JP5664966B2 - Series multiple power converter - Google Patents
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Description
本発明は、直列多重電力変換装置に関する。 The present invention relates to a serial multiple power converter.
特許文献１、２には、１つの単相インバータが故障した場合であっても規定の出力電圧で運転を継続することが可能な直列多重インバータがそれぞれ記載されている。
特許文献１に記載の直列多重インバータは、複数台の単相インバータの出力端をそれぞれ直列接続したＵ、Ｖ、Ｗ相構成により、三相高圧出力を得る直接高圧インバータ装置である。
この直接高圧インバータ装置は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の出力端に、それぞれ１台の予備単相インバータの出力端を直列接続し、Ｕ、Ｖ、Ｗ相を構成する各単相インバータの出力端及び予備単相インバータの出力端を個別に短絡できる開閉器を設けている。
通常運転時は、予備単相インバータの出力端を開閉器によって短絡状態にしてＵ、Ｖ、Ｗ相の各単相インバータを運転する。Ｕ、Ｖ、Ｗ相の少なくとも１つの相で１台の単相インバータが故障発生した時は、この故障発生した単相インバータの出力端を開閉器で短絡状態にし、故障発生した相と同一相の予備単相インバータの開閉器を開放及びその予備単相インバータの運転で装置運転を再開する。
The serial multiple inverter described in
In this direct high-voltage inverter device, the output terminals of one auxiliary single-phase inverter are connected in series to the output terminals of the U, V, and W phases, respectively, and the output terminals of the single-phase inverters constituting the U, V, and W phases. And the switch which can short-circuit the output terminal of a backup single phase inverter individually is provided.
During normal operation, the output terminal of the standby single-phase inverter is short-circuited by a switch to operate each U-phase, V-, and W-phase single-phase inverter. When one single-phase inverter fails in at least one of the U, V, and W phases, the output end of the single-phase inverter that has failed is short-circuited by a switch, and the same phase as the phase in which the failure occurred Open the switch of the spare single-phase inverter and restart the operation of the apparatus by operating the spare single-phase inverter.
特許文献２に記載の直列多重インバータは、３相の多重インバータのセルインバータの交流入力側に入力変圧器の２次側電圧を出力し、３相の各相アームの出力を交流電動機に供給する高圧ダイレクトインバータ装置である。
この高圧ダイレクトインバータ装置は、３相の各相アームと交流電動機の端子間に第１のスイッチを接続すると共に、３相各相のセルインバータと同数のセルインバータを直列接続した事故時交代用の相アームを設け、この相アームの一端を３相アームの共通点に接続し、相アームの他端をそれぞれ第２のスイッチを介して交流電動機の各相端子に接続している。セルインバータのいずれか１台が故障した場合、故障したセルインバータが含まれる相アームに代わって事故時交代用の相アームを運転することで、装置運転を再開する。
The serial multiple inverter described in
In this high-voltage direct inverter device, the first switch is connected between the three-phase each phase arm and the terminal of the AC motor, and the same number of cell inverters as the three-phase each phase cell inverter are connected in series. A phase arm is provided, one end of this phase arm is connected to the common point of the three-phase arm, and the other end of the phase arm is connected to each phase terminal of the AC motor via a second switch. When any one of the cell inverters fails, the operation of the apparatus is resumed by operating the phase arm for replacement in the event of an accident instead of the phase arm including the failed cell inverter.
特許文献１に記載の直列多重インバータは、各相につき、予備単相インバータ及びこの予備単相インバータ用の入力トランスの巻線を準備する必要があるので、装置寸法が増大する。
また、特許文献２に記載の直列多重インバータは、３相各相のセルインバータと同数のセルインバータを直列接続した事故時交代用の相アームを設けるので、直列多重インバータの出力定格電圧が大きくなり、セルインバータの個数が多くなると、事故時交代用の相アームを構成するセルインバータの個数及びこのセルインバータ用の入力トランスの巻線が多く必要となり、装置寸法が増大する。
In the serial multiple inverter described in
In addition, the serial multiple inverter described in
本発明は、本発明の構成を有しない場合よりも装置寸法の増大を抑制しつつ、単位電力変換器が故障しても運転を継続することが可能な直列多重電力変換装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a serial multiple power conversion device capable of continuing operation even if a unit power converter fails, while suppressing an increase in device size as compared with the case without the configuration of the present invention. Objective.
