CN110391754B - 电力变换装置以及异常检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力变换装置以及异常检测方法，能够适当地检测电力变换装置中的电流检测器的异常。在具备将交流变换为多个电位的转换器电力变换部(21)和将多个电位的电压变换为交流的逆变器电力变换部(31)的电力变换装置(100)中，构成为具备检测在交流电源(1)与转换器电力变换部(21)之间流过的电流的电流检测器(26、27、28)或者检测在逆变器电力变换部(31)与电动机(4)之间流过的多个电流的电流检测器(34、35、36)以及根据电流检测器的检测值中包含的脉动电流的电流值判断电流检测器的异常的转换器侧异常判断器(71)和逆变器侧异常判断器(72)。

Description

电力变换装置以及异常检测方法

技术领域

本发明涉及具备转换器变换部和逆变器变换部中的至少一方的电力变换部的电力变换装置以及检测电力变换装置中的异常的异常检测方法，特别涉及检测电力变换装置的电流检测器的异常的技术。

背景技术

已知有将交流电源的电力变换为可变电压可变频率的电力的电力变换装置。在电力变换装置中，具备测定在电源与电力变换装置之间流过的电流的电流检测器，电流被控制为预定的值。另外，具备测定在电力变换装置与负载装置之间流过的电流的电流检测器，电流被控制为预定的值。

例如，作为用于确认检测在电力变换器与电动机之间流过的电流的电流检测器的健全性的技术，已知有进行单相直流励磁并根据此时流过的电流的动作状况来判断异常的技术(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-090611号公报

发明内容

检测在电力变换器与电动机之间流过的电流的电流检测器、检测在电力变换器与电源之间流过的电流的电流检测器为了控制电力变换装置的电流是必需的，电流检测器的异常导致系统的动作不稳定，在最坏的情况下可能会导致系统偏离计划地停止而造成巨大的损害。

在专利文献1中，虽然示出了为了确认测定在电力变换装置与电动机之间流过的电流的电流检测器的健全性而进行单相直流励磁并根据此时流过的电流的动作状况而判断异常的技术，但未公开用于判断测定在电源与电力变换装置之间流过的电流的电流检测器的异常的技术。

另外，还要求用于确认测定在电力变换装置与负载装置之间流过的电流的电流检测器的健全性的其它技术。

本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供能够适当地检测电力变换装置中的电流检测器的异常的技术。

为了实现上述目的，基于一个观点的电力变换装置具备将交流变换为多个电位的转换器电力变换部或者将多个电位的电压变换为交流的逆变器电力变换部中的至少一方的电力变换部，其中，所述电力变换装置具备：电流检测器，检测在电力变换部与电源或者负载装置之间流过的电流；以及异常判断器，根据电流检测器的检测值中包含的脉动电流的电流值，判断电流检测器的异常。

根据本发明，能够适当地检测电力变换装置中的电流检测器的异常。

附图说明

图1是第1实施方式的电力变换装置的整体结构图。

图2A是说明被设想包含于由第1实施方式中的电流检测器检测的电流值的脉动电流的电流值的数据(参考数据)的图。

图2B是说明由第1实施方式中的电流检测器检测的电流值中包含的脉动电流的电流值的数据的图。

图3是第1实施方式的异常判断处理的流程图。

图4A是示出第1实施方式中的由检测3相的交流电流的各个电流检测器检测的电流值中包含的脉动电流的电流值的图。

图4B是示出第1实施方式中的关于各电流检测器正常的情况下的各相的、根据由其它多个相的电流检测器检测出的电流值而推测的与各相对应的脉动电流的电流值与各相的检测值的差分值的数据的图。

图4C是示出第1实施方式中的关于R相的电流检测器异常的情况下的各相的、根据由其它多个相的电流检测器检测出的电流值而推测的与各相对应的脉动电流的电流值与各相的检测值的差分值的数据的图。

图4D是示出第1实施方式中的关于S相的电流检测器异常的情况下的各相的、根据由其它多个相的电流检测器检测出的电流值而推测的与各相对应的脉动电流的电流值与各相的检测值的差分值的数据的图。

图4E是示出第1实施方式中的关于T相的电流检测器异常的情况下的各相的、根据由其它多个相的电流检测器检测出的电流值而推测的与各相对应的脉动电流的电流值与各相的检测值的差分值的数据的图。

图5是第2实施方式的电力变换装置的整体结构图。

图6是第3实施方式的电力变换装置的整体结构图。

图7是包括第3实施方式的电力变换装置的输出推测器的一部分的结构图。

附图标记说明

2：转换器单元；3：逆变器单元；4：电动机；5：转换器控制装置；6：逆变器控制装置；21：转换器电力变换部；26：R相电流检测器；27：S相电流检测器；28：T相电流检测器；31：逆变器电力变换部；34：U相电流检测器；35：V相电流检测器；36：W相电流检测器；71：转换器侧异常判断器；72：逆变器侧异常判断器；73：显示器；74：转换器侧输出推测器；75：逆变器侧输出推测器；100、101、102：电力变换装置。

