CN104081656B - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

一种电力转换装置，包括：电力转换器，其输出三相的交流电力来驱动交流电动机；电流检测部，其检测所述电力转换器的三相的输出电流中的至少二相；边沿转换部，其将所述电流检测部检测出的电流转换为边沿；和边沿判别部，其根据由所述边沿转换部转换后的边沿判定缺相；所述边沿判别部对转换后的各所述边沿进行比较，检测至少一相的缺相。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及搭载有输出侧缺相检测功能的电力转换装置。
背景技术
本技术领域的背景技术有日本特开2012-5257号公报(专利文献1)。该公报中记载了“用检测器检测电力转换器(逆变器)的输出电流并且用判定器判定其极性，用判定器判定输出电流位于按其过零点和极性分割的6个区域中的哪一个，用电路判断该各区域是否按一定顺序转移，在未按一定顺序转移时判定至少一相缺相。”(参照摘要)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-5257号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，根据专利文献1中公开的发明，必须监视输出电流区域的转移状态来判别缺相状态。此外，没有记载判别哪个相缺相。进而，根据专利文献1中公开的发明，需要三相的电流检测器，存在高价且电力转换装置的大小增大的缺点。
本发明目的在于提供一种与以专利文献1中公开的发明为代表的现有技术相比更容易地判别缺相状态，能够判别哪个相缺相的廉价且小型的电力转换装置。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，例如采用权利要求中记载的结构。
本申请包括多种解决上述课题的手段，举其一例，本发明的第一方面的电力转换装置，其特征在于，包括：电力转换器，其输出三相的交流电力来驱动交流电动机；电流检测部，其检测所述电力转换器的三相的输出电流中的至少二相；边沿转换部，其将所述电流检测部检测出的电流转换为边沿；和边沿判别部，其根据由所述边沿转换部转换后的边沿判定缺相；所述边沿判别部对转换后的各所述边沿进行比较，检测至少一相的缺相。
本发明的第二方面的电力转换装置，其在第一方面的电力转换装置中，所述边沿转换部对所述电流检测部检测出的电流与一个以上的阈值进行比较，如果在阈值以上则以成为上升沿的方式生成边沿，如果在阈值以下则以成为下降沿的方式生成边沿。
本发明的第三方面的电力转换装置，其在第一方面的电力转换装置中，所述边沿判别部判别所述边沿转换部转换后的各边沿是否存在。
本发明的第四方面的电力转换装置，其在第一方面的电力转换装置中，具备显示部，其显示电力转换装置的信息，所述边沿判别部判别的结果是判别为缺相的情况下，在所述显示部显示缺相状态或对外部通知缺相状态。
本发明的第五方面的电力转换装置，其在第一方面的电力转换装置中，所述电流检测部中未检测相缺相的情况下，所述边沿转换部将检测了输出电流的相转换为边沿，所述边沿判别部中，在与某输出电压关联的区间分别生成了各边沿时，判别为缺相。
本发明的第六方面的电力转换装置，其在第一方面的电力转换装置中，所述电力转换器由6个臂构成，在相的上臂或下臂缺相的情况下，由所述边沿转换器将所述电流检测部检测出的电流转换为边沿，在所述边沿判别部中判别为在与某个输出电压关联的区间没有生成边沿的情况下，检测为缺相。
本发明的第七方面的电力转换装置，其在第一方面的电力转换装置中，所述电力转换器由6个臂构成，在未检测相的上臂或下臂缺相的情况下，所述边沿转换部将检测了输出电流的相转换为边沿，在所述边沿判别部中根据各边沿与正常时不同的边沿模式检测缺相。
发明效果
根据本发明，仅通过检测电力转换器的二相的电流就能够更容易地判别缺相状态，判别哪个相缺相。此外，根据本发明，能够构成廉价且小型的搭载了输出侧缺相检测功能的电力转换器。上述以外的课题、结构和效果将通过以下实施方式的说明而明了。
附图说明
图1是使用至少2个电流检测器进行输出缺相检测的电力转换装置的结构图的例子。
图2是电流波形与边沿的关系图的例子。
图3是说明边沿判别部的处理的流程图的例子。
图4是v相缺相的情况下的电流波形与边沿的关系图的例子。
图5是具体表示电力转换器的详细图的例子。
图6是u相的下臂缺相时电流波形与边沿的关系图的例子。
图7是v相的下臂缺相时电流波形与边沿的关系图的例子。
具体实施方式
以下用附图说明实施例。
实施例1
本实施例中，说明使用了至少2个电流检测器的进行输出缺相检测的电力转换装置的结构的例子。
图1是本实施例的使用了至少2个电流检测器的进行输出缺相检测的电力转换装置的结构图的例子。
电力转换装置101具有平滑电容器102、电力转换器103、电流检测器104、交流电动机105、缺相检测模块106、电流取得部107、边沿转换部108、边沿判别部109和缺相检测部110。
