CN110429844B - 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及异常检测方法，能够适当检测电力变换装置中的直流电压检测器的异常。在具备转换器和逆变器的电力变换装置中，构成为具备：平滑电容器；平滑电容器；直流电压检测器，检测平滑电容器的电位差；直流电压检测器，检测平滑电容器的电位差；以及异常判断器，计算无论在直流电压检测器和直流电压检测器中的哪一方中发生了检测值向预定方向变化的检测异常都呈现为同一方向变化的第1类指标，计算根据在直流电压检测器和第2直流电压检测器中的哪个发生检测值向预定方向变化的检测异常而呈现为不同方向变化的第2类指标，根据第1类指标和第2类指标判断在直流电压检测器和直流电压检测器中的哪个直流电压检测器中发生了异常。

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和逆变器的电力变换装置以及检测电力变换装置中的设备的异常的异常检测方法，特别涉及检测电力变换装置内的直流电压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，直流电路具备平滑电容器和测定该平滑电容器的两端电压的直流电压检测器，通过与该电力变换器连接的交流系统的电力交换，直流电压被控制为恒定。

例如，作为用于确认平滑电容器的健全性的技术，已知有根据初始充电时的充电电压的举动判断异常的技术(参照例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2005-354789号公报

发明内容

在专利文献1中，示出了为了确认平滑电容器的健全性而根据初始充电时的直流电压的举动判断异常的技术，但未公开用于判断电力变换装置内的直流电压检测器的异常的技术。直流电压检测器是为了控制电力变换装置的直流电压而必须的，直流电压检测器的异常造成系统的动作的不稳定，在最坏的情况下系统偏离计划地停止，有可能造成巨大的损失。

本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种能够适当地检测电力变换装置中的直流电压检测器的异常的技术。

为了实现上述目的，一个观点的电力变换装置具备：转换器，将交流变换为第1电位、比第1电位低的第2电位及比第2电位低的第3电位；以及逆变器，将第1电位、第2电位及第3电位的电压变换为交流，所述电力变换装置具备：第1平滑电容器，连接于第1电位与第2电位之间；第2平滑电容器，连接于第2电位与第3电位之间；第1直流电压检测器，检测被连接第1平滑电容器的电位之间的电位差；第2直流电压检测器，检测被连接第2平滑电容器的电位之间的电位差；第1类指标计算部，计算第1类指标，该第1类指标无论在第1直流电压检测器和第2直流电压检测器中的哪一方发生了检测值向预定方向变化的检测异常，都呈现为向同一方向的变化；第2类指标计算部，计算第2类指标，该第2类指标根据在第1直流电压检测器和第2直流电压检测器中的哪个直流电压检测器中发生检测值向预定方向变化的检测异常，呈现为向不同的方向的变化；以及异常判断部，根据第1类指标和第2类指标，判断在第1直流电压检测器和第2直流电压检测器中的哪个直流电压检测器发生了异常。

根据本发明，能够适当地检测电力变换装置中的直流电压检测器的异常。

附图说明

图1是第1实施方式的电力变换系统的整体结构图。

图2是第1实施方式的异常判断器的结构图。

图3是第1实施方式的指标制作部的结构图。

图4是第1实施方式的第1指标制作部的结构图。

图5是第1实施方式的第2指标制作部的结构图。

图6是第1实施方式的第3指标制作部的结构图。

图7是说明第1实施方式的2次谐波的第1图。

图8是说明第1实施方式的2次谐波的第2图。

图9是第1实施方式的第4指标制作部的结构图。

图10是第1实施方式的第5指标制作部的结构图。

图11是第1实施方式的第6指标制作部的结构图。

图12是第1实施方式的第7指标制作部的结构图。

图13是说明第1实施方式的判定截面的抽出的图。

图14是说明第1实施方式的指标的与检测器异常相伴的变化的第1图。

图15是说明第1实施方式的指标的与检测器异常相伴的变化的第2图。

图16是第1实施方式的指标比较处理的流程图。

图17是说明第1实施方式的指标比较处理的一个例子的图。

图18是第1实施方式的异常判定表的结构图。

图19是第1实施方式的异常判断处理的流程图。

图20是第2实施方式的电力变换系统的整体结构图。

图21是第2实施方式的包括电力变换装置的输出推测器的一部分的结构图。

图22是第3实施方式的电力变换系统的整体结构图。

图23是第3实施方式的异常判断器的结构图。

图24是第3实施方式的指标制作部的结构图。

图25是第3实施方式的第8指标制作部的结构图。

图26是说明第3实施方式的指标的与检测器异常相伴的变化的第1图。

图27是说明第3实施方式的指标的与检测器异常相伴的变化的第2图。

图28是第3实施方式的异常判定表的结构图。

图29是第4实施方式的电力变换系统的整体结构图。

图30是第4实施方式的异常判断器的结构图。

图31是说明第4实施方式的指标制作部的结构以及指标的与检测器异常相伴的变化的图。

图32是第4实施方式的异常判定表的结构图。

图33是第5实施方式的电力变换系统的整体结构图。

(符号说明)

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；7：电流检测器；8：速度检测器；9：电流检测器；11：电压检测器；12：变压器；21：转换器电力变换部；22、23、32、33：平滑电容器；24、34：中性点电阻；25、26、27、35、36、43、44：直流电压检测器；31：逆变器电力变换部；51：直流电压指令发生器；52：直流电压控制器；53：电流控制器；54：脉冲生成器；55：中性点电压控制器；61：速度指令发生器；62：速度控制器；63：电流控制器；64：脉冲生成器；65：中性点电压控制器；72、75、76：异常判断器；73：显示器；74：输出推测器；100、101、102、103、104：电力变换装置；1000、1001、1002、1003、1004：电力变换系统。

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权利要求书的发明，并且在实施方式中说明的各要素及其组合的全部在发明的解决手段中不限于是必须的。

首先，使用图1至图19，说明第1实施方式的电力变换系统。

图1是第1实施方式的电力变换系统的整体结构图。

电力变换系统1000包括：交流电源1，供给交流电力；电力变换装置100，将从交流电源1供给的交流电力变换为期望的交流电力而输出；以及电动机4，通过从电力变换装置100输出的交流电力而动作。电力变换装置100和电动机4例如经由交流电缆连接。

电力变换装置100具备：变压器12，对交流电力进行变压；转换器单元(还称为转换器)2，经由变压器12与交流电源1连接而将来自交流电源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期望的交流电力而输出给电动机4；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是中性点钳位型的3电平转换器，将交流电压变换为正的电位(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)电平的直流电压。逆变器单元3是所谓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)电平的直流电压变换为电动机4用的交流电压。转换器单元2和逆变器单元3的正的电位电平用P布线40连接，中性点电位电平用C布线41连接，负的电位电平用N布线42连接。

转换器单元2具备：转换器电力变换部21；用于抑制直流电压的变动的转换器2的P侧的平滑电容器22(第1平滑电容器：转换器侧第1平滑电容器)；转换器2的N侧的平滑电容器23(第2平滑电容器、转换器侧第2平滑电容器)；用于测定平滑电容器22的端子间电压的直流电压检测器25(第1直流电压检测器、转换器侧第1直流电压检测器)；用于测定平滑电容器23的端子间电压的直流电压检测器26(第2直流电压检测器、转换器侧第2直流电压检测器)；以及用于抑制直流谐振的转换器中性点电阻24。转换器中性点电阻24与C布线41连接。此外，在图1中，仅示出了转换器单元2的1相用的结构(转换器中性点电阻24、直流电压检测器25、直流电压检测器26除外)，但在其他相用中也具备同样的结构。