前記目的に沿う第１の発明に係る直列多重電力変換装置は、出力側がそれぞれ直列接続された複数の単位電力変換器で構成されると共に、一端Ａが相出力として負荷に、他端Ｂが中性点Ｎにそれぞれ接続された複数の電力変換器直列接続体、一方の出力端Ｔ１が前記中性点Ｎに接続され、前記単位電力変換器の代替となる単数の予備単位電力変換器、前記複数の単位電力変換器のそれぞれの出力を個別にバイパスできるように配置された第１の開閉器群、前記複数の電力変換器直列接続体の他端Ｂと前記中性点Ｎとをそれぞれ接続できるように配置された第２の開閉器群、前記予備単位電力変換器の他方の出力端Ｔ２を前記複数の電力変換器直列接続体のいずれかの他端Ｂに接続できるように配置された第３の開閉器群、及び前記複数の単位電力変換器の出力をそれぞれ前記相出力から切り離せるように配置された第４の開閉器群を有する電力変換部と、
前記第１〜第４の開閉器群にそれぞれ開信号又は閉信号を出力し、該第１〜第４の開閉器群の接続状態を切替える制御部と、を備え、
前記制御部が、前記単位電力変換器がいずれも故障していない場合、前記第１の開閉器群に対して前記開信号を、前記第２の開閉器群に対して前記閉信号を、前記第３の開閉器群に対して前記開信号を出力し、
前記単位電力変換器のいずれか１つが故障した場合、前記第１の開閉器群を構成する開閉器のうち、故障した前記単位電力変換器の出力をバイパスする前記開閉器のみに対して前記閉信号を、前記第２の開閉器群を構成する開閉器のうち、故障した前記単位電力変換器が存在する前記電力変換器直列接続体の他端Ｂに接続された前記開閉器のみに対して前記開信号を、前記第３の開閉器群を構成する開閉器のうち、故障した前記単位電力変換器が存在する前記電力変換器直列接続体の他端Ｂに接続された前記開閉器のみに対して前記閉信号を出力する。
Multi-series power converting apparatus according to the first invention along the object, the output side while being composed of a plurality of unit power converters connected in series, respectively, to the load end A as a phase output, the other end B a plurality of power converters series connection which is connected to the neutral point N, which one output terminal T1 is connected to the neutral point N, the spare unit power converter singular as a substitute for the unit power converter, The first switch group arranged so that the outputs of the plurality of unit power converters can be individually bypassed, the other end B of the plurality of power converter series connection bodies, and the neutral point N, respectively. 2nd switch group arrange | positioned so that it can connect, It arrange | positions so that the other output terminal T2 of the said backup unit power converter can be connected to the other end B of any of these power converter serial connection bodies. Third switch group and the plurality of units A power conversion unit which have a fourth switch group to output of force transducer arranged to decouple from the phase output, respectively,
Outputs respectively open signal or a close signal to said first through fourth switch groups, and a control unit for switching the connection state of said fourth switch group, and
In the case where none of the unit power converters has failed, the control unit provides the open signal to the first switch group, the close signal to the second switch group, Outputting the open signal to the third switch group;
When any one of the unit power converters fails, only the switch that bypasses the output of the failed unit power converter among the switches constituting the first switch group is closed. A signal is transmitted only to the switch connected to the other end B of the power converter series connection body in which the unit power converter in which the unit power converter is faulty is present, among the switches constituting the second switch group. The open signal is applied only to the switch connected to the other end B of the power converter series connection body in which the unit power converter that has failed is present among the switches constituting the third switch group. On the other hand, the closing signal is output .
第１の発明に係る直列多重電力変換装置において、前記制御部が、前記単位電力変換器がいずれも故障していない場合、前記第４の開閉器群に対して前記閉信号を出力し、
前記単位電力変換器のいずれか１つが故障した場合、前記第４の開閉器群を構成する開閉器のうち、故障した前記単位電力変換器の出力を前記相出力から切り離す前記開閉器のみに対して前記開信号を出力することができる。
In multi-series power converting apparatus according to the first invention, the control unit, when the unit power converter has not failed any outputs No. the close signal to the fourth switch group,
If any one of the unit power converter has failed, among the switches constituting the fourth switch group, the output of the unit power converter that malfunction in only the switch for disconnecting from said phase output can output the opening signal for.
第１の発明に係る直列多重電力変換装置において、前記制御部は、前記予備単位電力変換器を運転する際、前記予備単位電力変換器に診断信号を送出し、前記予備単位電力変換器から内部状態信号を受信し、前記予備単位電力変換器が運転可能であることを確認してから、前記予備単位電力変換器を運転することができる。 In the serial multiple power conversion device according to the first aspect of the present invention, when operating the standby unit power converter, the control unit sends a diagnostic signal to the standby unit power converter, and the internal power is supplied from the standby unit power converter. The standby unit power converter can be operated after receiving the status signal and confirming that the standby unit power converter is operable.
第１の発明に係る直列多重電力変換装置において、前記単位電力変換器を、複数の片方向スイッチング素子を有する単位インバータとすることができる。 In multi-series power converting apparatus according to the first invention, the unit power converter may be a unit inverter to have a plurality of unidirectional switching elements.
第１の発明に係る直列多重電力変換装置において、前記単位電力変換器が、複数の双方向スイッチング素子を有する単位マトリクスコンバータとすることができる。 In the serial multiple power conversion device according to the first invention, the unit power converter may be a unit matrix converter having a plurality of bidirectional switching elements .
本発明に係る直列多重電力変換装置においては、予備の単位電力変換器を１台とすることにより、本発明の構成を有しない場合よりも装置寸法の増大を抑制しつつ、単位電力変換器が故障しても運転を継続することが可能である。 In the serial multiple power conversion device according to the present invention, the unit power converter has a unit power converter while suppressing an increase in device size as compared with the case where the configuration of the present invention is not provided by using one spare unit power converter. Even if it breaks down, it is possible to continue operation.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. In each drawing, portions not related to the description may be omitted.
図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る直列多重電力変換装置１０は、例えば、直列多重インバータ装置であり、商用電源１２から供給される電力を予め決められた周波数及び電圧の電力に変換することができる。
直列多重電力変換装置１０は、入力トランス１４、電力変換部２０、及び制御部２２を備えている。
入力トランス１４には、１次側に１次巻線３２が設けられている。１次巻線３２には、商用電源（三相交流電源）１２が接続される。入力トランス１４の２次側には、１次巻線３２とは絶縁された、例えば、第１〜第１０の２次巻線３４が設けられている。
The serial multiple
The serial multiple
The
電力変換部２０は、例えば、線間電圧が３．３ｋＶや６.６ｋＶの３相高圧電源を、誘導電動機等の交流負荷３６に供給することができる。電力変換部２０は、図２に示すように、第１〜第３の単位インバータ直列接続体（電力変換器直列接続体の一例）ＳＵ、ＳＶ、ＳＷをそれぞれ構成する複数の単位インバータ（単位電力変換器の一例）Ｕ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３、電磁接触器（開閉器の一例）ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３、ＣＶＢ１〜ＣＶＢ３、ＣＷＢ１〜ＣＷＢ３、電磁接触器ＣＵＣ１〜ＣＵＣ３、ＣＶＣ１〜ＣＶＣ３、ＣＷＣ１〜ＣＷＣ３、電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮ、及び電磁接触器ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳを有している。電力変換部２０については、後に詳述する。
For example, the
各単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３は、図３に示すように、入力トランス１４の２次巻線３４から入力端Ｒ、Ｓ、Ｔに供給された３相交流電力をダイオード整流回路４０及び直流平滑コンデンサ４２によって、一旦直流電力に変換し、この直流電力を単相インバータ回路４４によって予め決められた周波数及び電圧の単相交流電力に変換して出力端Ｔ１、Ｔ２に出力することができる。なお、この単相インバータ回路４４は各々４つの片方向スイッチング素子４６をブリッジ接続して構成される。
第１〜第３の単位インバータ直列接続体ＳＵ、ＳＶ、ＳＷは、それぞれ、出力側がそれぞれ直列に接続された（直列接続構成とした）単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３によって構成されている。
As shown in FIG. 3, each unit inverter U1-U3, V1-V3, W1-W3 diodes the three-phase AC power supplied from the
The first to third unit inverter series-connected bodies SU, SV, and SW are configured by unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3 whose output sides are respectively connected in series (with a series connection configuration). Has been.