具体实施方式

参照附图，说明若干实施方式。此外，以下说明的实施方式并不限定与权利要求书相关的发明，另外在实施方式中说明的各个要素及其组合的全部未必对于发明的解决手段是必需的。

首先，说明第1实施方式的电力变换装置。

图1是第1实施方式的电力变换装置的整体结构图。

电力变换装置100具备：作为电源的一个例子的交流电源1；转换器单元(还称为转换器)2，将来自交流电源1的交流电力变换为直流电力；逆变器单元(还称为逆变器)3，将转换器单元2输出的直流电力变换为所期望的交流电力；作为负载装置的一个例子的电动机4，利用逆变器单元3输出的交流电力而被驱动；转换器控制装置5，控制转换器单元2；以及逆变器控制装置6，控制逆变器单元3。

转换器单元2为所谓的3电平转换器，将交流电力变换为正的电位(第1电位)电平、中性点(零)电位(第2电位)电平以及负的电位(第3电位)电平的直流电力。逆变器单元3为所谓的3电平逆变器，将正的电位(第1电位)电平、中性点(零)电位(第2电位)电平以及负的电位(第3电位)电平的直流电力变换为电动机4用的交流电力。转换器单元2与逆变器单元3的正的电位电平被P布线40连接，中性点电位电平被C布线41连接，负的电位电平被N布线42连接。

转换器单元2针对3相的各相，具备作为电力变换部的一个例子的转换器电力变换部21、用于抑制直流电压的变动的转换器P侧平滑电容器22、转换器N侧平滑电容器23、用于测定转换器P侧平滑电容器22的端子间电压的转换器P侧直流电压检测器24以及用于测定转换器N侧平滑电容器23的端子间电压的转换器N侧直流电压检测器25。此外，在图1中示出了转换器单元2的1相量的结构。

逆变器单元3针对3相的各相，具备作为电力变换部的一个例子的逆变器电力变换部31、逆变器P侧平滑电容器32以及逆变器N侧平滑电容器33。此外，在图1中示出了逆变器单元3的1相量的结构。

转换器控制装置5以使变换的直流电力成为所期望的值的方式控制转换器电力变换部21。逆变器控制装置6以使电动机4的输出转矩、速度满足所期望的特性的方式控制逆变器电力变换部31。

转换器单元2还具备：R相电流检测器26(以下简称为电流检测器26)，检测转换器单元2(转换器单元2与交流电源1之间)的3相中的R相的输出电流并输出；S相电流检测器27(以下简称为电流检测器27)，检测转换器单元2的3相中的S相的输出电流并输出；以及T相电流检测器28(以下简称为电流检测器28)，检测转换器单元2的3相中的T相的输出电流并输出。逆变器单元3还具备：U相电流检测器34(以下简称为电流检测器34)，检测逆变器单元3(逆变器单元3与电动机4之间)的3相中的U相的输出电流并输出；V相电流检测器35(以下简称为电流检测器35)，检测逆变器单元3的3相中的V相的输出电流并输出；以及W相电流检测器36(以下简称为电流检测器36)，检测逆变器单元3的3相中的W相的输出电流并输出。电力变换装置100还具备速度检测器7，该速度检测器7直接连结于电动机4，检测电动机4的速度并输出。

由电流检测器26、27、28以及直流电压检测器24、25检测出的检测值的信号(输出信号)被输入到转换器控制装置5。转换器控制装置5根据被输入的检测值进行各种运算处理，输出控制转换器电力变换部21的信号。

由电流检测器34、35、36以及速度检测器7检测出的检测值的信号(输出信号)被输入到逆变器控制装置6。逆变器控制装置6根据被输入的检测值进行各种运算处理，输出控制逆变器电力变换部31的信号。

转换器控制装置5具备直流电压指令产生器51、直流电压控制器52、电流控制器53以及脉冲生成器54。

直流电压指令产生器51将表示从转换器单元2输出的直流电压的电压值的直流电压指令值输出到直流电压控制器52。

直流电压控制器52根据从直流电压指令产生器51输入的直流电压指令值和从直流电压检测器24、25输入的直流电压的检测值，运算转换器输出电流指令值，输出到电流控制器53。具体而言，直流电压控制器52以使从直流电压检测器24、25分别输入的直流电压的检测值的总和值与直流电压指令值一致的方式，运算转换器输出电流指令值。

电流控制器53以使从电流检测器26、27、28输出的转换器输出电流检测值与从直流电压控制器52输入的转换器输出电流指令值一致的方式，运算转换器电压指令值，输出到脉冲产生器54。

脉冲生成器54以使基于转换器电力变换部21的输出电压与从电流控制器53输入的转换器输出电压指令值一致的方式，运算用于对转换器电力变换部21的各开关元件进行导通截止控制的脉冲信号，将脉冲信号输出到转换器电力变换部21。