逆变器单元3具备：逆变器电力变换部31；逆变器3的P侧的平滑电容器32(第1平滑电容器、逆变器侧第1平滑电容器)；逆变器3的N侧的平滑电容器33(第2平滑电容器、逆变器侧第2平滑电容器)；用于测定平滑电容器32的端子间电压的直流电压检测器35(第1直流电压检测器、逆变器侧第1直流电压检测器)；用于测定逆变器3的N侧的平滑电容器33的端子间电压的直流电压检测器36(第2直流电压检测器、逆变器侧第2直流电压检测器)；以及用于抑制直流谐振的逆变器中性点电阻34。逆变器中性点电阻34与C布线41连接。此外，在图1中，仅示出了逆变器单元3的1相用的结构(逆变器中性点电阻34、直流电压检测器35、直流电压检测器36除外)，但在其他相用中也具备同样的结构。

转换器控制装置5以使变换的直流电力成为期望的值的方式，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、速度满足期望的特性的方式，控制逆变器电力变换部31。

电力变换装置100还具备：作为交流电流检测器的一个例子的电流检测器7，检测并输出在转换器单元2与交流电源1之间流过的电流；作为交流电压检测器的一个例子的电压检测器11，检测并输出交流电源1的输出电压；速度检测器8，与电动机4直接连接，检测并输出电动机4的速度；电流检测器9，检测并输出逆变器单元3的输出电流；电压检测器10，检测并输出逆变器单元3的输出电压；作为异常判断部的一个例子的异常判断器72；以及显示器73。

由电流检测器7以及直流电压检测器(25、26)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。

由速度检测器8、电流检测器9以及直流电压检测器(35、36)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根据输入的检测值进行各种运算处理，将控制逆变器电力变换部31的信号输出到逆变器电力变换部31。

由电流检测器7、速度检测器8、电流检测器9、电压检测器11、直流电压检测器(25、26)、直流电压检测器(35、36)检测出的检测值的信号(输出信号)被输入到异常判断器72。

转换器控制装置5具备直流电压指令发生器51、直流电压控制器52、电流控制器53、脉冲生成器54、作为转换器中性点控制装置的一个例子的中性点电压控制器55。

直流电压指令发生器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。具体而言，直流电压指令发生器51输出作为固定值的转换器2输出的P-N间电压的指令值。

直流电压控制器52根据从直流电压指令发生器51输入的直流电压指令值和从直流电压检测器(25、26)输入的直流电压的检测值，运算转换器输出有效电流指令值，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(25、26)分别输入的直流电压的检测值的合计值与直流电压指令值一致的方式，运算转换器输出有效电流指令值。

中性点电压控制器55根据从直流电压检测器(25、26)分别输入的直流电压的检测值的差，计算如中性点电压成为零那样的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_C}并输出到电流控制器53。

电流控制器53以使从电流检测器7输入的检测值(转换器输出电流检测值)与从直流电压控制器52输入的转换器输出有效电流指令值一致的方式，运算转换器交流电压指令值并输出到脉冲发生器54。此时，电流控制器53将从中性点电压控制器55输入的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_C}相加到预定的电流控制运算的输出即交流输出电压指令值，计算转换器交流电压指令值。

脉冲生成器54以使利用转换器电力变换部21的交流输出电压与从电流控制器53输入的转换器交流电压指令值一致的方式，对作为载波的三角波和转换器交流电压指令值进行脉冲宽度调制，由此计算用于对转换器电力变换部21的各开关元件进行接通断开控制的脉冲信号，将该脉冲信号输出到转换器电力变换部21。

逆变器控制装置6具备速度指令发生器61、速度控制器62、电流控制器63、脉冲生成器64以及作为逆变器中性点控制装置的一个例子的中性点电压控制器65。

速度指令发生器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。在本实施方式中，速度指令值是预先设定的预定的值。

速度控制器62以使从速度检测器8输入的检测值(速度检测值)与从速度指令发生器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。

中性点电压控制器65根据从直流电压检测器(35、36)分别输入的直流电压的检测值的差，运算如中性点电压成为零那样的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_I}并输出到电流控制器63。

电流控制器63以使从电流检测器9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，运算逆变器交流电压指令值并输出到脉冲生成器64。此时，电流控制器63将从中性点电压控制器65输入的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_I}相加到预定的电流控制运算的输出即交流输出电压指令值，计算逆变器交流电压指令值。

脉冲生成器64以使利用逆变器电力变换部31的输出电压与从电流控制器63输入的逆变器交流输出电压指令值一致的方式，对作为载波的三角波和逆变器交流电压指令值进行脉冲宽度调制，由此计算用于对逆变器电力变换部31的各开关元件进行接通断开控制的脉冲信号，将该脉冲信号输出到逆变器电力变换部31。

异常判断器72根据由各种检测器检测出的检测值、变压器12的阻抗值、来自转换器控制装置5的运算器(52、53、54、55)的输入值以及来自逆变器控制装置6的运算器(62、63、64、65)的输入值，判断在直流电压检测器(25、26、35、36)的各个直流电压检测器中是否有异常，将判断结果发送到显示器73。在此，各种检测器例如是直流电压检测器25、26、35、36、电流检测器7、速度检测器8、电流检测器9、电压检测器10、电压检测器11。

异常判断器72在检测到直流电压检测器的异常的情况下，使能够确定异常的直流电压检测器的信息(例如设备编号)和建议检查、更换等的消息显示于显示器73。此外，异常判断器72也可以通过未图示的处理器执行储存于存储器的程序而构成。显示器73例如是液晶显示器等能够显示信息的显示装置。

接下来，详细说明异常判断器72。

图2是第1实施方式的异常判断器的结构图。

异常判断器72具备信号存储部72a、设定存储部72b、作为第1类指标计算部及第2类指标计算部的一个例子的指标制作部72c、比较部72d、异常判定部72e以及设定变更部72f。

信号存储部72a将从各种检测器(25、26、35、36、7、8、9、10、11)输入的检测值的信号、来自转换器控制装置5的运算器(52、53、54、55)的输入值以及来自逆变器控制装置6的运算器(62、63、64、65)的输入值存储为时间序列数据。

设定存储部72b存储用于判断电压检测器25、26、35、36的异常的滤波常数以及基准值、异常判定表(参照图18)以及变压器12的阻抗值。

设定变更部72f具备未图示的用户接口，从用户接受计算滤波常数、基准值的算法的变更，依照接受的算法计算滤波常数、基准值并储存到设定存储部72b。

指标制作部72c制作用于检测电压检测器25、26、35、36的异常的多个指标。具体而言，指标制作部72c从信号存储部72a读入使用于指标的计算的信号，针对该读入的值进行使用从设定存储部72b读入的变压器12的阻抗值的运算、具有读入的滤波常数的滤波运算等，从而计算多个指标。

比较部72d比较由指标制作部72c计算出的指标和储存于设定存储部72b的基准值，输出比较结果。

异常判定部72e读入设定存储部72b的异常判定表，使用该异常判定表，根据从比较部72d输入的指标的比较结果，进行直流电压检测器的异常判定。异常判定部72e在判定为在直流电压检测器中有异常的情况下，使其结果输出到显示器73。