予備単位インバータＳＰは、図３に示した単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３と同様の構成となっており、単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３に代替することができる。予備単位インバータＳＰは、例えば入力トランス１４の第１０の２次巻線３４から得られた３相交流電力を単相交流電力に変換することができる。図２に示すように、予備単位インバータＳＰの出力端Ｔ１は、相出力の中性点Ｎに接続される。
The spare unit inverter SP has the same configuration as the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3 shown in FIG. 3, and is replaced with the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3. Can do. The spare unit inverter SP can convert, for example, three-phase AC power obtained from the tenth
制御部２２は、通信手段により電力変換部２０と接続されている。この通信手段は、制御部２２と電力変換部２０との間で信号の絶縁ができるものであれば良く、例えば光通信を適用することができる。光通信は、図１に示す構成例においては、例えば入力トランス１４の２次巻線の３４と等しい数の第１〜第１０の光通信線３７を介して行われている。
The
具体的には、第１の光通信線３７を介して、単位インバータＵ１、電磁接触器ＣＵＢ１、ＣＵＣ１と、制御部２０との間の信号がそれぞれ授受される。第２の光通信線３７を介して、単位インバータＵ２、電磁接触器ＣＵＢ２、ＣＵＣ２と、制御部２０との間の信号がそれぞれ授受される。第３の光通信線３７を介して、単位インバータＵ３、電磁接触器ＣＵＢ３、ＣＵＣ３と、制御部２０との間の信号がそれぞれ授受される。
Specifically, signals between the unit inverter U1, the magnetic contactors CUB1 and CUC1, and the
また、第４の光通信線３７を介して、単位インバータＶ１、電磁接触器ＣＶＢ１、ＣＶＣ１と、制御部２０との間の信号がそれぞれ授受される。第５の光通信線３７を介して、単位インバータＶ２、電磁接触器ＣＶＢ２、ＣＶＣ２と、制御部２０との間の信号がそれぞれ授受される。第６の光通信線３７を介して、単位インバータＶ３、電磁接触器ＣＶＢ３、ＣＶＣ３と、制御部２０との間の信号がそれぞれ授受される。
In addition, signals between the unit inverter V1, the magnetic contactors CVB1 and CVC1, and the
また、第７の光通信線３７を介して、単位インバータＷ１、電磁接触器ＣＷＢ１、ＣＷＣ１と、制御部２０との間の信号がそれぞれ授受される。第８の光通信線３７を介して、単位インバータＷ２、電磁接触器ＣＷＢ２、ＣＷＣ２と、制御部２０との間の信号がそれぞれ授受される。第９の光通信線３７を介して、単位インバータＷ３、電磁接触器ＣＷＢ３、ＣＷＣ３と、制御部２０との間の信号がそれぞれ授受される。
In addition, signals between the unit inverter W1, the electromagnetic contactors CWB1, CWC1, and the
また、第１０の光通信線３７を介して、予備単位インバータＳＰ、電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮ、ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳと、制御部２０との間の信号が授受される。
In addition, signals are transmitted and received between the spare unit inverter SP, the electromagnetic contactors CUN, CVN, CWN, CUS, CVS, and CWS and the
光通信線３７による電力変換部２０と制御部２２との間の接続形態は、前述の接続形態に限定されるものではない。例えば、電力変換部２０と制御部２２との間を１本の光通信線で接続するように構成してもよい。また、単位インバータや電磁接触器毎に１本ずつ光通信線が接続されても良い。
The connection form between the
制御部２２は、前述の光通信を介して、予め決められた周期で、図３に示す片方向スイッチング素子４６をオンオフする信号を各単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３に送ることにより、電力変換部２０に電力変換動作を行なわせることができる。
The
制御部２２は、光通信を介して、予め決められた周期で、単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の故障を検出するのに必要な、各単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３に関する複数の情報（例えば、各単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の内部の予め決められた箇所の電圧、電流、及び温度）を監視することができる。以下、これら情報を「監視情報」という。
The
更に制御部２２は、光通信を介して電磁接触器を開閉する信号を出力し、電磁接触器ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３、ＣＶＢ１〜ＣＶＢ３、ＣＷＢ１〜ＣＷＢ３、電磁接触器ＣＵＣ１〜ＣＵＣ３、ＣＶＣ１〜ＣＶＣ３、ＣＷＣ１〜ＣＷＣ３、電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮ、及び電磁接触器ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳを開閉する。
Further, the
次に、電力変換部２０について詳細に説明する。
図２に示す電力変換部２０は、前述のように、第１〜第３の単位インバータ直列接続体ＳＵ、ＳＶ、ＳＷ、予備単位インバータ（予備単位電力変換器の一例）ＳＰ、並びに電磁接触器ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３、ＣＶＢ１〜ＣＶＢ３、ＣＷＢ１〜ＣＷＢ３、電磁接触器ＣＵＣ１〜ＣＵＣ３、ＣＶＣ１〜ＣＶＣ３、ＣＷＣ１〜ＣＷＣ３、電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮ、及び電磁接触器ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳを有している。予備単位インバータＳＰは、１台のみ設けられている。なお、図２においては、電力変換部２０と入力トランス１４との接続は省略して描かれている。また、同図においては、電力変換部２０と制御部２２との接続は省略して描かれている。
Next, the
As described above, the
第１の単位インバータ直列接続体ＳＵは、それぞれ入力トランス１４の第１〜第３の２次巻線３４から得られた３相交流電力を単相交流電力に変換する単位インバータＵ１〜Ｕ３の出力端が、それぞれ電磁接触器ＣＵＣ１〜ＣＵＣ３を介して、直列に３段接続されて少なくとも構成されている。
The first unit inverter series connection SU is an output of unit inverters U1 to U3 that converts three-phase AC power obtained from the first to third
第２の単位インバータ直列接続体ＳＶは、それぞれ入力トランス１４の第４〜第６の２次巻線３４から得られた３相交流電力を単相交流電力に変換する単位インバータＶ１〜Ｖ３の出力端が、それぞれ電磁接触器ＣＶＣ１〜ＣＶＣ３を介して、直列に３段接続されて少なくとも構成されている。
The second unit inverter series connection SV is an output of unit inverters V1 to V3 that converts the three-phase AC power obtained from the fourth to sixth
第３の単位インバータ直列接続体ＳＷは、それぞれ入力トランス１４の第７〜第９の２次巻線３４から得られた３相交流電力を単相交流電力に変換する単位インバータＷ１〜Ｗ３の出力端が、それぞれ電磁接触器ＣＷＣ１〜ＣＷＣ３を介して、直列に３段接続されて少なくとも構成されている。
The third unit inverter series connection SW is an output of unit inverters W1 to W3 that converts three-phase AC power obtained from the seventh to ninth
第１〜第３の単位インバータ直列接続体ＳＵ、ＳＶ、ＳＷの一端Ａは、それぞれＵ、Ｖ、Ｗ相出力として交流負荷３６（図１参照）に接続される。 One ends A of the first to third unit inverter series connected bodies SU, SV, SW are connected to an AC load 36 (see FIG. 1) as U, V, W phase outputs, respectively.