平滑电容器102是用于使直流电压平滑化的平滑电容器。电力转换器103将平滑化后的直流转换为交流。电流检测器104检测电力转换器103的三相输出电流中的例如u相、w相这二相的电流。交流电容器105得到来自电力转换器103的输出而被驱动。缺相检测模块106取得电流检测器104的输出电流反馈信号。
以下说明缺相检测模块106的内部结构。
电流取得部107取得电流检测器104的输出电流反馈信号。此外，边沿转换部108将来自电流取得部107的输出电流反馈信号转换为边沿。边沿判别部109判别用上述边沿转换器108转换后的边沿是否存在及边沿模式。缺相检测部110在上述边沿判别器109判别为缺相时判别缺相检测。显示部111显示上述缺相检测部110的状态。缺相状态信号输出部112输出上述缺相检测部110的状态。
图2是电流波形与边沿的关系图的例子。
电流201例如是从安装在u相中的检测器104取得的电流。上升沿阈值203例如设定为驱动的交流电动机的额定电流或无负载电流等+5％的值。下降沿阈值204例如设定为驱动的交流电动机的额定电流或无负载电流等-5％的值。这样设定的理由在于电流201通过零点附近的情况下，不能够区分正常时的电流值与缺相时的电流值。边沿202在电流201的值超过上升沿阈值203的瞬间为+1，在超过下降沿阈值204的瞬间为-1，除此以外为0。
图3是说明边沿判别部109的处理的流程图的例子。
边沿判别部109进行边沿取得处理S301、例如u相的上升沿/下降沿检测处理S302、上升沿检测判别处理S303、u相的下臂缺相处理S304、下降沿检测判别处理S305、u相的上臂缺相处理S306、缺相检测处理S307。此外，边沿判别部109能够进行3种模式的缺相判别。第一种是上臂的缺相判别，第二种是下臂的缺相判别，第三种是交流电动机一侧的配线缺相或上下臂缺相。
边沿取得处理S301中，如果边沿转换部108中转换后的边沿的值是+1则取得上升沿，如果是-1则取得下降沿，如果是0则取得无边沿。上升沿/下降沿检测判别处理S302是对于由边沿取得处理S301取得的边沿，在输出电压或取得电流的1个周期中是否检测出了1次上升沿、1次下降沿的判别处理。检测判别处理S302的判别结果为是(Yes)的情况下，判别没有缺相，为否(No)的情况下，转移至之后的上升沿检测判别处理S303。上升沿检测判别处理S303是在输出电压或取得电流的1个周期中是否检测出了1次上升沿的判别处理。检测判别处理S303的判别结果为是(Yes)的情况下，下臂缺相处理S304输出下臂缺相状态，为否(No)的情况下，转移至之后的下降沿检测判别处理S305。下降沿检测判别处理S305是在输出电压或取得电流的1个周期中是否检测出了1次下降沿的判别处理。检测判别处理S305的判别结果为是(Yes)的情况下，上臂缺相处理S306输出上臂缺相状态，为否(No)的情况下，缺相检测处理S307输出u相的缺相状态。本实施例中，记载了在输出电压或取得电流的1个周期中的判别方法，但也可以在数个周期中判别。
图4是v相缺相的情况下的电流波形与边沿的关系例。
u相电流401和w相电流402是v相缺相的情况下的电流。u相边沿403在u相电流401为上升沿阈值203的值时为+1，在下降沿阈值204时为-1，除此以外为0。w相边沿404在w相电流402为上升沿阈值203时为+1，在下降沿阈值204时为-1，除此以外为0。边沿判别部检测到u相边沿403和w相边沿404同时生成了边沿，能够判别为未检测出电流的v相缺相。
缺相检测部110对缺相检测模块106的外部模块通知缺相状态。例如，缺相检测部110在检测出缺相后利用通信等对图1的显示部111通知而使其显示缺相状态。此外，缺相检测部110对缺相状态输出部112通知缺相状态，缺相状态输出部112为了通知处于缺相状态而输出缺相检测信号，经由端子等对外部通知。
实施例2
本实施例中，说明图1所示的电力转换器103内的臂缺相检测的结构的例子。
图5是具体表示电力转换器的详细图的例子。电力转换器103由上侧臂组501和下侧臂组502的6个臂构成。此外，电力转换器103从电流检测器104起由u相上下臂、w相上下臂、v相上下臂构成。
图6是u相的下臂缺相时电流波形与边沿的关系图的例子。
下臂缺相电流601例如是从u相中安装的电流检测器104取得的电流。边沿602在下臂缺相电流601的值超过上升沿阈值203的瞬间成为+1，但因为不存在超过下降沿阈值204的瞬间，所以保持为0。不能够检测出下降沿的情况下，能够判别进行电流检测的相的下臂缺相。
图7是v相的下臂缺相的情况下的边沿判别部的例子。
u相电流701和w相电流702是v相的下臂缺相的情况下的电流。u相边沿703在u相电流701为上升沿阈值203的值时为+1，在下降沿阈值204时为-1，除此以外为0。w相边沿704在w相电流702为上升沿阈值203的值时为+1，在下降沿阈值204时为-1，除此以外为0。u相边沿703和w相边沿704是按w相边沿704、u相边沿703、u相边沿703、w相边沿704的顺序生成的模式。没有缺相的情况下，u相边沿703和w相边沿704按u相边沿703、w相边沿704交替地生成，所以根据该不同能够判别未检测电流的v相的下臂缺相。同样，如果交流电动机105的旋转方向反转，则v相的下臂缺相的情况下，各边沿生成模式成为u相边沿703、w相边沿704、u相边沿703和w相边沿704的顺序，能够检测缺相。