接下来，说明指标制作部72c。

图3是第1实施方式的指标制作部的结构图。

指标制作部72c输入存储于设定存储部72b的滤波常数，实施包括使用滤波常数的低通滤波运算的运算，从而根据从信号存储部72a读入的各种信号制作各指标。指标制作部72c包括：第1指标制作部721，制作指标201；第2指标制作部722，制作指标202；第3指标制作部723，制作指标203；第4指标制作部724，制作指标204；第5指标制作部725，制作指标205；第6指标制作部726，制作指标206；以及第7指标制作部727，制作指标207。后述各指标(201、202、203、204、205、206、207)和各指标制作部(721、722、723、724、725、726、727)的详细内容。

在说明各指标之前，说明直流电压检测器(25、26、35、36)的各个直流电压检测器的检测值，并且说明各个检测值的相互关系。

直流电压检测器(25、26、35、36)的各个检测值与实际值的关系用以下的式(1)～式(4)表示。

E_{FB_CP}＝G_CP×E_{T_CP}…(1)

E_{FB_CN}＝G_CN×E_{T_CN}…(2)

E_{FB_IP}＝G_IP×E_{T_IP}…(3)

E_{FB_IN}＝G_IN×E_{T_IN}…(4)

在此，式中的E_{FB_**}表示与下标**对应的位置的直流电压检测器的检测值，G_**表示与下标**对应的直流电压检测器中的增益，E_{T_**}表示与下标**对应的直流电压检测值中的实际值。下标**中的C表示转换器侧，I表示逆变器侧，P表示P侧，N表示N侧。因此，CP表示转换器侧P侧的直流电压检测器、即直流电压检测器25，CN表示转换器侧N侧的直流电压检测器、即直流电压检测器26，IP表示逆变器侧P侧的直流电压检测器、即直流电压检测器35，IN表示逆变器侧N侧的直流电压检测器、即直流电压检测器36。

在直流电压检测器(25、26、35、36)全部正常的情况下，各直流电压检测器的检测值E_FB和实际值E_T相等，所以增益G的值成为1。另一方面，在直流电压检测器(25、26、35、36)异常的情况(例如增益异常的情况)下，检测值E_FB和实际值E_T不一致，增益G的值成为1以外的值(例如0.9、1.1)。

各直流电压检测器(25、26、35、36)的检测值(E_{FB_CP}、E_{FB_CN}、E_{FB_IP}、E_{FB_IN})的相互关系如以下所示。

通过转换器2的中性点电压控制器55，以使中性点电位成为零的方式控制转换器电力变换部21，所以稳定地成立以下的式(5)的关系。另外，通过逆变器3的中性点电压控制器65，以使中性点电位成为零的方式控制逆变器电力变换部31，所以稳定地成立以下的式(6)的关系。

E_{FB_CP}＝E_{FB_CN}…(5)

E_{FB_IP}＝E_{FB_IN}…(6)

在此，通过转换器2的直流电压控制器52，以使检测值E_{FB_CP}和检测值E_{FB_CN}的合计值与直流电压指令发生器51输出的直流电压指令值V_{DC_REF}一致的方式控制转换器电力变换部21，所以以下的式(7)所示的关系成立。

E_{FB_CP}+E_{FB_CN}＝V_{DC_REF}…(7)

另外，根据式(5)和式(7)，式(8)、式(9)成立。

E_{FB_CP}＝V_{DC_REF}/2…(8)

E_{FB_CN}＝V_{DC_REF}/2…(9)

另外，如图1所示，通过P布线40连接了平滑电容器22和平滑电容器32，另外通过N布线42连接了平滑电容器23和平滑电容器33，所以以下的式(10)成立。

E_{T_CP}+E_{T_CN}＝E_{T_IP}+E_{T_IN}…(10)

接下来，说明第1指标制作部721。

图4是第1实施方式的第1指标制作部的结构图。

第1指标制作部721计算指标201的(＝DI₁)。指标201是用于利用在直流电压检测器异常时在转换器2侧的P-N间直流电压检测值和逆变器3侧的P-N间直流电压检测值中产生差来检测直流电压检测器的异常的指标，是与转换器2侧的P-N间直流电压检测值和逆变器3侧的P-N间直流电压检测值之时有关的指标(逆变器和转换器间电压检测值差指标、第1类指标)。

第1指标制作部721包括指标运算部7211和滤波器7212。

指标运算部7211执行用式(11)表示的运算。

DI₁＝(E_{FB_IP}+E_{FB_IN})-(E_{FB_CP}+E_{FB_CN})…(11)

在此，说明直流电压检测器25故障(异常)的情况下的指标201的(DI_{1_25})。此外，将异常的直流电压检测器25的增益G_CP设为1以外的值(例如0.9、1.1)，将直流电压检测器(26、35、36)的增益(G_CN、G_IP、G_IN)设为1。

在式(11)中代入式(1)～式(4)，进而在使用式(10)的关系时得到以下的式(12)。

DI_{1_25}＝(E_{FB_IP}+E_{FB_IN})-(E_{FB_CP}+E_{FB_CN})

＝(G_IP×E_{T_IP}+G_IN×E_{T_IN})-(G_CP×E_{T_CP}+G_CN×E_{T_CN})

＝(E_{T_IP}+E_{T_IN})-(E_{T_CP}+E_{T_CN})+(1-G_CP)×E_{T_CP}

＝(1-G_CP)×E_{T_CP}

＝(1-G_CP)×E_{FB_CP}/G_CP…(12)

根据式(12)，在将E_{FB_CP}、G_CP设为正时，在增益G_CP向小于1的(例如0.9)方向变化时，指标201的(DI_{1_25})成为正，在G_CP向大于1的(例如1.1)方向变化时，指标201的(DI_{1_25})成为负。

另外，与式(12)同样地，也能够求出直流电压检测器(26、35、36)中的任意直流电压检测器故障的情况下的指标201。

在任意一个直流电压检测器故障的情况下，有异常的直流电压检测器、增益异常的方向(大于1或者小于1)以及指标201的变化的方向的关系如图14的(a)所示。

具体而言，在直流电压检测器25中，在增益G_CP发生小于1的异常的情况下，指标201成为正(增加)，在增益G_CP发生大于1的异常的情况下，指标201成为负(减少)。另外，在直流电压检测器26中，在增益G_CN发生小于1的异常的情况下，指标201成为正(增加)，在增益G_CN发生大于1的异常的情况下，指标201成为负(减少)。另外，在直流电压检测器35中，在增益G_IP发生小于1的异常的情况下，指标201成为负(减少)，在增益G_IP发生大于1的异常的情况下，指标201成为正(增加)。另外，在直流电压检测器36中，在增益G_IN发生小于1的异常的情况下，指标201成为负(减少)，在增益G_IN发生大于1的异常的情况下，指标201成为正(增加)。

关于指标201，无论在直流电压检测器25和直流电压检测器26的哪个直流电压检测器中发生异常，如果增益异常的方向相同，则呈现为相同的方向的变化。另外，关于该指标201，无论在直流电压检测器35和直流电压检测器36的哪个直流电压检测器中发生异常，如果增益异常的方向相同，则呈现为相同的方向的变化。此外，关于指标201，在直流电压检测器25以及直流电压检测器26与直流电压检测器35以及直流电压检测器36之间，如果增益异常的方向相同，则呈现为相反的方向的变化。