各電磁接触器ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３、ＣＶＢ１〜ＣＶＢ３、ＣＷＢ１〜ＣＷＢ３は、一方の端子ＴＣ１が電磁接触器ＣＵＣ１〜ＣＵＣ３、ＣＶＣ１〜ＣＶＣ３、ＣＷＣ１〜ＣＷＣ３の端子ＴＣ２に接続され、他方の端子ＴＣ２が単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の出力端Ｔ２に接続される。各電磁接触器ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３、ＣＶＢ１〜ＣＶＢ３、ＣＷＢ１〜ＣＷＢ３は、制御部２２が光通信を介して出力する開閉信号によって開閉され、単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の出力をパイパスすることができる。
Each of the magnetic contactors CUB1 to CUB3, CVB1 to CVB3, CWB1 to CWB3 has one terminal TC1 connected to the terminal TC2 of the electromagnetic contactors CUC1 to CUC3, CVC1 to CVC3, CWC1 to CWC3, and the other terminal TC2 being a unit inverter. U1-U3, V1-V3, W1-W3 are connected to the output terminal T2. Each of the magnetic contactors CUB1 to CUB3, CVB1 to CVB3, CWB1 to CWB3 is opened and closed by an opening / closing signal output from the
なお、電磁接触器ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３、ＣＶＢ１〜ＣＶＢ３、ＣＷＢ１〜ＣＷＢ３は、単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の出力をバイパスするように配置された第１の開閉器群の一例である。この第１の開閉器群は、単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３のいずれか１つが故障した場合に故障した単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の出力をバイパスする第１の切替装置を少なくとも構成する。 The magnetic contactors CUB1 to CUB3, CVB1 to CVB3, and CWB1 to CWB3 are examples of a first switch group arranged so as to bypass the outputs of the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3. is there. This first switch group bypasses the outputs of the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3 that fail when any one of the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3 fails. The first switching device is configured at least.
各電磁接触器ＣＵＣ１〜ＣＵＣ３、ＣＶＣ１〜ＣＶＣ３、ＣＷＣ１〜ＣＷＣ３は、一方の端子ＴＣ１が単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の出力端Ｔ１に接続される。各電磁接触器ＣＵＣ１〜ＣＵＣ３、ＣＶＣ１〜ＣＶＣ３、ＣＷＣ１〜ＣＷＣ３は、制御部２２が光通信を介して出力する開閉信号によって開閉され、故障が発生した単位インバータの出力端Ｔ１を出力相から切り離すことができる。
Each of the magnetic contactors CUC1 to CUC3, CVC1 to CVC3, and CWC1 to CWC3 has one terminal TC1 connected to the output terminal T1 of the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3. Each of the magnetic contactors CUC1 to CUC3, CVC1 to CVC3, and CWC1 to CWC3 is opened / closed by an opening / closing signal output from the
なお、電磁接触器ＣＵＣ１〜ＣＵＣ３、ＣＶＣ１〜ＣＶＣ３、ＣＷＣ１〜ＣＷＣ３は、単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の出力を相出力から切り離すことが可能な第４の開閉器群の一例であり、第１の開閉器群と共に、前述の第１の切替装置を構成する。 The magnetic contactors CUC1 to CUC3, CVC1 to CVC3, and CWC1 to CWC3 are examples of the fourth switch group that can disconnect the outputs of the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3 from the phase outputs. The first switching device described above is configured together with the first switch group.
各電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮは、一方の端子ＴＣ１が中性点Ｎに接続され、他方の端子ＴＣ２が電磁接触器ＣＵＣ１、ＣＶＣ１、ＣＷＣ１の他方の端子ＴＣ２（電磁接触器ＣＵＢ１、ＣＶＢ１、ＣＷＢ１の端子ＴＣ１）に接続される。即ち、各電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮは、制御部２２が光通信を介して出力する開閉信号によって開閉され、第１〜第３の単位インバータ直列接続体ＳＵ、ＳＶ、ＳＷの他端Ｂをそれぞれ中性点Ｎに接続したり、中性点Ｎから切り離したりすることができる。
なお、電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮは、第１〜第３の単位インバータ直列接続体ＳＵ、ＳＶ、ＳＷの他端Ｂと中性点Ｎとを接続するように配置された第２の開閉器群の一例である。
Each of the magnetic contactors CUN, CVN, CWN has one terminal TC1 connected to the neutral point N, and the other terminal TC2 connected to the other terminal TC2 of the magnetic contactors CUC1, CVC1, CWC1 (electromagnetic contactors CUB1, CVB1, It is connected to terminal TC1) of CWB1. That is, each electromagnetic contactor CUN, CVN, CWN is opened / closed by an opening / closing signal output from the
The magnetic contactors CUN, CVN, CWN are second open / close units arranged to connect the other end B of the first to third unit inverter series-connected bodies SU, SV, SW and the neutral point N. It is an example of a container group.
