CN108475916B - 电力转换装置及电源供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力转换装置(1)，其具有基于由R相、S相及T相构成的三相三线(3)中的两相的相位差来检测各相的缺相及逆相的三相检测部(14)和由三相三线(3)生成用于驱动电力转换模块的驱动控制用电源的模块控制电源部(13)，电力转换装置(1)具备使用驱动控制用电源来检测N相的缺相的N相缺相检测部(15)。

Description

电力转换装置及电源供给系统
技术领域
本发明涉及电力转换装置及电源供给系统，即使对三相四线电源中的除N相以外的三相的输出电力进行转换的电力转换模块和使用三相四线电源的N相和三相中的一相生成主控制电源的主控制电源生成部混合存在，也能够可靠地检测各相的缺相及逆相。
背景技术
目前，在对作为负载的电动机等进行运转控制的情况下，使用转换器或逆变器等电力转换装置。在电力转换装置中，需要用于驱动开关元件等的电源。
在此，在专利文献1中记载有一种连接于三相三线电源的空调机，通过以即使三相三线中的一相缺相时，室内单元及室内控制单元的至少一方也会成为动作不良状态的方式连接电源配线，不需要用于检测缺相的电路。
在专利文献2中记载有一种连接于三相三线电源的空调机，根据三相三线中两相间的电压是否为规定电平来判别三相三线中任意一相的缺相。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9－284985号公报
专利文献2：日本特开平10－164747号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，本申请的发明人发现下述问题：在空调机中，在将从由R相、S相、T相及N相构成的三相四线电源供给的交流电力通过电力转换模块转换成直流电力的情况下，如果将R相、S相、T相及N相全部与电力转换模块连接，则必须要对四线全部设置噪声滤波器，因此，噪声滤波器大型化、复杂化，作为解决该问题的技术方案，将从三相四线电源分离出N相后的三相三线经由三相三线用噪声滤波器与电力转换模块连接。而且，用于驱动电力转换模块的电源需要以200V的电压为基准来生成，因此，从星型连接于三相三线的各线的滤波器用电容器的中点和三相三线中的任意一相的线之间取出200V的电压(日本特愿2015－214497号)。
另一方面，例如设置于空调机的室外机的压缩机、风扇电动机、四通阀等通过控制部来控制，该控制部由通过主控制电源基板内的主控制电源生成部生成的控制电源来驱动。主控制电源生成部从三相四线电源的N相和除N相以外的三相的各相中的一相取出200V的电压。
在此，由于电力转换模块侧仅连接有三相四线电源中的除N相以外的三相，因此不能检测N相的缺相。因此，在N相产生了缺相的情况下，主控制电源生成部不能进行电源供给，主控制部不能动作，但由于电力转换模块侧不使用N相，因此会产生持续正常驱动的新的问题。
本发明是鉴于上述而创建的，其目的在于，提供电力转换装置及电源供给系统，即使对三相四线电源中的除N相以外的三相的输出电力进行转换的电力转换模块和使用三相四线电源的N相和三相中的一相生成主控制电源的主控制电源生成部混合存在，也能够可靠地检测各相的缺相及逆相。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述的问题，实现目的，本发明的电力转换装置具备：电力转换模块，其对来自由R相、S相、T相及N相构成的三相四线电源中的、除N相以外的三相的输出电力进行转换；模块控制电源部，其由所述三相的输出电力生成用于驱动所述电力转换模块的驱动控制用电源；三相检测部，其以所述模块控制电源部为电源，基于所述三相中的两相的相位差，检测各相的缺相及逆相；以及驱动控制部，其以所述模块控制电源部生成的驱动控制用电源为电源，驱动控制所述电力转换模块，所述电力转换装置的特征在于，具备N相缺相检测部，所述N相缺相检测部以所述驱动控制用电源为电源，检测所述N相的缺相。
另外，本发明的电源供给系统的特征在于，具备：上述发明的电力转换装置；负载，其连接于所述电力转换装置；以及主控制电源生成部，其由所述N相和所述三相中的一相生成控制所述负载的主控制部的电源，所述N相缺相检测部基于所述N相的电压，检测所述N相的缺相。
另外，本发明的电源供给系统的特征在于，在上述发明中，所述N相缺相检测部连接于具备所述主控制电源生成部的主控制电源基板内的N相。
另外，本发明的电源供给系统的特征在于，在上述发明中，所述驱动控制部在所述三相检测部检测到所述三相的各相的缺相或逆相的情况下、或者所述N相缺相检测部检测到N相的缺相的情况下，停止所述电力转换模块的驱动。
另外，本发明的电源供给系统的特征在于，在上述发明中，所述N相缺相检测部和所述N相经由绝缘电路连接。