在输入到指标运算部7211的直流电压检测值中，包含开关脉动、噪声，这些变动分量所致的影响波及到从指标运算部7211输出的值。因此，滤波器7212针对从指标运算部7212输出的值进行用于减少变动分量所致的影响的滤波处理。滤波器7212也可以是将从设定存储部72b输入的滤波常数作为时间常数的一次延迟滤波器。此外，滤波器7212不限于一次延迟滤波器，例如也可以是平均化滤波器、低通滤波器。另外，也可以根据直流电压检测器25、26、35、36的检测值的脉动等推测电路的谐振频率，根据谐振频率通过设定变更部72f变更滤波常数。

接下来，说明第2指标制作部722。

图5是第1实施方式的第2指标制作部的结构图。

第2指标制作部722计算指标202(＝DI₂)。指标202是用于利用在直流电压检测器异常时中性点电压控制器55的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_C}变化来检测直流电压检测器(25、26)的异常的指标，将用于使直流电压器的检测值的差ΔE_{FB_C}(＝E_{FB_CN}-E_{FB_CP})为零的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_C}作为指标(转换器中性点电压控制信号指标、第2类指标、转换器侧指标)。关于以使直流电压检测器的检测值的差ΔE_{FB_C}(＝E_{FB_CN}-E_{FB_CP})为零的方式运算交流输出电压校正值AVzR_{OUT_C}的方法，例如能够使用日本特开2008-011606号公报公开的技术。

第2指标制作部722具备滤波器7221。滤波器7221执行用于去除从中性点电压控制器55输入的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_C}的变动分量的滤波处理。滤波器7221的功能与图4所示的滤波器7212相同。

说明指标202。

在直流电压检测器(25、26)正常的情况下，检测值和实际值大致一致(E_{FB_CP}＝E_{T_CP}、E_{FB_CN}＝E_{T_CN})，所以中性点电压((E_{T_CN}-E_{T_CP})/2)大致为零。另一方面，在直流电压检测器异常的情况下，检测值和实际值不一致(E_{FB_CP}≠E_{T_CP}、E_{FB_CN}≠E_{T_CN})，所以中性点电压V_{T_CZ}((E_{T_CN}-E_{T_CP})/2)在稳定状态下偏向正负的任意一个。

通过式(1)、式(2)以及式(5)，仅直流电压检测器25故障的情况下的中性点电压V_{T_CZ}成为如以下的式(13)所示，仅直流电压检测器26故障的情况下的中性点电压V_{T_CZ}成为如以下的式(14)所示。

V_{T_CZ}＝E_{FB_CP}(1-1/G_CP)/2…(13)

V_{T_CZ}＝E_{FB_CP}(1/G_CN-1)/2…(14)

在直流电压检测器25的增益异常是式(15)所示的状态的情况下，根据式(13)，中性点电压V_{T_CZ}成为负。另外，在直流电压检测器25的增益异常是式(17)所示的状态的情况下，根据式(13)，中性点电压V_{T_CZ}成为正。

另一方面，在直流电压检测器26的增益异常是式(16)所示的状态的情况下，根据式(14)，中性点电压V_{T_CZ}成为负。另外，在直流电压检测器26的增益异常是式(18)所示的状态的情况下，根据式(14)，中性点电压V_{T_CZ}成为正。

G_CP<1…(15)

G_CN>1…(16)

G_CP>1…(17)

G_CN<1…(18)

在由于式(15)至式(18)中的任意式中示出的异常而电容器的电压的实际值(E_{T_CP}、E_{T_CN})成为了非对称的情况下，从系统稍微流过使电容器电压的实际值平衡的充电电流。相对于此，中性点电压控制器55以使故障的直流电压检测器的电容器电压检测值(E_{FB_CP}、E_{FB_CN})平衡的方式，继续输出交流输出电压校正值AVzR_{OUT_C}。例如，在中性点电压V_{T_CZ}成为负的式(15)或者式(16)所示的异常时，为了维持负的中性点电压的实际值V_{T_CZ}，中性点电压控制器55继续输出负的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_C}。

在直流电压检测器25或者26中的任意一方故障的情况下，有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标202的变化的方向的关系如图14的(b)所示。

具体而言，在直流电压检测器25中，在增益G_CP发生小于1的异常的情况下，指标202成为负(减少)，在增益G_CP发生大于1的异常的情况下，指标202成为正(增加)。另外，在直流电压检测器26中，在增益G_CN发生小于1的异常的情况下，指标202成为正(增加)，在增益G_CN发生大于1的异常的情况下，指标202成为负(减少)。此外，指标202相对直流电压检测器35、36的异常不变化。

关于指标202，无论在直流电压检测器25和直流电压检测器26的哪个直流电压检测器中发生异常的情况下，如果增益的变化方向相同，则呈现为不同的方向(反方向)的变化。

接下来，说明第3指标制作部723。

图6是第1实施方式的第3指标制作部的结构图。

第3指标制作部723计算指标203(＝DI₃)。指标203是用于利用在直流电压检测器异常时在转换器2侧的交流电流检测值I_{FB_C}上重叠有2次谐波分量来检测直流电压检测器的异常的指标，是计算关于交流侧连接点13处的电流的基准偶次谐波波形而基于基准偶次谐波波形与由电流检测器7检测出的电流值之积的指标(转换器侧偶次谐波电流指标、第2类指标、转换器侧指标)。在此，交流侧连接点13是变压器12与转换器2之间的位置的点。

首先，说明在交流电流检测值I_{FB_C}上重叠有2次谐波电流I_{FB_C2}的原理和2次谐波电流I_{FB_C2}的特征。

图7是说明第1实施方式的2次谐波的第1图。图7的(a)示出以横轴为时间的由于直流电压检测器25或者26的故障而P侧的直流电压的实际值E_{T_CP}大于N侧的直流电压的实际值E_{T_CN}的(E_{T_CP}>E_{T_CN})状态的交流侧连接点13的交流输出电压V_{PWM_C}的一个例子，图7的(b)示出交流侧连接点13的交流输出电压V_{PWM_C}的基波V_{PWM_C1}和2次谐波V_{PWM_C2}的合成波V_{PWM_C12}的一个例子。图8是说明第1实施方式的2次谐波的第2图。图8的(a)示出以横轴为时间的在直流电压检测器25或者26中发生故障而P侧的直流电压的实际值E_{T_CP}小于N侧的直流电压的实际值E_{T_CN}的状态的交流侧连接点13的交流输出电压V_{PWM_C}的一个例子，图8的(b)示出图8的(a)所示的情况下的交流侧连接点13的交流输出电压V_{PWM_C}的基波V_{PWM_C1}和2次谐波V_{PWM_C2}的合成波V_{PWM_C12}的一个例子。

在由于直流电压检测器25或者26的异常而P侧的直流电压的实际值E_{T_CP}大于N侧的直流电压的实际值E_{T_CN}的状态(E_{T_CP}>E_{T_CN})下，交流输出电压V_{PWM_C}的时间波形如图7的(a)所示。电力变换部21的交流电压指令值是利用对交流输出电压进行脉冲宽度调制而得到的开关信号与直流电容器电压之积而得到的。在P侧的直流电压的实际值E_{T_CP}与N侧的直流电压的实际值E_{T_CN}不同的情况(E_{T_CP}≠E_{T_CN}的情况)下，即使交流输出电压指令值是正负对称的波形，从电力变换部21输出的交流电压交流输出电压V_{PWM_C}也成为正负非对称的波形。因此，在交流电压交流输出电压V_{PWM_C}中包含偶数次数波(2次、4次、6次等)。