各電磁接触器ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳは、一方の端子ＴＣ１が予備単位インバータＳＰの出力端Ｔ２に接続され、他方の端子ＴＣ２が電磁接触器ＣＵＣ１、ＣＶＣ１、ＣＷＣ１の他方の端子ＴＣ２（電磁接触器ＣＵＢ１、ＣＶＢ１、ＣＷＢ１の端子ＴＣ１）に接続される。即ち、各電磁接触器ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳは、制御部２２が光通信を介して出力する開閉信号によって開閉され、第１〜第３の単位インバータ直列接続体ＳＵ、ＳＶ、ＳＷの他端Ｂをそれぞれ予備単位インバータＳＰの出力端Ｔ２に接続したり、予備単位インバータＳＰの出力端Ｔ２から切り離したりすることができる。
In each of the magnetic contactors CUS, CVS, CWS, one terminal TC1 is connected to the output terminal T2 of the standby unit inverter SP, and the other terminal TC2 is the other terminal TC2 (electromagnetic contactor) of the electromagnetic contactors CUC1, CVC1, CWC1. Connected to terminals TC1) of CUB1, CVB1, and CWB1. That is, each electromagnetic contactor CUS, CVS, CWS is opened / closed by an open / close signal output from the
なお、電磁接触器ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳは、予備単位インバータＳＰの出力端Ｔ２を第１〜第３の単位インバータ直列接続体ＳＵ、ＳＶ、ＳＷの他端Ｂに接続するように配置された第３の開閉器群の一例である。
また、前述の第２の開閉器群及び第３の開閉器群は、単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３のいずれか１つが故障した場合に、故障した単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の代わりに予備単位インバータＳＰを直列接続構成された単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３に接続する第２の切替装置を少なくとも構成する。
The magnetic contactors CUS, CVS, CWS are arranged so as to connect the output terminal T2 of the spare unit inverter SP to the other end B of the first to third unit inverter series connectors SU, SV, SW. 3 is an example of a group of 3 switches.
Further, the second switch group and the third switch group described above are configured such that when any one of the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3 fails, the failed unit inverters U1 to U3, At least a second switching device that connects the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3 connected in series with the spare unit inverter SP instead of V1 to V3 and W1 to W3 is configured.
次に、直列多重電力変換装置１０の動作について説明する。
いずれの単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３にも故障が発生していない場合、制御部２２は、図２に示すように、光通信を介して開信号を出力し、電磁接触器ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３、ＣＶＢ１〜ＣＶＢ３、ＣＷＢ１〜ＣＷＢ３をそれぞれ開く。また、制御部２２は、光通信を介して閉信号を出力し、電磁接触器ＣＵＣ１〜ＣＵＣ３、ＣＶＣ１〜ＣＶＣ３、ＣＷＣ１〜ＣＷＣ３をそれぞれ閉じる。
更に、制御部２２は、光通信を介して閉信号を出力し、電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮをそれぞれ閉じる。また、制御部２２は、光通信を介して開信号を出力し、電磁接触器ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳをそれぞれ開く。
従って、第１〜第３の単位インバータ直列接続体ＳＵ、ＳＶ、ＳＷの他端Ｂは、それぞれ中性点Ｎに接続され、予備単位インバータＳＰの出力端Ｔ２から切り離されている。
Next, the operation of the serial
When no failure has occurred in any of the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3, the
Furthermore, the
Therefore, the other ends B of the first to third unit inverter series connected bodies SU, SV, SW are connected to the neutral point N and disconnected from the output terminal T2 of the spare unit inverter SP.
ここで、第１の例として単位インバータＵ２に故障が発生した場合には、制御部２２は、単位インバータＵ２に故障が発生したことを検出する。故障の検出は、例えば光通信を介して受信された前述の監視情報に対して閾値を設けることにより行われる。具体的には、故障の検出は、各監視情報が示す値がとりうる範囲に応じて、その監視情報が示す値が閾値以上、閾値以下、又は上限と下限とをそれぞれ規定する２つの閾値の範囲外であるか否かを判定することにより行なわれる。
Here, as a first example, when a failure occurs in the unit inverter U2, the
単位インバータＵ２の故障を検出すると、制御部２２は、図４Ａに示すように、光通信を介して閉信号を出力し、電磁接触器ＣＵＢ２を閉じ、単位インバータＵ２の出力をバイパスする。また、制御部２２は、光通信を介して開信号を出力し、電磁接触器ＣＵＣ２を開いて故障した単位インバータＵ２をＵ相出力から切り離す。単位インバータＵ２を切り離すことにより、単位インバータＵ２内部での故障拡大を防止し、更に単位インバータＵ２の故障が他の部分に与える影響が抑制される。
When detecting the failure of the unit inverter U2, as shown in FIG. 4A, the
更に、制御部２２は、光通信を介して開信号を出力し、電磁接触器ＣＵＮを開き、光通信を介して閉信号を出力し、電磁接触器ＣＵＳを閉じる。第１の単位インバータ直列接続体ＳＵの他端Ｂは、中性点Ｎから切り離され、予備単位インバータＳＰの出力端Ｔ２に接続される。