另外，本发明的电源供给系统的特征在于，在上述发明中，所述N相缺相检测部在所述R相、所述S相及所述T相中的任意一相和所述N相的相间电压在规定时间内规定次数地成为规定值以下的情况下，判定为产生了缺相。
发明效果
根据本发明，在电力转换装置内设置有连接于N相而检测N相的缺相的N相缺相检测部。其结果是，即使对三相四线电源中的三相的输出电力进行转换的电力转换模块和使用三相四线电源的N相和三相中的一相生成主控制电源的主控制电源生成部混合存在，也能够可靠地检测各相的缺相及逆相。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的电源供给系统的结构的图。
图2是表示本发明实施方式的变形例的电源供给系统的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明用于实施本发明的方式。
图1是表示本发明实施方式的电源供给系统100的结构的图。如图1所示，为了向例如搭载于压缩机上的无刷DC电动机和逆变器等负载(第一负载5)供给直流电力，电源供给系统100具有将交流电力转换成直流电力的电力转换装置1。电力转换装置1将从三相四线(R相、S相、T相、N相)电源4中的、三相(R相、S相、T相)经由针对三相三线3的噪声滤波器2被输入的电力转换成P－N间直流电力，且经由电力转换装置1向搭载于压缩机上的无刷DC电动机和逆变器等负载(第一负载5)供给。
电力转换装置1具有电力转换模块10。电力转换模块10对开关元件等有源元件10a进行驱动控制，将被输入的三相交流电力转换成期望的直流电力并输出。如上所述，电力转换模块10将三相交流电力转换成在P－N间产生的直流电力。在图1中，电力转换模块10作为转换器起作用，但也可以作为将三相交流电力转换成两相或三相等的交流电力的交流－交流转换器起作用。另外，电力转换模块10也可以包含转换器和逆变器。进而，电力转换模块10也可以是矩阵转换器。
电力转换装置1具有模块控制电源生成部11和驱动控制部12。模块控制电源生成部11具有模块控制电源部13、三相检测部14、N相缺相检测部15。模块控制电源部13由相间电压400V的三相三线3生成用于驱动电力转换模块10的驱动控制用电源。模块控制电源部13由三相中的一相(例如T相)和星型连接于三相(R相、S相、T相)的电容器C1、C2、C3间的中点之间的电压(200V)生成驱动用控制电源。
三相检测部14例如基于三相中的两相的电压的相位差，检测各相的缺相及逆相，但在三相检测部14未连接有N相。因此，在正常连接有三相(R相、S相、T相)的情况下，三相检测部14不能检测N相的缺相。为了检测未连接的N相的缺相，在电力转换装置1设置有N相缺相检测部15。N相缺相检测部15通过检测三相四线电源4的N相的电压而检测N相的缺相。例如，通过检测N相和三相(R相、S相、T相)中的任意一相的相间电压而检测N相的缺相。
驱动控制部12使用模块控制电源部13生成的驱动控制用电源，驱动控制电力转换模块10中包含的有源元件10a，并且，在三相检测部14检测到缺相或逆相的情况下、或者N相缺相检测部15检测到N相的缺相的情况下，停止电力转换模块10的驱动。
另一方面，电力转换装置1的外部的主控制电源基板6例如设置于构成空调机的室外机。主控制电源基板6例如向不经由电力转换装置1供给电力的四通阀21或室内机22、或者未图示的室外机鼓风机等负载(以下将它们统称为第二负载24)供给电源，或者例如向主控制电源生成部20等供给电源，该主控制电源生成部20等生成向控制经由电力转换装置1供给电力的第一负载5或上述第二负载24的主控制部23供给的电源。在主控制电源基板6上，被引入三相三线3中包含N相的三相四线电源4的N相和三相中的两相(例如S相及T相)。主控制电源生成部20基于该N相和S相的相间电压(200V)，生成向连接于主控制电源基板的设备供给的电源。另外，四通阀21和室内机22经由主控制电源基板6从三相四线电源4的N相和三相中的一相(例如T相)直接进行电源供给。
在此，如图1所示，主控制电源基板6内的N相和N相缺相检测部15经由绝缘电路30连接。但是，本发明不限于该实施方式，例如，如图2所示，也可以将主控制电源基板6外的N相和N相缺相检测部15经由绝缘电路30进行连接。在任何实施方式中，N相缺相检测部15均检测N相电压，并根据检测到的N相电压值判定为存在N相的缺相。此外，优选的是，在N相和三相(R相、S相、T相)中的任意一相的相间电压在规定时间内规定次数地成为规定值以下的情况下，N相缺相检测部15判定为产生了缺相。这是因为，有时N相的电压值会因噪声等而暂时降低，防止错误判定。N相缺相判定在重复两次以上下述这种启动顺序时判定为N相缺相，即：例如在空调机启动时，在由N相缺相检测部15检测到的N相和三相的任意一相(例如R相)的相间电压显示200V之后，开始第二负载24(四通阀21、室内机22等)的驱动，之后在1分钟内，N相和R相的相间电压降低至可维持主控制部23的控制的电压以下，空调机重新启动。