逆变器控制装置6具备速度指令产生器61、速度控制器62、电流控制器63以及脉冲生成器64。

速度指令产生器61将表示使电动机4动作的速度的速度指令值输出到速度控制器62。

速度控制器62以使从速度检测器7输入的速度检测值与从速度指令产生器61输入的速度指令值一致的方式，运算逆变器输出电流指令值，将逆变器输出电流指令值输出到电流控制器63。

电流控制器63以使从电流检测器34、35、36输入的逆变器输出电流检测值与从速度控制器62输入的逆变器输出电流指令值一致的方式，运算逆变器电压指令值，输出到脉冲生成器64。

脉冲生成器64以使基于逆变器电力变换部31的输出电压与从电流控制器63输入的逆变器输出电压指令值一致的方式，运算用于对逆变器电力变换部31的各开关元件进行导通截止控制的脉冲信号，将脉冲信号输出到逆变器电力变换部31。

接下来，说明电力变换装置100中的与异常判断有关的结构。

电力变换装置100具备转换器侧异常判断器71、逆变器侧异常判断器72以及显示器73。

显示器73例如为液晶显示器等能够显示信息的显示装置，显示各种信息。

转换器侧异常判断器71具有存储器71a(存储部)。存储器71a存储与被设想通过利用转换器电力变换部21进行的开关而在电流值中产生的脉动电流的电流值(基准值：参考值)有关的数据(脉动电流数据：参考数据)。参考数据能够根据转换器单元2中的脉冲条件和交流电源1侧的阻抗值来计算。在存储器71a中也可以保存有计算出的参考数据。

转换器侧异常判断器71比较从电流检测器26、27、28输入的电流值(检测值)和保存于存储器71a(存储部)的参考数据，判断在电流检测器26、27、28中是否有异常。转换器侧异常判断器71例如从电流检测器26、27、28的检测值中抽取脉动电流的电流值，在其大小的平均值从参考值偏离了预定的阈值以上的情况下，判断为检测出该检测值的电流检测器异常。作为从电流检测器26、27、28的检测值中抽取脉动电流的电流值的方法，例如能够使用对检测值进行仅抽取脉动电流的滤波器处理的方法。

转换器侧异常判断器71在检测出有异常的电流检测器的情况下，使与异常有关的信息(例如，能够确定有异常的电流检测器的信息(例如设备编号))和推荐检查、更换等的消息显示于显示器73。此外，转换器侧异常判断器71也可以通过由未图示的处理器执行保存于存储器的程序而构成。

逆变器侧异常判断器72具有存储器72a(存储部)。存储器72a存储与被设想通过利用逆变器电力变换部31进行的开关而在电流值中产生的脉动电流的电流值(基准值：参考值)有关的数据(脉动电流数据：参考数据)。参考数据能够根据逆变器单元3中的脉冲条件和电动机4侧的阻抗值来计算。在存储器72a中也可以保存有计算出的参考数据。

逆变器侧异常判断器72比较从电流检测器34、35、36输入的电流值(检测值)和保存于存储器72a的参考数据，判断在电流检测器34、35、36中是否有异常。逆变器侧异常判断器72例如从电流检测器34、35、36的检测值中抽取脉动电流的电流值，在其大小的平均值从参考值偏离了预定的阈值以上的情况下，判断为检测出该检测值的电流检测器异常。作为从电流检测器34、35、36的检测值中抽取脉动电流的电流值的方法，例如能够使用对检测值进行仅抽取脉动电流的滤波器处理的方法。

逆变器侧异常判断器72在检测出有异常的电流检测器的情况下，使与异常有关的信息(例如，能够确定有异常的电流检测器的信息(例如设备编号))和推荐检查、更换等的消息显示于显示器73。此外，逆变器侧异常判断器72也可以通过由未图示的处理器执行保存于存储器的程序而构成。

接下来，具体地说明第1实施方式的转换器侧异常判断器71的异常判断。此外，逆变器侧异常判断器72的异常判断也相同。

图2A是说明第1实施方式中的被设想由电流检测器检测出的电流值中包含的脉动电流的电流值的数据(参考数据)的图，图2B是说明第1实施方式中的由电流检测器检测出的电流值中包含的脉动电流的电流值的数据的图。此外，在图2B中示出了检测T相的电流的电流检测器28异常的情况的例子。

如图2A所示，在设为电流检测值26、27、28正常的情况下，被设想从由各电流检测器检测出的电流值中得到的脉动电流的电流值的数据(参考数据)分别如(a-1)、(a-2)、(a-3)所示。该参考数据如上所述保存于存储器71a。

在此，当在电流检测器中没有异常的情况下，各时间点下的电流检测器的检测值中包含的脉动电流的电流值与参考数据的各时间点的值一致或者为接近的值，但当在电流检测器中有异常的情况下，由有异常的电流检测器检测出的电流值中包含的脉动电流的电流值成为如图2B的(b-3)所示，在与对应的参考数据(在此为图2A(a-3))之间产生背离。