缺相检测部110对缺相检测模块106的外部模块通知缺相状态。例如，缺相检测部110在检测出缺相后利用通信等对图1的显示部111通知而使其显示缺相状态。此外，缺相检测部110对缺相状态输出部112通知缺相状态，缺相状态输出部112为了通知处于缺相状态而输出缺相检测信号，通过端子等对外部通知。
此外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备说明的所有结构。此外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，或者在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。此外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
此外，上述各结构、功能、处理部、处理单元等的一部分或全部，例如可以通过集成电路设计等而用硬件实现。此外，上述各结构、功能等，也可以通过处理器解释、执行实现各功能的程序而用软件实现。实现各功能的程序、表、文件等信息，能够保存在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive：固态硬盘)等记录装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
此外，控制线和信息线表示了认为说明上必要的，并不一定表示了产品上所有的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎所有结构都相互连接。
符号说明
101……电力转换装置，102……平滑电容器，103……电力转换器，104……电流检测器，105……交流电动机，106……缺相检测模块，107……电流取得部，108……边沿转换部，109……边沿判别部，110……缺相检测部，111……显示部，112……缺相状态信号输出部，201……电流，202……边沿，203……上升沿阈值，204……下降沿阈值，S301……边沿取得处理，S302……上升沿/下降沿检测判别处理，S303……上升沿检测判别处理，S304……下臂缺相处理，S305……下降沿检测判别处理，S306……上臂缺相处理，S307……缺相检测处理，401……u相电流，402……w相电流，403……u相边沿，404……w相边沿，501……上侧臂组，502……下侧臂组，601……下臂缺相电流，602……边沿，701……u相电流，702……w相电流，703……u相边沿，704……w相边沿。

Claims (7)

1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：
电力转换器，其输出三相的交流电力来驱动交流电动机；
电流检测部，其检测所述电力转换器的三相的输出电流中的任意二相；
边沿转换部，其将所述电流检测部检测出的电流转换为边沿；和
边沿判别部，其判别由所述边沿转换部转换后的边沿是否存在和边沿的模式；
所述边沿判别部对转换后的各边沿进行比较，检测至少一相的缺相。
2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述边沿转换部对所述电流检测部检测出的电流与一个以上的阈值进行比较，
如果在阈值以上则以成为上升沿的方式生成边沿，
如果在阈值以下则以成为下降沿的方式生成边沿。
3.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述边沿判别部判别所述边沿转换部转换后的各边沿是否存在。
4.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
具备显示部，其显示电力转换装置的信息，
所述边沿判别部判别的结果是判别为缺相的情况下，在所述显示部显示缺相状态或对外部通知缺相状态。
5.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述电流检测部中未检测相缺相的情况下，
所述边沿转换部将检测了输出电流的相转换为边沿，
所述边沿判别部中，在与某输出电压关联的区间分别生成了各边沿时，判别为缺相。
6.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述电力转换器由6个臂构成，
在相的上臂或下臂缺相的情况下，由所述边沿转换部将所述电流检测部检测出的电流转换为边沿，在所述边沿判别部中判别为在与某个输出电压关联的区间没有生成边沿的情况下，检测为缺相。
7.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：
所述电力转换器由6个臂构成，
在未检测相的上臂或下臂缺相的情况下，所述边沿转换部将检测了输出电流的相转换为边沿，在所述边沿判别部中根据各边沿与正常时不同的边沿模式检测缺相。
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