本発明の実施例２に係るマトリクスコンバータの回路図である。It is a circuit diagram of the matrix converter which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の先行技術に係る回路で、電源電圧異常時の信号でマトリクスコンバータを停止させた時に電源側と切り離す具体的な１つの回路である。In the circuit according to the prior art of the present invention, it is a specific circuit that is disconnected from the power supply side when the matrix converter is stopped by a signal when the power supply voltage is abnormal.

Explanation of symbols

１三相交流電源
２ＬＣフィルタ
２１リアクトル
２２コンデンサ
３パワーリレー
４スイッチング素子ＩＧＢＴ
５マトリクスコンバータ
５０制御コントローラ（ゲートドライバ）
５１降圧用整流回路
５２スナバモジュール
５３放電回路
５４突入抑制回路
５５平滑コンデンサ
５６突入抑制用駆動電源
５７制御電源
５８整流ブリッジ
６電源コンタクタ 1 Three-phase AC power supply 2 LC filter 21 Reactor 22 Capacitor 3 Power relay 4 Switching element IGBT
5 Matrix converter 50 Control controller (gate driver)
51 Step-down rectifier circuit 52 Snubber module 53 Discharge circuit 54 Inrush suppression circuit 55 Smoothing capacitor 56 Inrush suppression drive power supply 57 Control power supply 58 Rectification bridge 6 Power contactor

Claims

A matrix converter connected to an AC power source for converting the AC power source power to a desired power and supplying it to a motor, the reactor being connected to each phase of the AC power source and connected between the reactors of each phase An LC filter comprising a capacitor to be switched, a switching element for a matrix converter connected to the output side of the LC filter, and the control for the switching element driven by the energy of a snubber module connected to the switching element for the matrix converter In a matrix converter comprising a controller,
Connecting a power relay in series with the capacitor of the LC filter;
When a phase failure or power supply voltage abnormality occurs on the AC power supply side, the power relay is shut off by a signal due to power supply voltage abnormality detection, and the capacitor of the LC filter is disconnected from the AC power supply. Matrix converter.

A matrix converter connected to an AC power source for converting the AC power source power to a desired power and supplying it to a motor, the reactor being connected to each phase of the AC power source and connected between the reactors of each phase An LC filter comprising a capacitor, a matrix converter switching element connected to the output side of the LC filter, a first diode rectifier connected to the matrix converter switching element and generating a DC voltage and the snubber module, and a said switching element control controller driven by the DC voltage, the matrix converter to enter into the controller the input side of the voltage as a power supply voltage detection of the LC filter,
An external power supply terminal connected to the AC power supply ;
A second diode rectifier connected to the external power supply terminal and having an output connected to the first diode rectifier;
A circuit for outputting a drive signal of a power contactor connected between the AC power source and the matrix converter;
Whether the voltage on the input side of the LC filter is inserted and connected on a circuit that inputs the voltage to the controller, and further connected to the external power supply terminal, and the voltage on the input side of the LC filter is input to the controller A power supply voltage detection switch for switching whether to input the voltage of the AC power supply to the controller,
If loss of phase in the AC power supply side occurs, the drive signal of the power contactor is switched from the closing command state to the open command state, and the separation between the LC filter the power, in the power contactor is closed, said LC filter The power supply detection switch is switched so that the input side voltage is input to the control controller. When the power contactor is in the open state, the power supply detection switch is switched so that the voltage of the AC power supply is input to the control controller. A matrix converter characterized by that.