因此，转换器侧异常判断器71在预定的脉冲条件下判定3个电流检测器26、27、28的检测值中包含的脉动电流的电流值(检测值)是否从参考数据的脉动电流的电流值(参考值)偏离了预定的阈值以上，在检测值从参考值偏离了预定的阈值以上的情况下，判定为检测出该检测值的电流检测器异常，在显示器73中显示该电流检测器异常的情况和推荐该电流检测器的检查和更换的消息。

在此，作为确定电流检测器的检测值中包含的脉动电流的电流值的方法，有使用滤波器从检测值中仅抽取脉动电流的电流值的方法。还有如下方法。例如，在转换器单元2为无负载状态的情况下，在转换器单元2与交流电源1之间仅流过脉动电流，从各电流检测器26、27、28检测的检测值表示脉动电流的电流值，所以例如当在工作所需的电容器(22、23、32、33)的初始充电后的等待状态(无负载状态)下进行上述电流检测器的异常判断时，无需从电流检测器的检测值中抽取脉动电流的电流值，能够直接利用电流检测器的检测值而容易地检测电流检测器的异常，能够在进入到实际的操作状态之前提早进行针对异常的应对。另外，同样地，在逆变器单元3为无负载状态(励磁接通时(无负载而直流时))的情况下，在逆变器单元3与电动机4之间流过在直流电流中重叠有脉动电流的电流，将从各电流检测器34、35、36检测的检测值减去直流分量，从而呈现脉动电流的电流值，所以当在该状态下进行上述电流检测器的异常判断时，能够从电流检测器的检测值中容易地抽取脉动电流的电流值而检测出电流检测器的异常，能够在进入到实际的操作状态之前提早进行针对异常的应对。此外，当在无负载状态下进行处理的情况下，在存储器71a(存储器72a)中需要保存有包含与无负载状态对应的脉动电流的基准值(无负载时基准值)的参考数据。

在图2A中，作为脉动电流的电流值的参考数据而采用时间序列的脉动电流的电流值(电流波形)，与电流检测值的时间序列的检测值中包含的脉动电流的电流值(脉动电流波形)进行比较，但本发明不限于此，也可以将预定的脉冲条件下的脉动电流的电流值作为参考值，与对电流检测器的检测值中包含的脉动电流的电流值进行了预定的处理(例如基于绝对值化、平均化的滤波)而得到的值进行比较，判定电流检测器的异常。

在此，即使在电流检测器的检测值中包含的脉动电流的电流值从参考值偏离了预定的阈值以上的情况下，也有可能未必是电流检测器的异常。因此，本实施方式的转换器侧异常判断器71为了减少由于除了电流检测器的异常以外的因素而被误判断为电流检测器异常的风险，进行以下所示的异常判断处理。

图3是第1实施方式的异常判断处理的流程图。异常判断处理在电力变换装置100的驱动时由转换器侧异常判断器71和逆变器侧异常判断器72分别执行。以下，以转换器侧异常判断器71的异常判断处理为主进行说明，关于逆变器侧异常判断器72的处理，将不同点记载于[]内。

转换器侧异常判断器71[逆变器侧异常判断器72]判定3个电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]的检测值是否全部为零(或者接近零的值)(步骤S11)。此外，在本实施方式中，转换器侧异常判断器71[逆变器侧异常判断器72]判定3个电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]的检测值是否全部为零、即没有脉动电流的分量。

在此，由于在电力变换装置100的驱动时进行异常判断处理，所以如果电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]正常，则在电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]的检测值中包含脉动电流。因此，在3个电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]的检测值全部为零的情况下(步骤S11：是)，例如被认为有可能在转换器电力变换部21[逆变器变换部31]中有异常等，所以转换器侧异常判断器71[逆变器侧异常判断器72]判断为在转换器电力变换部21[逆变器变换部31]中有异常，使表示在电力变换部中有异常的信息(“电力变换部异常”)显示于显示器73(步骤S12)，使处理进入到步骤S19。此外，虽然设为根据脉动电流的分量的有无而判断转换器电力变换部21的异常，但例如也可以在转换器单元2中初始充电后驱动了转换器电力变换部21时流过的电流未被3个电流检测器26、27、28检测出而全部为零的情况下判断为电力变换部异常。

另外，在上述处理中，设为根据脉动电流的分量的有无而判断逆变器电力变换部31的异常，但例如也可以在为了在逆变器单元3侧进行励磁接通(在驱动电动机4的情况下使励磁电流流过的状态)而驱动了逆变器电力变换部31时流过的电流未被3个电流检测器34、35、36检测出而全部为零的情况下判断为电力变换部异常。