従って、電力変換部２０には、予備単位インバータＳＰを１段目、単位インバータＵ１を２段目、単位インバータＵ３を３段目とする新たな単位インバータ直列接続体（単位インバータ直列接続体ＳＵに代わる単位インバータ直列接続体）が形成される。
Further, the
Accordingly, the
また、第２の例として単位インバータＷ３に故障が発生した場合には、制御部２２は、光通信を介して、前述の第１の例と同様の方法で単位インバータＷ３に故障が発生したことを検出する。制御部２２は、図４Ｂに示すように、光通信を介して閉信号を出力し、電磁接触器ＣＷＢ３を閉じ、単位インバータＷ３の出力をバイパスする。また、制御部２２は、光通信を介して開信号を出力し、電磁接触器ＣＷＣ３を開いて故障した単位インバータＷ３をＷ相出力から切り離す。単位インバータＷ３を切り離すことにより、単位インバータＷ３内部での故障拡大を防止し、更に単位インバータＷ３の故障が他の部分に影響を与えることを抑制することができる。
Further, as a second example, when a failure occurs in the unit inverter W3, the
更に、制御部２２は、光通信を介して開信号を出力し、電磁接触器ＣＷＮを開き、光通信を介して閉信号を出力し、電磁接触器ＣＷＳを閉じる。第３の単位インバータ直列接続体ＳＷの他端Ｂは、中性点Ｎから切り離され、予備単位インバータＳＰの出力端Ｔ２に接続される。
従って、電力変換部２０には、予備単位インバータＳＰを１段目、単位インバータＷ１を２段目、単位インバータＷ２を３段目とする新たな単位インバータ直列接続体（単位インバータ直列接続体ＳＷに代わる単位インバータ直列接続体）が形成される。
Further, the
Therefore, the
このように、制御部２２は、故障した単位インバータの出力をバイパスするように各電磁接触器ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３、ＣＶＢ１〜ＣＶＢ３、ＣＷＢ１〜ＣＷＢ３を開閉する。また、制御部２２は、故障した単位インバータを含む単位インバータ直列接続体の他端Ｂを、予備単位インバータＳＰの出力端Ｔ２に接続するように各電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮ及び各電磁接触器ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳを開閉する。
In this way, the
以上により、故障した単位インバータを含む単位インバータ直列接続体に代わり、予備単位インバータＳＰを含む新たな単位インバータ直列接続体が形成されるので、直列多重電力変換装置１０を、故障した単位インバータの復旧を待たずに運転することが可能となる。
As described above, since a new unit inverter series connection including the spare unit inverter SP is formed instead of the unit inverter series connection including the failed unit inverter, the series multiple
その際、制御部２２は、予備単位インバータＳＰが運転可能か否かの確認（診断動作）をしてから、電力変換部２０の運転（電力変換動作）を開始する。運転可能か否かの確認のため、制御部２２は、図３に示す単位インバータのスイッチング素子４６の一つに、光通信を介してそのスイッチング素子４６をオフする信号を送信し、続いてオンする信号を送信する。
ここで、予備単位インバータＳＰは、各スイッチング素子４６の診断回路（不図示）を備えている。この診断回路は、各々のスイッチング素子４６両端の電圧を、例えば抵抗により分圧し、降圧した電圧をフォトカプラに入力し、そのフォトカプラの出力をＤＣ５Ｖ等の電圧でプルアップすることにより、そのスイッチング素子４６がオンの場合にＬＯＷ、オフの場合にＨＩＧＨとなるスイッチング状態信号を作り出すことができる。
At that time, the
Here, the spare unit inverter SP includes a diagnostic circuit (not shown) for each switching
制御部２２は、オフする信号とオンする信号を送った一つのスイッチング素子４６の診断回路からスイッチング状態信号を光通信を介して受け取り、（ｉ）制御部２２がスイッチング素子をオフする信号を送信した場合に、スイッチング状態信号がＨｉｇｈであること、（ｉｉ）制御部２２がスイッチング素子をオンする信号を送信した場合に、スイッチング状態信号がＬｏｗであること、の２つの条件が成り立つかを確認する。制御部２２は、この２つの条件がともに成り立つ場合に、そのスイッチング素子４６は正常であると判定する。
The
更に、制御部２２は、予備単位インバータＳＰの残りの３つのスイッチング素子４６に対しても、同じ方法で正常かどうかを一つずつ判定する。４つのスイッチング素子４６がすべて正常であると判定された場合、制御部２２は、予備単位インバータＳＰは運転可能であると判定する。予備単位インバータＳＰにより、直列多重電力変換装置の運転を継続しようとする場合、制御部２２は、予備単位インバータＳＰが運転可能であるときにのみ運転を継続する。
Further, the
制御部２２は、単位インバータに故障が発生した後、予備単位インバータＳＰを含む新たな単位インバータ直列接続体を形成して電力変換部２０の電力変換を開始する前に前述の診断動作を実行することができる。ただし、制御部２２は、単位インバータに故障が発生した後、予備単位インバータＳＰを含む新たな単位インバータ直列接続体を形成する前に診断動作を実行することが好ましい。
なお、運転可能かどうかの確認のため、制御部２２が光通信を介して送信する１つのスイッチング素子４６をオンまたはオフする信号は、診断信号の一例である。また、スイッチング状態信号は、内部状態信号の一例である。
The
In addition, the signal which turns on or off one switching
本実施の形態によれば、直列多重電力変換装置１０は、１つの単位インバータが故障しても運転を継続することが可能である。また、予備単位インバータＳＰの数は１台のみであるので、装置寸法の増大は抑えられる。
According to the present embodiment, serial multiple
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る直列多重電力変換装置について説明する。第１の実施の形態に係る直列多重電力変換装置１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
本実施の形態に係る直列多重電力変換装置は、直列多重マトリクスコンバータ装置であり、第１の実施の形態に係る直列多重インバータ装置とは、主として電力変換部が相違する。
Then, the serial multiple power converter device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. The same components as those of the serial multiple
The serial multiple power conversion device according to the present embodiment is a serial multiple matrix converter device, and the power conversion unit is mainly different from the serial multiple inverter device according to the first embodiment.