交流输出电压V_{PWM_C}的基波V_{PWM_C1}和2次谐波V_{PWM_C2}的合成波V_{PWM_C12}(V_{PWM_C1}+V_{PWM_C2})如图7的(b)所示，合成波V_{PWM_C12}用式(19)表示。

V_{PWM_C12}＝V_C1cos(ωt)+V_C2cos(2ωt)…(19)

在此，V_C1是合成波V_{PWM_C12}的电压基波分量，V_C2是合成波V_{PWM_C12}的电压2次谐波分量。

根据式(19)，2次谐波V_{PWM_C2}的相位成为与基波V_{PWM_C1}相同的相位。

另一方面，由于直流电压检测器25或者26的异常，交流输出电压V_{PWM_C}的时间波形如图8的(a)所示。交流输出电压V_{PWM_C}的基波V_{PWM_C1}和2次谐波V_{PWM_C2}的合成波V_{PWM_C12}(V_{PWM_C1}+V_{PWM_C2})如图8的(b)所示，合成波V_{PWM_C12}用式(20)表示。

V_{PWM_C12}＝V_C1cos(ωt)+V_C2cos(2ωt+π)

＝V_C1cos(ωt)-V_C2cos(2ωt)…(20)

根据图7以及图8、式(19)以及式(20)可知，在合成波V_{PWM_C12}中包含的2次谐波分量的相位在P侧的直流电压的实际值E_{T_CP}大于N侧的直流电压的实际值E_{T_CN}的状态(E_{T_CP}>E_{T_CN})下和P侧的直流电压的实际值E_{T_CP}小于N侧的直流电压的实际值E_{T_CN}的状态(E_{T_CP}<E_{T_CN})下，相差180度。

在E_{T_CP}>E_{T_CN}的故障时(式(19)所示的状态)，交流电流检测值I_{FB_C}表示为如以下的式(21)所示，在E_{T_CP}<E_{T_CN}的故障时(式(20)所示的状态)，交流电流检测值I_{FB_C}表示为如以下的式(22)所示。

在此，I_C1是交流电流检测值I_{FB_C}电流基波分量，I_C2是交流电流检测值I_{FB_C}的电流2次谐波分量，

是交流侧连接点13的基波电压相位和电流检测器7的基波电流相位的相位差，

是交流侧连接点13的基波电压相位和电流检测器7的2次谐波电流相位的相位差。

相位差

在交流电源1中包含的电压波形的2次谐波的大小小到可忽略的程度的情况下，能够通过变压器12的阻抗的实部和虚部而计算。例如，变压器12的阻抗由于电感分量是支配性的，所以

成为π/2。另外，I_C1根据交流侧连接点13的基波电压的振幅和变压器12的阻抗而求出。另外，

根据交流侧连接点13的基波电压的相位和变压器12的阻抗而求出。另外，I_C2根据施加到交流侧连接点13的2次谐波电压振幅和变压器12的阻抗而求出。

根据式(21)、式(22)可知，在E_{T_CP}>E_{T_CN}的故障时和E_{T_CP}<E_{T_CN}的故障时，2次谐波电流的相位相差π。

因此，根据2次谐波电流的相位差，可知E_{T_CP}和E_{T_CN}的大小关系，并且能够根据I_C2的大小推测E_{T_CP}和E_{T_CN}的偏差。

此外，在上述例子中，以2次谐波为例子进行了说明，但关于2次以外的4次、6次的低次偶次谐波电流，在上述同样地E_{T_CP}和E_{T_CN}具有不同的值的情况下，2次谐波电流的相位也相差180度。因此，即使使用2次以外的偶数次数的高次谐波，也能够与2次谐波同样地推测E_{T_CP}和E_{T_CN}的大小关系以及电压偏差。

接下来，详细说明第3指标制作部723。

第3指标制作部723包括基波相位检测部7231、基准2次谐波余弦波运算部7232、积运算部7233、移动平均运算部7234以及滤波器7235。

基波相位检测部7231根据从电压检测器11输入的电压的波形、从设定存储部72b取得的变压器12的阻抗Xc以及从电流检测器7输入的电流的波形，求出交流侧连接点13的基波电压的相位(基波电压相位)。

具体而言，基波相位检测部7231通过针对从电压检测器11输入的检测值实施PLL(Phase Locked Loop，锁相环)运算，计算交流电源1的基波电压相位。接下来，基波相位检测部7231使用基波相位对电流检测器7的检测值进行d-q变换而计算电流d-q变换值，针对对电压检测器11的检测值进行d-q变换而得到的电压d-q变换值根据电流d-q变换值和电感Xc进行矢量合成，从而计算交流侧连接点13的电压矢量。接下来，基波相位检测部7231通过根据电压矢量计算与交流电源1的基波电压相位的相位差，计算交流侧连接点13的电压相位。在此，在变压器12的电感Xc小的情况下，电压检测值11的检测值V_{AC_C}的基波电压V_{AC_C1}和交流侧连接点13的交流输出电压V_{PWM_C}的基波电压V_{PWM_C1}大致一致，所以也可以仅根据电压检测值11的检测值V_{AC_C}的波形近似地求出交流侧连接点13的基波电压的相位。另外，交流侧连接点13的基波电压的相位也可以根据从转换器控制装置5的电流控制器53输出的转换器交流电压指令值而求出。

基准2次谐波余弦波运算部7232运算基准2次谐波余弦波α_{BASE_C}。例如，在将与交流侧连接点13的基波cos(ωt)相同的相位的2次谐波cos(2ωt)作为基准时，用电流检测器7检测的电流的2次谐波的相位比交流侧连接点13的相位延迟

因此，基准2次谐波余弦波α_{BASE_C}用以下的式(23)求出。

相位差

例如能够通过变压器12的阻抗的实部和虚部而计算。此外，该例子中的基准2次谐波余弦波α_{BASE_C}的相位等于在E_{T_CP}>E_{T_CN}的故障时发生的电流的2次谐波的相位。此外，基准2次谐波余弦波α_{BASE_C}的相位

也可以通过从转换器控制装置5的直流电压控制器52输出的转换器输出有效电流指令值的相位和交流侧连接点13的相位的相位差而求出。

积运算部7233对电流检测器7的交流电流检测值I_{FB_C}乘以基准2次谐波余弦波α_{BASE_C}。在此，交流电流I_{FB_C}在E_{T_CP}>E_{T_CN}的故障时(图7所示的状态)，成为如式(21)所示，在E_{T_CP}<E_{T_CN}的故障时(图8所示的状态)，成为如式(22)所示。因此，积运算部7233的运算结果(α_{BASE_C}×I_{FB_C})在E_{T_CP}>E_{T_CN}的故障时，成为如以下的式(24)所示，在E_{T_CP}<E_{T_CN}的故障时，成为如以下的式(25)所示。

移动平均运算部7234计算积运算部7233的运算结果(α_{BASE_C}×I_{FB_C})即式(24)或者式(25)的1个周期量的移动平均(指标203)。在此，在关于式(24)、式(25)计算1个周期量的移动平均时，根据三角函数的正交性，式(24)、式(25)的第1项成为零。因此，关于式(24)的移动平均为正，式(25)的移动平均为负。

滤波器7235去除未能在移动平均运算部7234中去除的噪声。滤波器7235的功能与图4所示的滤波器7212相同。

在直流电压检测器25或者26中的任意一方故障的情况下，有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标203的变化的方向的关系如图14的(c)所示。