另一方面，转换器侧异常判断器71[逆变器侧异常判断器72]在3个电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]的检测值并非全部为零(或者接近零的值)的情况下(步骤S11：否)，转换器侧异常判断器71[逆变器侧异常判断器72]判定在3个电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]中的任意的电流检测器的检测值中是否存在零(步骤S13)。

当其结果是在3个电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]中的任意的电流检测器的检测值中存在零的情况下(步骤S13：是)，考虑到检测值为零的电流检测器所利用的用于进行电流检测的环路(电流检测环路：布线)的断线、松散等所致的异常，所以转换器侧异常判断器71[逆变器侧异常判断器72]判断为在电流检测环路中有异常，使表示在电流检测环路中有异常的信息(“电流检测环路异常”)显示于显示器73(步骤S14)，使处理进入到步骤S19。此外，与步骤S11同样地，也可以根据脉动电流的分量的有无、当在转换器单元2侧初始充电后驱动了转换器电力变换部21的状态下或者为了在逆变器单元3侧成为励磁接通的状态而驱动了逆变器电力变换部31状态下的电流的有无来判定异常。

另一方面，当在3个电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]中的任意的电流检测器的检测值中都没有零的情况下(步骤S13：否)，转换器侧异常判断器71[逆变器侧异常判断器72]在预定的脉冲条件下，比较3个电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]的检测值中包含的脉动电流的电流值(检测值)和参考数据的脉动电流的电流值(参考值)，判定它们是否存在比预定的阈值大的背离(步骤S15)。

当其结果是在参考值与检测值之间存在比预定的阈值大的背离的情况下(步骤S15：是)，转换器侧异常判断器71[逆变器侧异常判断器72]判断为与存在比预定的阈值大的背离的检测值对应的电流检测器异常，使表示在该电流检测器中有异常的信息(“电流检测器异常”)显示于显示器73(步骤S16)，使处理进入到步骤S19。

在步骤S19中，转换器侧异常判断器71[逆变器侧异常判断器72]使“请检查以及更换异常部位”的语句显示于显示器73，结束处理。

另一方面，当在参考值与检测值之间只有预定的阈值以下的背离的情况下(步骤S15：否)，意味着在各电流检测器26、27、28[电流检测器34、35、36]中没有异常，所以转换器侧异常判断器71[逆变器侧异常判断器72]结束异常判定处理。

如以上说明，在第1实施方式的电力变换装置100中，根据电流检测器的输出(检测值)中包含的脉动电流的电流值来判断电流检测器的异常，进行推荐检查、更换有异常的电流检测器的显示，所以能够处理为在进入到实际的操作状态之前进行电流检测器的检查以及更换。

在上述第1实施方式中，例如在作为参考数据使用预先计算出的数据的情况下，在预先计算时设想的条件与配置有电力变换装置100的实际的部位的条件有时不同。在该情况下，当使用预先计算出的参考数据时，由于参考数据的误差，存在电流检测器的异常判断出错的风险。

相对于此，例如也可以在能够保证电力变换装置100的检测值正常的时间点(例如电力变换装置100的最初的设置时(安装时)等)驱动电力变换装置100，从而获取在各电流检测器的检测值中产生的脉动电流的电流值的数据，将该数据作为参考数据而存储于存储器71a(72a)。这样，能够使参考数据为适合于电力变换装置100的实际的使用状态的数据，能够减少电流检测器的异常的误判断的风险。

另外，由电流检测器检测的检测值中包含的脉动电流的电流值受电力变换装置100的直流电压的影响而变化，所以也可以将对检测值中包含的脉动电流的电流值乘以考虑了直流电压的变动量的系数而校正出的电流值(校正电流值)的数据(校正脉动电流数据)与参考数据进行比较。这样，能够减少直流电压的变动的影响所致的误判断的风险。

另外，上述在第1实施方式中，虽然通过比较参考数据和各电流检测器26、27、28，34、35、36的检测值中包含的脉动电流的电流值来判断电流检测器的异常，但本发明不限于此，例如，也可以如以下所示通过使用从3个电流检测器26、27、28(电流检测器34、35、36)的检测值相互得到的值进行比较(相互比较)来判断异常。

以下，记载通过相互比较来判断异常的方法。通过相互比较来判断异常的方法利用了3相的电流值之和为零，转换器侧异常判断器71(逆变器侧异常判断器72)将与根据其它2相的电流值中包含的脉动电流的电流值推测出的某相的电流值中包含的脉动电流的电流值(计算值)和某相的检测值中包含的脉动电流的电流值(检测值)的差分值有关的数据和各相的检测值中包含的脉动电流的电流值相互比较，从而判断异常。

关于该方法，以转换器单元2为无负载状态的情况为例，更详细地说明。此外，在转换器单元2为无负载状态的情况下，各电流检测器26、27、28的检测值相当于脉动电流的电流值。

在此，将转换器单元2的3相电流的实际值设为Ir、Is、It，将各电流检测器26、27、28的检测值设为Ird、Isd、Itd。另外，例如设为在T相的电流检测器28的检测值中有异常而检测出对实际值It加上误差ΔItd而得到的Itd＝It+ΔItd。