具体的には、図５に示すように、電力変換部５０に設けられた電力変換器直列接続体が、図６に示す単位マトリクスコンバータ（単位電力変換装置の一例）Ｕ１ａ〜Ｕ３ａ、Ｖ１ａ〜Ｖ３ａ、Ｗ１ａ〜Ｗ３ａにより少なくとも構成された単位マトリクスコンバータ直列接続体ＳＵａ、ＳＶａ、ＳＷａとなっている。また予備単位電力変換器が、単位マトリクスコンバータＵ１ａ〜Ｕ３ａ、Ｖ１ａ〜Ｖ３ａ、Ｗ１ａ〜Ｗ３ａと同様の構成の予備単位マトリクスコンバータＳＰａとなっている。
Specifically, as illustrated in FIG. 5, the power converter series connection provided in the
ここで、単位マトリクスコンバータＵ１ａ〜Ｕ３ａ、Ｖ１ａ〜Ｖ３ａ、Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ及び予備単位マトリクスコンバータＳＰａは、図６に示す双方向スイッチング素子５２を制御することにより、入力トランス１４の２次巻線３４から入力端Ｒ、Ｓ、Ｔに供給された３相交流電力を直接、予め決められた周波数及び電圧の単相交流電力に変換して出力端Ｔ１、Ｔ２に出力することができる。
Here, the unit matrix converters U1a to U3a, V1a to V3a, W1a to W3a, and the spare unit matrix converter SPa are controlled from the secondary winding 34 of the
電力変換部５０における単位マトリクスコンバータＵ１ａ〜Ｕ３ａ、Ｖ１ａ〜Ｖ３ａ、Ｗ１ａ〜Ｗ３ａ、予備単位マトリクスコンバータＳＰａ、並びに電磁接触器ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３、ＣＶＢ１〜ＣＶＢ３、ＣＷＢ１〜ＣＷＢ３、電磁接触器ＣＵＣ１〜ＣＵＣ３、ＣＶＣ１〜ＣＶＣ３、ＣＷＣ１〜ＣＷＣ３、電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮ、及び電磁接触器ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳの接続関係は、第１の実施の形態に係る直列多重電力変換装置１０が有する電力変換部２０における接続関係と同様であるので、その説明は省略する。
Unit matrix converters U1a to U3a, V1a to V3a, W1a to W3a, spare unit matrix converters SPa, and electromagnetic contactors CUB1 to CUB3, CVB1 to CVB3, CWB1 to CWB3, electromagnetic contactors CUC1 to CUC3, CVC1 ~ CVC3, CWC1 ~ CWC3, magnetic contactors CUN, CVN, CWN, and electromagnetic contactors CUS, CVS, CWS connection relationship, the
制御部（不図示）は、故障した単位マトリクスコンバータの出力をバイパスするように電磁接触器ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３、ＣＶＢ１〜ＣＶＢ３、ＣＷＢ１〜ＣＷＢ３を開閉する。また、制御部は、故障した単位マトリクスコンバータを含む単位マトリクスコンバータ直列接続体の他端Ｂを、予備単位マトリクスコンバータＳＰａの出力端Ｔ２に接続するように各電磁接触器ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮ及び各電磁接触器ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳを開閉する。 The control unit (not shown) opens and closes the magnetic contactors CUB1 to CUB3, CVB1 to CVB3, and CWB1 to CWB3 so as to bypass the output of the failed unit matrix converter. The control unit also connects each of the magnetic contactors CUN, CVN, CWN, and each of the electromagnetic contactors CUN, CVN, CWN, and the other end B of the unit matrix converter series connection including the failed unit matrix converter to the output terminal T2 of the spare unit matrix converter SPa. Open and close the magnetic contactors CUS, CVS, CWS.
ここで、本実施の形態に係る直列多重電力変換装置についても、前述の第１の実施の形態に係る直列多重電力変換装置１０同様、制御部は、予備単位マトリクスコンバータＳＰａが運転可能か否かを確認してから、電力変換部５０の運転（電力変換動作）を開始することができる。
Here, also in the serial multiple power conversion device according to the present embodiment, the control unit determines whether or not the spare unit matrix converter SPa can be operated, like the serial multiple
本実施の形態によれば、故障した単位マトリクスコンバータ直列接続体に代わる新たな単位マトリクスコンバータ直列接続体が形成されるので、直列多重電力変換装置は、１つの単位マトリクスコンバータが故障しても運転を継続することが可能である。また、予備単位マトリクスコンバータＳＰａの数は１台のみであるので、装置寸法の増大は抑えられる。 According to the present embodiment, since a new unit matrix converter series connection body is formed in place of the failed unit matrix converter series connection body, the serial multiple power conversion device operates even if one unit matrix converter fails. Can be continued. Further, since the number of spare unit matrix converters SPa is only one, an increase in device size can be suppressed.
なお、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The change in the range which does not change the summary of this invention is possible. For example, a case where the invention is configured by combining some or all of the above-described embodiments and modifications is also included in the technical scope of the present invention.
開閉器は、電磁接触器のような開閉器に限定されない。開閉器の他の一例として、半導体スイッチが挙げられる。 The switch is not limited to a switch such as an electromagnetic contactor. Another example of the switch is a semiconductor switch.
第２の切替装置の他の例として、電力変換器直列接続体の他端を、それぞれ中性点Ｎ又は予備単位電力変換器の出力端の他端のいずれか一方に接続する切替スイッチとすることができる。 As another example of the second switching device, the other end of the power converter series connection body is a changeover switch that connects to either the neutral point N or the other end of the output end of the standby unit power converter, respectively. be able to.
予備単位インバータＳＰは、単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３に代替することができればよく、予備単位インバータＳＰの構造は単位インバータＵ１〜Ｕ３、Ｖ１〜Ｖ３、Ｗ１〜Ｗ３の構成と完全同一でなくてもよい。 The spare unit inverter SP may be replaced with the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3. The spare unit inverter SP has the structure of the unit inverters U1 to U3, V1 to V3, and W1 to W3. It may not be completely the same.