具体而言，在直流电压检测器25中，在增益G_CP发生小于1的异常的情况下，指标203成为正(增加)，在增益G_CP发生大于1的异常的情况下，指标203成为负(减少)。另外，在直流电压检测器26中，在增益G_CN发生小于1的异常的情况下，指标203成为负(减少)，在增益G_CN发生大于1的异常的情况下，指标203成为正(增加)。此外，指标203相对直流电压检测器35、36的异常不变化。

关于指标203，无论在直流电压检测器25和直流电压检测器26的哪个直流电压检测器中发生异常的情况下，如果增益的变化方向相同，则呈现为不同的方向(反方向)的变化。

接下来，说明第4指标制作部724。

图9是第1实施方式的第4指标制作部的结构图。

第4指标制作部724计算指标204的(＝DI₄)。指标204是用于利用在直流电压检测器异常时在转换器2侧的电压波形上重叠有2次谐波分量来检测直流电压检测器的异常的指标，是计算关于交流侧连接点13处的电压的基准偶次谐波波形而基于基准偶次谐波波形与电压值之积的指标(转换器侧偶次谐波电压指标、第2类指标、转换器侧指标)。

第4指标制作部724包括波形运算部7241、基波形检测部7242、基准2次谐波余弦波运算部7243、积运算部7244、移动平均7245以及滤波器7246。此外，第4指标制作部724执行一部分与第3指标制作部723不同的处理。第4指标制作部724和第3指标制作部723的不同点在于，在积运算部7233中乘以交流侧连接点13的交流输出电流，而在积运算部7244中乘以交流侧连接点13的交流输出电压。由于指标204和指标203的性质大致相同，所以省略详细的说明，说明与第3指标制作部724的不同点。

波形运算部7241求出电压检测器11的检测值与通过电流检测器7的检测值与变压器12的阻抗Xc之积求出的电压下降的差，从而计算交流侧连接点13的交流输出电压V_{PWM_C}的波形。此外，也可以代替通过利用波形运算部7241的计算来计算交流输出电压PWM_C，而具备检测交流侧连接点13的电压的电压检测器，直接测量交流侧连接点13的电压。

基波相位检测部7242根据由波形运算部7241计算出的交流输出电压V_{PWM_C}的波形，检测交流侧连接点13的电压波形的基波相位。具体而言，基波相位检测部7242通过针对交流侧连接点13的交流输出电压V_{PWM_C}的值实施PLL运算，计算交流侧连接点13的基波电压的相位。此外，在变压器12的电感小的情况下，电压检测器11的检测值V_{AC_C}的基波电压V_{AC_C1}和交流侧连接点13的交流输出电压V_{PWM_C}的基波电压V_{PWM_C1}大致一致，所以也可以仅根据电压检测器11的电压波形近似地求出交流侧连接点13的基波相位。另外，交流侧连接点13的电压波形的基波相位也可以根据从转换器控制装置5的电流控制器53输出的转换器电压指令值而求出。

在直流电压检测器25或者26中的任意一方故障的情况下，有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标204的变化的方向的关系如图14的(c)所示。

具体而言，在直流电压检测器25中，在增益G_CP发生小于1的异常的情况下，指标204成为正(增加)，在增益G_CP发生大于1的异常的情况下，指标204成为负(减少)。另外，在直流电压检测器26中，在增益G_CN发生小于1的异常的情况下，指标204成为负(减少)，在增益G_CN发生大于1的异常的情况下，指标204成为正(增加)。此外，指标204相对直流电压检测器35、36的异常不变化。

关于指标204，无论在直流电压检测器25和直流电压检测器26的哪个直流电压检测器中发生异常的情况下，如果增益的变化方向相同，则呈现为不同的方向(反方向)的变化。此外，指标204的大小与交流侧连接点13的电压的2次谐波的大小成比例。

接下来，说明第5指标制作部725。

图10是第1实施方式的第5指标制作部的结构图。

第5指标制作部725计算指标205的(＝DI₅)。指标205是用于利用在直流电压检测器异常时中性点电压控制器65的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_I}变化来检测直流电压检测器(35、36)的异常的指标，将用于使直流电压器的检测值的差ΔE_{FB_I}(＝E_{FB_IN}-E_{FB_IP})为零的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_I}作为指标(逆变器中性点电压控制信号指标：第2类指标：逆变器侧指标)。

第5指标制作部725具备滤波器7251。第5指标制作部725与第2指标制作部722相比输入的交流输出电压校正值的输出目的地不同，但处理自身相同。滤波器7251执行用于去除从中性点电压控制器65输入的交流输出电压校正值AVzR_{OUT_I}的变动分量的滤波处理。滤波器7251的功能与图4所示的滤波器7212相同。

在直流电压检测器35或者36中的任意一方故障的情况下，有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标205的变化的方向的关系如图15的(a)所示。

具体而言，在直流电压检测器35中，在增益G_IP发生小于1的异常的情况下，指标205成为负(减少)，在增益G_IP发生大于1的异常的情况下，指标205成为正(增加)。另外，在直流电压检测器36中，在增益G_IN发生小于1的异常的情况下，指标205成为正(增加)，在增益G_IN发生大于1的异常的情况下，指标205成为负(减少)。此外，指标205相对直流电压检测器25、26的异常不变化。

关于指标205，在直流电压检测器35和直流电压检测器36中的任意直流电压检测器发生了异常的情况下，如果增益的变化方向相同，则呈现为不同的方向(反方向)的变化。

接下来，说明第6指标制作部726。

图11是第1实施方式的第6指标制作部的结构图。

第6指标制作部726计算指标206的(＝DI₆)。指标206是用于利用在直流电压检测器异常时在逆变器3侧的交流电流检测值I_{FB_I}重叠有2次谐波分量来检测直流电压检测器35或者36的异常的指标，是计算关于逆变器3的后级的连接点处的电流的基准偶次谐波波形而基于基准偶次谐波波形与由电流检测器9检测出的电流值之积的指标(逆变器侧偶次谐波电流指标、第2类指标、逆变器侧指标)。作为逆变器3的后级的连接点，例如也可以是电流检测器9的位置。

第6指标制作部726具备基波相位检测部7261、基准2次谐波余弦波运算部7262、积运算部7263、移动平均运算部7264以及滤波器7265。第6指标制作部726的各部分除了以下所示的点以外，基本上具有与第3指标制作部723的相同名称的部位同样的功能。以下，说明第6指标制作部726的部位和第3指标制作部723的部位的不同点。

在积运算部7263中，代替用积运算部7233输入的电流检测器7的检测值而输入电流检测器9的检测值(电流波形)以用于乘法运算。

基波相位检测部7261根据电流检测器9的检测值，检测基波电流的相位。此外，基波电流的相位可以根据从速度控制器62输出的逆变器输出电流指令值的相位而检测、或者也可以根据从电流控制器63输出的逆变器电压指令值的相位和电动机4的阻抗所致的相位差而检测。

在直流电压检测器35或者36中的任意一方故障的情况下，有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标206的变化的方向的关系如图15的(b)所示。

具体而言，在直流电压检测器35中，在增益G_IP发生小于1的异常的情况下，指标206成为正(增加)，在增益G_IP发生大于1的异常的情况下，指标206成为负(减少)。另外，在直流电压检测器36中，在增益G_IN发生小于1的异常的情况下，指标206成为负(减少)，在增益G_IN发生大于1的异常的情况下，指标206成为正(增加)。此外，指标206相对直流电压检测器25、26的异常不变化。