如上所述，由于3相电流之和为零，所以转换器侧异常判断器71通过从零减去其它2相的检测值的总和而制作各相的参考数据，比较该各相的参考数据和对应的相的检测值(例如取差分)，从而检测异常误差。接着，转换器侧异常判断器71根据异常误差来判断电流检测器的异常的有无。

具体而言，R相的参考数据Irdh成为如式(1)所示，S相的参考数据Isdh成为如式(2)所示，T相的参考数据Itdh成为如式(3)所示。

Irdh＝0-(Isd+Itd)＝0-(Is+It+ΔItd)＝Ir-ΔItd…(1)

Isdh＝0-(Ird+Itd)＝0-(Ir+It+ΔItd)＝Is-ΔItd…(2)

Itdh＝0-(Ird+Isd)＝0-(Ir+Is)＝It…(3)

当取各相的检测值与参考数据的差分值时，关于R相，成为Ird-Irdh＝Ir-(Ir-ΔItd)＝ΔItd，关于S相，成为Isd-Isdh＝Is-(Is-ΔItd)＝ΔItd，关于T相，成为Itd-Itdh＝It+ΔItd-It＝ΔItd，关于所有的相，计算出ΔItd即异常量。

在所有的电流检测器正常的情况下ΔItd为零，所以关于所有的相的差分值为零或者接近零的值。因此，通过判定关于所有的相的差分值是否预定的阈值以内，能够判断电流检测器的异常的有无。

接下来，说明脉动电流的电流值以及电流检测器的状态和关于各相的差分值的具体例。

图4A是示出第1实施方式中的由检测3相的交流电流的各个电流检测器检测的电流值中包含的脉动电流的电流值的图。图4B是示出第1实施方式中的关于各电流检测器正常的情况下的各相的、根据由其它多个相的电流检测器检测出的电流值而推测的与各相对应的脉动电流的电流值与各相的检测值的差分值的数据的图。图4C是示出第1实施方式中的关于R相的电流检测器异常的情况下的各相的、根据由其它多个相的电流检测器检测出的电流值而推测的与各相对应的脉动电流的电流值与各相的检测值的差分值的数据的图。图4D是示出第1实施方式中的关于S相的电流检测器异常的情况下的各相的、根据由其它多个相的电流检测器检测出的电流值而推测的与各相对应的脉动电流的电流值与各相的检测值的差分值的数据的图。图4E是示出第1实施方式中的关于T相的电流检测器异常的情况下的各相的、根据由其它多个相的电流检测器检测出的电流值而推测的与各相对应的脉动电流的电流值与各相的检测值的差分值的数据的图。

在各电流检测器26、27、28全部正常的情况下，例如如图4A所示，R相中的脉动电流的电流值成为如(a-1)所示，S相中的脉动电流的电流值成为如(a-2)所示，T相中的脉动电流的电流值成为如(a-3)所示。

在各电流检测器26、27、28全部正常的情况下，如图4B的(b-1)、(b-2)、(b-3)所示，关于所有的相的差分值始终为零(或者接近零的值)。

另一方面，当在R相的电流检测器26中有异常的情况下(例如，被设想在电流检测器26中有增益故障的情况)，如图4C的(c-1)、(c-2)、(c-3)所示，关于所有的相的差分值会包含偏离零的值，可知在某个电流检测器中有异常。另外，关于各相的差分值的数据成为如(c-1)、(c-2)、(c-3)所示的相同的波形(相对时间的变化的方向相同的波形：形状类似的波形)。可知该波形是与由有异常的电流检测器26在正常时检测出的波形(a-1)相同的波形。只要是增益故障，则由于有异常的电流检测器26检测出的波形成为与该波形(a-1)相同的波形，所以差分值的波形可以说是与由有异常的电流检测器26检测出的波形也相同的波形。转换器侧异常判断器71利用该特征比较差分值的数据的波形和由各电流检测器检测出的波形，从而确定为检测出类似的波形的电流检测器26异常。

另外，当在S相的电流检测器27中有异常的情况下(例如，被设想在电流检测器27中有增益故障的情况)，如图4D的(d-1)、(d-2)、(d-3)所示，关于所有的相的差分值会包含偏离零的值，可知在某个电流检测器中有异常。关于各相的差分值的数据成为如(d-1)、(d-2)、(d-3)所示的相同的波形。与上述一样，差分值的波形可以说是与由有异常的电流检测器27检测出的波形也相同的波形。转换器侧异常判断器71利用该特征比较差分值的数据的波形和由各电流检测器检测出的波形，从而确定为检测出类似的波形的电流检测器27异常。