１０：直列多重電力変換装置、１２：商用電源、１４：入力トランス、２０：電力変換部、２２：制御部、３２：１次巻線、３４：２次巻線、３６：交流負荷、３７：光通信線、４０：ダイオード整流回路、４２：直流平滑コンデンサ、４４：単相インバータ回路、４６：片方向スイッチング素子、５０：電力変換部、５２：双方向スイッチング素子、ＳＰ：予備単位インバータ、ＳＵ、ＳＶ、ＳＷ：単位インバータ直列接続体、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３：単位インバータ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３：単位インバータ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３：単位インバータ、ＣＵＢ１、ＣＵＢ２、ＣＵＢ３：電磁接触器、ＣＶＢ１、ＣＶＢ２、ＣＶＢ３：電磁接触器、ＣＷＢ１、ＣＷＢ２、ＣＷＢ３：電磁接触器、ＣＵＣ１、ＣＵＣ２、ＣＵＣ３：電磁接触器、ＣＶＣ１、ＣＶＣ２、ＣＶＣ３：電磁接触器、ＣＷＣ１、ＣＷＣ２、ＣＷＣ３：電磁接触器、ＣＵＮ、ＣＶＮ、ＣＷＮ：電磁接触器、ＣＵＳ、ＣＶＳ、ＣＷＳ：電磁接触器、Ｕ１ａ、Ｕ２ａ、Ｕ３ａ：単位マトリクスコンバータ、Ｖ１ａ、Ｖ２ａ、Ｖ３ａ：単位マトリクスコンバータ、Ｗ１ａ、Ｗ２ａ、Ｗ３ａ：単位マトリクスコンバータ、ＳＰａ：予備単位マトリクスコンバータ、ＳＵａ、ＳＶａ、ＳＷａ：単位マトリクスコンバータ直列接続体 10: series multiple power conversion device, 12: commercial power supply, 14: input transformer, 20: power conversion unit, 22: control unit, 32: primary winding, 34: secondary winding, 36: AC load, 37: Optical communication line, 40: diode rectifier circuit, 42: DC smoothing capacitor, 44: single-phase inverter circuit, 46: unidirectional switching element, 50: power converter, 52: bidirectional switching element, SP: standby unit inverter, SU , SV, SW: unit inverter series connection, U1, U2, U3: unit inverter, V1, V2, V3: unit inverter, W1, W2, W3: unit inverter, CUB1, CUB2, CUB3: electromagnetic contactor, CVB1, CVB2, CVB3: Electromagnetic contactor, CWB1, CWB2, CWB3: Electromagnetic contactor, CUC1, CUC2, CUC3: Electromagnetic contactor, CVC1, VC2, CVC3: Electromagnetic contactor, CWC1, CWC2, CWC3: Electromagnetic contactor, CUN, CVN, CWW: Electromagnetic contactor, CUS, CVS, CWS: Electromagnetic contactor, U1a, U2a, U3a: Unit matrix converter, V1a, V2a, V3a: unit matrix converter, W1a, W2a, W3a: unit matrix converter, SPa: spare unit matrix converter, SUa, SVa, SWa: unit matrix converter series connection
Claims (5)
前記第１〜第４の開閉器群にそれぞれ開信号又は閉信号を出力し、該第１〜第４の開閉器群の接続状態を切替える制御部と、を備え、
前記制御部が、前記単位電力変換器がいずれも故障していない場合、前記第１の開閉器群に対して前記開信号を、前記第２の開閉器群に対して前記閉信号を、前記第３の開閉器群に対して前記開信号を出力し、
前記単位電力変換器のいずれか１つが故障した場合、前記第１の開閉器群を構成する開閉器のうち、故障した前記単位電力変換器の出力をバイパスする前記開閉器のみに対して前記閉信号を、前記第２の開閉器群を構成する開閉器のうち、故障した前記単位電力変換器が存在する前記電力変換器直列接続体の他端Ｂに接続された前記開閉器のみに対して前記開信号を、前記第３の開閉器群を構成する開閉器のうち、故障した前記単位電力変換器が存在する前記電力変換器直列接続体の他端Ｂに接続された前記開閉器のみに対して前記閉信号を出力することを特徴とする直列多重電力変換装置。 A plurality of unit power converters each having an output side connected in series, a plurality of power converter series connected bodies each having one end A connected to a load as a phase output and the other end B connected to a neutral point N; One output terminal T1 is connected to the neutral point N so that the output of each of the single standby unit power converter and the plurality of unit power converters, which can replace the unit power converter, can be individually bypassed. A first switch group arranged, a second switch group arranged to connect the other end B of the plurality of power converter series connection bodies and the neutral point N, respectively, and the reserve unit power A third switch group arranged so that the other output end T2 of the converter can be connected to the other end B of any of the plurality of power converter series connection bodies, and outputs of the plurality of unit power converters Can be separated from each phase output A power conversion unit having a fourth switch group arranged,
A control unit that outputs an open signal or a closed signal to each of the first to fourth switch groups, and switches a connection state of the first to fourth switch groups, and
In the case where none of the unit power converters has failed, the control unit provides the open signal to the first switch group, the close signal to the second switch group, Outputting the open signal to the third switch group;
When any one of the unit power converters fails, only the switch that bypasses the output of the failed unit power converter among the switches constituting the first switch group is closed. A signal is transmitted only to the switch connected to the other end B of the power converter series connection body in which the unit power converter in which the unit power converter is faulty is present, among the switches constituting the second switch group. The open signal is applied only to the switch connected to the other end B of the power converter series connection body in which the unit power converter that has failed is present among the switches constituting the third switch group. In contrast, a serial multiple power conversion device that outputs the closed signal.
前記単位電力変換器のいずれか１つが故障した場合、前記第４の開閉器群を構成する開閉器のうち、故障した前記単位電力変換器の出力を前記相出力から切り離す前記開閉器のみに対して前記開信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の直列多重電力変換装置。 When none of the unit power converters is out of order, the control unit outputs the closed signal to the fourth switch group,
If any one of the unit power converters fails, only the switch that disconnects the output of the failed unit power converter from the phase output among the switches constituting the fourth switch group. The serial multiple power converter according to claim 1, wherein the open signal is output.
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- 2011-01-14 JP JP2011005464A patent/JP5664966B2/en active Active
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