另外，绝缘电路30可以是绝缘变压器，也可以是光耦合器。
如上所述，在本实施方式中，在电力转换装置1内设置有检测使用N相的主控制电源基板6的N相电压而检测N相的缺相的N相缺相检测部15。其结果是，即使在N相缺相，未向第二负载24供给电力，电源供给系统100不能动作的情况下，也能够利用电力转换装置1检测N相缺相，所以能够可靠地检测N相缺相。另外，在电力转换装置1检测到N相缺相的情况下，停止电力转换装置1自身的动作，由此，能够防止虽然电源供给系统100不能动作，但仅电力转换装置1仍持续驱动的事态。另外，N相缺相检测部15经由绝缘电路30检测N相电压，从而不会使噪声从电力转换装置1向外部泄漏，能够在电力转换装置1侧检测N相电压。
符号说明
1 电力转换装置
2 噪声滤波器
3 三相三线
4 三相四线电源
5 第一负载
6 主控制电源基板
10 电力转换模块
10a 有源元件
11 模块控制电源生成部
12 驱动控制部
13 模块控制电源部
14 三相检测部
15 N相缺相检测部
20 主控制电源生成部
21 四通阀
22 室内机
23 主控制部
24 第二负载
30 绝缘电路
100 电源供给系统
C1、C2、C3 电容器

Claims (9)

1.一种电源供给系统，具备：
电力转换装置；
负载，其连接于所述电力转换装置；以及
主控制电源生成部，
所述电力转换装置具备：
电力转换模块，其对来自由R相、S相、T相及N相构成的三相四线电源中的、除N相以外的三相的输出电力进行转换；
模块控制电源部，其由所述三相的输出电力生成用于驱动所述电力转换模块的驱动控制用电源；
三相检测部，其以所述模块控制电源部为电源，基于所述三相中的两相的相位差，检测各相的缺相及逆相；
驱动控制部，其以所述模块控制电源部生成的驱动控制用电源为电源，驱动控制所述电力转换模块；以及
N相缺相检测部，所述N相缺相检测部以所述驱动控制用电源为电源，检测所述N相的缺相，
其中，所述主控制电源生成部由所述N相和所述三相中的一相生成控制所述负载的主控制部的电源，
所述N相缺相检测部基于所述N相的电压，检测所述N相的缺相。
2.根据权利要求1所述的电源供给系统，其特征在于，
所述N相缺相检测部连接于具备所述主控制电源生成部的主控制电源基板内的N相。
3.根据权利要求1所述的电源供给系统，其特征在于，
所述驱动控制部在所述三相检测部检测到所述三相的各相的缺相或逆相的情况下、或者所述N相缺相检测部检测到N相的缺相的情况下，停止所述电力转换模块的驱动。
4.根据权利要求2所述的电源供给系统，其特征在于，
所述驱动控制部在所述三相检测部检测到所述三相的各相的缺相或逆相的情况下、或者所述N相缺相检测部检测到N相的缺相的情况下，停止所述电力转换模块的驱动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电源供给系统，其特征在于，
所述N相缺相检测部和所述N相经由绝缘电路连接。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电源供给系统，其特征在于，
所述N相缺相检测部在所述R相、所述S相及所述T相中的任意一相和所述N相的相间电压在规定时间内规定次数地成为规定值以下的情况下，判定为产生了缺相。
7.根据权利要求5所述的电源供给系统，其特征在于，
所述N相缺相检测部在所述R相、所述S相及所述T相中的任意一相和所述N相的相间电压在规定时间内规定次数地成为规定值以下的情况下，判定为产生了缺相。
8.一种电力转换装置，具备：
电力转换模块，其对来自由R相、S相、T相及N相构成的三相四线电源中的、除N相以外的三相的输出电力进行转换；
模块控制电源部，其由所述三相的输出电力生成用于驱动所述电力转换模块的驱动控制用电源；
三相检测部，其以所述模块控制电源部为电源，基于所述三相中的两相的相位差，检测各相的缺相及逆相；以及
驱动控制部，其以所述模块控制电源部生成的驱动控制用电源为电源，驱动控制所述电力转换模块，所述电力转换装置的特征在于，
具备N相缺相检测部，所述N相缺相检测部以所述驱动控制用电源为电源，检测所述N相的缺相，
所述模块控制电源部由所述三相中的一相和星型连接于所述三相的三个电容器间的中点之间的电压生成所述驱动控制用电源，
所述N相缺相检测部，将所述驱动控制用电源作为电源，基于所述N相的电压，检测所述N相的缺相。
9.根据权利要求8所述的电力转换装置，其特征在于，
还具备噪声滤波器，
所述三相的输出电力经由所述噪声滤波器被输入至所述电力转换模块。
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