另外，当在T相的电流检测器28中有异常的情况下(例如，被设想在电流检测器28中有增益故障的情况)，如图4E的(e-1)、(e-2)、(e-3)所示，关于所有的相的差分值会包含偏离零的值，可知在某个电流检测器中有异常。关于各相的差分值的数据成为如(e-1)、(e-2)、(e-3)所示的相同的波形。与上述一样，差分值的波形可以说是与由有异常的电流检测器28检测出的波形也相同的波形。转换器侧异常判断器71利用该特征比较差分值的数据的波形和由各电流检测器检测出的波形，从而确定为检测出类似的波形的电流检测器28异常。

此外，通过在逆变器单元3侧也进行上述相同的处理，能够确定各电流检测器34、35、36中的任意电流检测器是否异常。

如以上说明，如果通过使用从3个电流检测器26、27、28(电流检测器34、35、36)的检测值相互得到的值进行比较(相互比较)来判断异常，则即使不存储参考数据，也能够确定异常的电流检测器。

接下来，说明第2实施方式的电力变换装置。

图5是第2实施方式的电力变换装置的整体结构图。此外，对于与图1所示的第1实施方式的电力变换装置相同的结构附加相同的附图标记。

第2实施方式的电力变换装置101构成为在第1实施方式的电力变换装置100中将转换器单元2设为2电平转换器，将逆变器单元3设为2电平逆变器，设为由直流电压检测器29检测转换器侧的平滑电容器22、23的电极间的电位。

由于3电平和2电平的变换方式(脉冲波形)的差异，产生的脉动电流不同，但在电力变换装置101中转换器侧异常判断器71也根据电流检测器26、27、28的检测值进行与第1实施方式相同的处理(例如与参考数据的比较)，从而能够适当地判断电流检测器26、27、28的异常。另外，逆变器侧异常判断器72根据电流检测器34、35、36的检测值进行与第1实施方式相同的处理(例如与参考数据的比较)，从而能够适当地判断电流检测器34、35、36的异常。

接下来，说明第3实施方式的电力变换装置。

图6是第3实施方式的电力变换装置的整体结构图。此外，对于与图1所示的第1实施方式的电力变换装置相同的结构附加相同的附图标记。

第3实施方式的电力变换装置102构成为在第1实施方式的电力变换装置100中新具备转换器侧输出推测器74和逆变器侧输出推测器75。

转换器侧输出推测器74根据来自多个电流检测器26、27、28的检测值，推测关于异常的电流检测器的检测对象的准确的检测值(原本应被检测出的检测值)。此外，转换器侧输出推测器74也可以通过由未图示的处理器执行保存于存储器的程序而构成。

在此，推测关于异常的电流检测器的检测对象的准确的检测值的方法利用了如下关系：在电力变换装置102中，如果各电流检测器为正常的状态，则相加了转换器侧的电流检测器26、27、28的检测值而得到的合成电流值为零。根据这样的关系，在任意1个电流检测器异常的情况下，能够根据从零减去相加了健全的两个电流检测器的检测值而得到的值来推测异常的电流检测器的测定对象的准确的检测值。

接下来，说明转换器侧输出推测器74的具体的结构以及动作。

图7是包括第3实施方式的电力变换装置的输出推测器的一部分的结构图。在图7中，将R相的电流检测器26的检测值设为IRFB_c，将S相的电流检测值27的检测值设为ISFB_c，将T相的电流检测器28的检测值设为ITFB_c。另外，图7示出了在T相的电流检测器28中有异常的情况的例子。

转换器侧异常判断器71被输入R相的电流检测器26的检测值(IRFB_c)、S相的电流检测器27的检测值(ISFB_c)以及T相的电流检测器28的检测值(ITFB_c)，当判断为某个电流检测器异常时，将表示是异常的电流检测器的异常判断信息输出到转换器侧输出推测器74。在图7所示的例子中，转换器侧异常判断器71判断为电流检测器28异常，将电流检测器28异常这样的信息(ITFB_c异常判断信息)输出到转换器侧输出推测器74。

转换器侧输出推测器74将电流检测器26的检测值(IRFB_c)与电流检测器27的检测值(ISFB_c)相加，计算2个相的合成电流值(IRS_c)。

转换器侧输出推测器74从零减去2个相的合成电流值(IRS_c)，如果正常，则计算被推测为电流检测器28所检测的推测值(ITFBH_c)。

转换器侧输出推测器74的选择部74a将电流检测器28的检测值(ITFB_c)和电流检测器28的推测值(ITFBH_c)作为输入，在从转换器侧异常判断器71输入了电流检测器28异常这样的信息(ITFB_c异常判断信息)的情况下，选择电流检测器28的推测值(ITFBH_c)，输出到预定的发送目的地(在该例中为转换器控制装置5)，在从转换器侧异常判断器71没有输入电流检测器28异常这样的信息(ITFB_c异常判断信息)的情况下，选择电流检测器28的检测值(ITFB_c)而输出到预定的发送目的地。