关于指标206，在直流电压检测器35和直流电压检测器36中的任意直流电压检测器发生了异常的情况下，如果增益的变化方向相同，则呈现为不同的方向(反方向)的变化。

接下来，说明第7指标制作部727。

图12是第1实施方式的第7指标制作部的结构图。

第7指标制作部727计算指标207的(＝DI₇)。指标207是用于利用在直流电压检测器异常时有在U相与V相之间的交流线间电压的检测值(V_{FB_IUV})和V相与W相之间的交流线间电压的检测值(V_{FB_IVW})的差分中产生正负的偏差的定时来检测直流电压检测器35或者36的异常的指标(交流线间电压指标、第2类指标、逆变器侧指标)。

指标207是逆变器侧的交流线间电压的检测值(V_{FB_IUV}、VFB_IVW)的差分，用式(29)表示。

DI₇＝V_{FB_IUV}-V_{FB_IVW}…(29)

说明通过指标207判定直流电压检测器(35、36)的故障的原理。

交流线间电压的检测值(V_{FB_IUV}、V_{FB_IVW})在用交流相电压(U相电压V_{FB_IU}、V相电压V_{FB_IV}、W相电压V_{FB_IW})表示时，成为如式(30)以及式(31)所示。

V_{FB_IUV}＝V_{FB_IU}-V_{FB_IV}…(30)

V_{FB_IVW}＝V_{FB_IV}-V_{FB_IW}…(31)

在式(29)中代入式(30)以及式(31)时，得到式(32)。

DI₇＝V_{FB_IUV}-V_{FB_IVW}＝V_{FB_IU}-2V_{FB_IV}+V_{FB_IW}…(32)

在此，逆变器3是3电平逆变器。因此，逆变器3的交流相电压(V_{FB_IU}、V_{FB_IV}、V_{FB_IW})成为正的电位电平V_{LV1_I}(第1电位)、中性点电位电平V_{LV2_I}(第2电位)、负的电位电平V_{LV3_I}(第3电位)中的任意的值。各电压电平(V_{LV1_I}、V_{LV2_I}、V_{LV3_I})使用平滑电容器32的电压的实际值E_{T_IP}、平滑电容器33的电压的实际值E_{T_IN}以及逆变器侧中性点14的中性点电位V_{T_IZ}＝(E_{T_IN}-E_{T_IP})/2而表示为如式(33)～式(35)所示。

V_{LV1_I}＝E_{T_IP}+V_{T_IZ}…(33)

V_{LV2_I}＝V_{T_IZ}…(34)

V_{LV3_I}＝-E_{T_IN}+V_{T_IZ}…(35)

交流相电压(V_{FB_IU}、V_{FB_IV}、V_{FB_IW})能够分别取V_{LV1_I}、V_{LV2_I}、V_{LV3_I}这3个值，所以交流相电压的组合为27组(＝3的3次方)。在该组合中，交流线间电压的检测值(V_{FB_IUV}、V_{FB_IVW})的符号都为正的交流相电压(V_{FB_IU}、V_{FB_IV}、V_{FB_IW})的组合仅为式(36)所示的情况。另外，交流线间电压的检测值(V_{FB_IUV}、V_{FB_IVW})的符号都为负的交流相电压(V_{FB_IU}、V_{FB_IV}、V_{FB_IW})的组合仅为式(37)所示的情况。在此，∧是逻辑与(AND)。

(V_{FB_IU}＝E_{T_IP}+V_{T_IZ-})∧(V_{FB_IV}＝V_{T_IZ})

∧(V_{FB_IW}＝-E_{T_IN}+V_{T_IZ})…(36)

(V_{FB_IU}＝-E_{T_IN}+V_{T_IZ})∧(V_{FB_IV}＝V_{T_IZ})

∧(V_{FB_IW}＝E_{T_IP}+V_{T_IZ})…(37)

在式(36)成立时，交流线间电压的检测值(V_{UV_I}、V_{VW_I})如式(38)所示。另外，在式(37)成立时，交流线间电压的检测值(V_{UV_I}、V_{VW_I})如式(39)所示。

(V_{FB_IUV}＝E_{T_IP})∧(V_{FB_IVW}＝E_{T_IN})…(38)

(V_{FB_IUV}＝-E_{T_IN})∧(V_{FB_IVW}＝-E_{T_IP})…(39)

在式(38)成立时，指标207如式(40)所示。另外，在式(39)成立时，指标207也如式(40)所示。

DI₇＝E_{T_IP}-E_{T_IN}…(40)

在此，电压的实际值(E_{T_IP}、E_{T_IN})分别根据式(3)以及式(4)而成为如式(41)以及式(42)所示。

E_{T_IP}＝E_{FB_IP}/G_IP…(41)

E_{T_IN}＝E_{FB_IN}/G_IN…(42)

在式(40)中代入式(41)以及式(42)时，成为式(43)。

DI₇＝(E_{FB_IP}/G_IP)-(E_{FB_IN}/G_IN)…(43)

在使用表示直流电压检测器35、36的检测值的相互关系的式(6)时，能够将式(43)变形为如式(44)所示。

DI₇＝E_{FB_IP}(1/G_IP-1/G_IN)…(44)

根据式(44)，指标207在直流电压检测器35或者36中的任意一方故障的情况下，有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标207的变化的方向的关系成为如图15的(b)所示。

具体而言，在直流电压检测器35中，在增益G_IP发生小于1的异常的情况下，指标207成为正(增加)，在增益G_IP发生大于1的异常的情况下，指标207成为负(减少)。另外，在直流电压检测器36中，在增益G_IN发生小于1的异常的情况下，指标207成为负(减少)，在增益G_IN发生大于1的异常的情况下，指标207成为正(增加)。此外，指标207相对直流电压检测器25、26的异常不变化。

关于指标207，在直流电压检测器35和直流电压检测器36中的任意直流电压检测器发生了异常的情况下，如果增益的变化方向相同，则呈现为不同的方向(反方向)的变化。

第7指标制作部727具备判定截面抽出部7271、指标运算部7272以及滤波器7273。

判定截面抽出部7271抽出式(36)或者式(37)成立的时间截面(判定截面)。

图13是说明第1实施方式的判定截面的抽出的图。图13示出关于各相的脉冲生成器64输出的用于对逆变器电力变换部31的各开关元件进行接通断开控制的脉冲信号的时间变化。

判定截面抽出部7271从关于各相的脉冲生成器64输出的用于对逆变器电力变换部31的各开关元件进行接通断开控制的脉冲信号的时间变化中，抽出式(36)或者式(37)成立的时间截面。此外，也可以从电压检测器10的检测值抽出式(38)或者式(39)成立的时间截面。在该情况下，实际值E_{T_IP}和实际值E_{T_IN}根据增益G_IP和增益G_IN而变化，所以交流线间电压的检测值V_UVI和交流线间电压的检测值V_{VW_I}只要代替使用式(38)、式(39)而成为如式(45)、式(46)所示的一定范围内即可。

((E_{FB_IP}×G_L)<V_{FB_IUV}<(E_{FB_IP}×G_H))

∧((E_{FB_IN}×G_L)<V_{FB_IVW}<(E_{FB_IN}×G_H))…(45)