根据这样的结构，当在电流检测器28中有异常的情况下，能够改变为电流检测器28的检测值，输出适当的推测值。此外，在图7中，示出了当在电流检测器28中有异常的情况下相关的结构，但在其它电流检测器中也能够以相同的结构在有异常的情况下输出适当的推测值。

例如，关于电流检测器26，只要包括将电流检测器28替换为电流检测器26的结构即可，关于电流检测器27，只要包括将电流检测器28替换为电流检测器27的结构即可。

另外，虽然说明了转换器侧的结构以及动作，但关于逆变器侧也能够以相同的结构(逆变器侧推测器75)以及动作当在电流检测器34、35、36中的某个电流检测器中有异常的情况下输出适当的推测值。在上述说明中，将R相替换为U相，将S相替换为V相，将T相替换为W相，将电流检测器26、27、28替换为电流检测器34、35、36，由此成为逆变器侧的动作。此外，图7示出了当在W相的电流检测器36中有异常的情况下相关的结构的例子。

如以上说明，在第3实施方式的电力变换装置102中，在判断为在电流检测器中有异常的情况下，根据除了有异常的电流检测器以外的健全的电流检测器的检测值，推测有异常的电流检测器中的检测对象的正常的检测值，所以能够不更换有异常的电流检测器而使用电力变换装置102，例如能够进行使电力变换装置102继续运转至接下来的定期检查时的应对运转。由此，无需使电力变换装置102偏离计划地停止。

此外，关于基于图7所示的结构的应对运转，在图5所示的第2实施方式的电力变换装置101中也能够同样地应用。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的要旨的范围适当地变形而实施。

例如，在上述实施方式中，也可以利用专用的硬件电路进行转换器侧异常判断器71、转换器侧输出推测器74、逆变器侧异常判断器72以及逆变器侧输出推测器75进行的处理的一部分或者全部。

另外，在上述任意实施方式中，也可以设为转换器侧异常判断器71或者逆变器侧异常判断器72存储电流检测器的检测值的异常预备值(异常预备值是指达不到异常判断的异常值)的历史(例如执行日期时间和异常预备值)，根据异常预备值的历史掌握电流检测器的异常预备值的变化，预测直至电流检测器的输出超过用于判断异常的预定的阈值为止的期间、即直至异常发生为止的期间，使其预测结果显示于显示器73。这样，能够提前掌握异常发生的时期，能够预先进行异常发生的预防、异常发生时的应对的准备。

另外，在上述实施方式中，设为包括转换器单元2和逆变器单元3的电力变换装置，但能够对仅具备转换器单元2或者逆变器单元3的任意一方的电力变换装置应用本发明。

Claims (5)

1.一种电力变换装置，具备将交流变换为多个电位的转换器电力变换部或者将多个电位的电压变换为交流的逆变器电力变换部中的至少一方的电力变换部，其中，所述电力变换装置具备：

电流检测器，检测在所述电力变换部与电源或者负载装置之间流过的电流；以及

异常判断器，根据所述电流检测器的检测值中包含的脉动电流的电流值，判断所述电流检测器的异常，

为了检测在所述电力变换部与电源或者负载装置之间流过的3相的各相的电流，具备多个所述电流检测器，

所述异常判断器根据关于一相的检测值中包含的脉动电流的电流值与根据关于其它2相的检测值中包含的脉动电流的电流值计算的所述一相的脉动电流的电流值的差分值和关于各相的检测值中包含的脉动电流的电流值，确定多个所述电流检测器中的有异常的电流检测器。

2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，

所述电力变换装置还具备输出推测部，该输出推测部根据由除了被确定为有所述异常的电流检测器当作检测对象的相以外的2相的电流检测器检测出的检测值，推测被确定为有所述异常的电流检测器当作检测对象的电流的电流值。

3.根据权利要求1或者2所述的电力变换装置，其中，

所述异常判断器在判断出发生异常的情况下，使与异常有关的信息显示于显示装置。

4.根据权利要求3所述的电力变换装置，其中，

所述异常判断器存储由所述电流检测器检测出的检测值的历史，根据所述检测值的历史，预测直至所述电流检测器的异常发生为止的期间，使预测结果显示于所述显示装置。

5.一种异常检测方法，是基于电力变换装置的异常检测方法，所述电力变换装置具备将交流变换为多个电位的转换器电力变换部或者将多个电位的电压变换为交流的逆变器电力变换部中的至少一方的电力变换部，其中，

通过电流检测器，检测在所述电力变换部与电源或者负载装置之间流过的电流，

根据所述电流检测器的检测值中包含的脉动电流的电流值，判断所述电流检测器的异常，

为了检测在所述电力变换部与电源或者负载装置之间流过的3相的各相的电流，具备多个所述电流检测器，

根据关于一相的检测值中包含的脉动电流的电流值与根据关于其它2相的检测值中包含的脉动电流的电流值计算的所述一相的脉动电流的电流值的差分值和关于各相的检测值中包含的脉动电流的电流值，确定多个所述电流检测器中的有异常的电流检测器。

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