((-E_{FB_IN}×G_H)<V_{FB_IUV}<(-E_{FB_IN}×G_L))

∧((-E_{FB_IP}×G_H)<V_{FB_IVW}<(-E_{FB_IP}×G_L))…(46)

在此，G_H、G_L是常数，G_H>1、0<G_L<1。

指标运算部7272从电压检测器10取得判定截面抽出部7271抽出的时间截面的交流线间电压的检测值(V_{FB_IUV}、V_{FB_IVW})。另外，指标运算部7272通过在式(29)中代入取得的交流线间电压的检测值(V_{FB_IUV}、V_{FB_IVW})，计算指标207。滤波器7273从由指标运算部7272计算出的指标207中去除噪声。滤波器7273的功能与图4所示的滤波器7212相同。

接下来，说明存储于设定存储部72b并由异常判定部72e使用的异常判定表720。此外，也可以设为异常判定表720能够通过用户接口输入或者变更。

图18是第1实施方式的异常判定表的结构图。此外，在图18中，示出了用于使用指标201的比较结果、指标202的比较结果、指标205的比较结果进行直流电压检测器(25、26、35、36)的异常判定的异常判定表。

在异常判定表720中，将输入的指标201、指标202、指标205的比较结果的可取的组合和在输入这些各组合的情况下应输出的判定结果对应起来。在异常判定表720中，作为与输入对应的字段，具有指标201的比较结果的字段、指标202的比较结果的字段以及指标205的比较结果的字段，作为与输出的判定结果对应的字段，具有异常部位的字段和异常检测器的增益的字段。在异常部位的字段中，作为异常部位的信息，储存表示某个特定的一个直流电压检测器的信息(异常的直流电压检测器名称)、表示是哪个直流电压检测器的信息、表示无异常部位的信息等。在异常检测器的增益的字段中，储存在特定的1个直流电压检测器中有异常的情况下的增益异常的内容的信息。

输入的指标的比较结果的组合和判定结果的对应关系能够根据图14的(a)、(b)、(c)、图15的(a)、(b)所示的指标的特性而决定。

在此，说明与指标201的比较结果是“1”、指标202的比较结果是“1”、指标205的比较结果是“0”的组合对应的判定结果。

由于指标201的比较结果是“1”，所以如图14的(a)所示，可知有与指标201的变化为增加(正)对应的、直流电压检测器对应的增益异常存在的可能性。具体而言，考虑是否为直流电压检测器25的增益小于1的异常、是否为直流电压检测器26的增益小于1的异常、是否为直流电压检测器35的增益大于1的异常、是否为直流电压检测器36的增益大于1的异常。仅通过指标201无法将有异常的直流电压检测器缩减为特定的一个。

另外，在指标202的比较结果是“1”的情况下，如图14的(b)所示，可知有与指标202的变化为增加(正)对应的、直流电压检测器对应的增益异常存在的可能性。具体而言，考虑是否为直流电压检测器25的增益大于1的异常、是否为直流电压检测器26的增益小于1的异常的任意情况。仅通过该指标202无法将有异常的直流电压检测器缩减为特定的一个。

在此，关于满足指标201的比较结果“1”和指标202的比较结果“1”的组合的异常，能够确定是直流电压检测器26的增益小于1的异常。因此，与指标201的比较结果“1”、指标202的比较结果“1”以及指标203的比较结果“0”的组合对应的判定结果被设定为如图18所示直流电压检测器26是异常部位、其增益小于1。

上述同样地，在异常判定表720中，设定与指标201的比较结果、指标202的比较结果以及指标205的比较结果的组合中的有可能性的组合对应的判定结果。此外，在设想任意一个直流电压检测器异常的情况下，指标202的比较结果和指标205的比较结果不会同时取与0不同的值，所以关于指标202以及指标205的比较结果这两方与0不同的组合，可以当作无可能性的组合而不设定到异常判定表、或者也可以设定为是异常。

利用指标201和指标202，根据比较结果，在直流电压检测器25或者26中的任意流电压检测器异常的情况下，存在能够确定有异常的一个直流电压检测器的情况，另外利用指标201和指标205，根据比较结果，在直流电压检测器35或者36中的任意直流电压检测器异常的情况下，存在能够确定有异常的一个直流电压检测器的情况。

另外，虽然设为在异常判定表720中设想了检测值被检测为大于实际值的增益增加故障(检测值＝实际值×增益，增益>100％)和检测值被检测为小于实际值的增益减少故障(检测值＝实际值×增益，增益<100％)的例子，但关于在检测值中重叠偏移值的偏移故障、检测值成为固定值的故障等其他故障，也能够通过与上述同样的方法确定异常检测器。

此外，在图18所示的异常判定表720中，将指标201、指标202以及指标205的比较结果的组合和判定结果对应起来，但本发明不限于此，也可以针对指标201的比较结果、转换器侧指标(指标202、指标203、指标204)的至少一个指标的比较结果以及逆变器侧指标(指标205、指标206、指标207)的至少1个指标的比较结果的组合对应起来判定结果，另外在只要仅检测到转换器侧的直流电压检测器的异常或者仅检测到逆变器侧的直流电压检测器的异常即可的情况下，只要针对指标201的比较结果和转换器侧指标(指标202、指标203、指标204)的至少一个指标的比较结果或者逆变器侧指标(指标205、指标206、指标207)的至少1个指标的比较结果的组合对应起来判定结果即可。

接下来，说明第1实施方式的电力变换装置100的处理动作。

图16是第1实施方式的指标比较处理的流程图。此外，在图16中，说明关于指标201的指标比较处理，但关于其他指标202～207也执行同样的处理。

指标比较处理是由比较部72d执行的处理，是与后述图19的步骤S21对应的处理。

比较部72d比较由指标制作部72c制作出的指标201和储存于设定存储部72b的指标201的比较用的基准值301(步骤S11)。在其结果是指标201大于基准值301的情况(步骤S11：“是”)下，比较部72d使指标201的判定结果为1(正(增加)异常)(步骤S15)，结束处理。

另一方面，在指标201是基准值301以下的情况(步骤S11：“否”)下，比较部72d比较指标201和储存于设定存储部72b的指标201的比较用的基准值302(<基准值301)(步骤S12)。

在其结果是指标201小于基准值302的情况(步骤S12：“是”)下，比较部72d使指标201的比较结果为-1(负(减少)异常)(步骤S14)，结束处理。另一方面，在指标201是基准值302以上的情况下(步骤S12：“否”)，使指标201的比较结果为0(正常)(步骤S13)，结束处理。

图17是说明第1实施方式的指标比较处理的一个例子的图。图17示出将指标201与基准值301以及基准值302进行比较的比较处理的具体例。基准值301以及基准值302是通过实验或者仿真预先得到的值，储存于设定存储部72b。此外，也可以能够通过用户接口输入或者变更基准值。

在指标比较处理中，如图17所示，在指标201是由基准值301和基准值302决定的范围(基准值范围)内的情况下，使指标201的比较结果为0(无异常)，在指标201大于基准值301的情况下，使指标201的比较结果为1(向正(增加)方向的异常)，在指标201小于基准值302的情况下，使指标201的比较结果为-1(向负(减少)方向的异常)。此外，在图16以及图17中，示出了将指标201与关于指标201的基准值301以及基准值302进行比较的处理的例子，但关于指标202～207的各个指标也同样地与各个指标用的基准值比较。

此外，在由逆变器3消耗的功耗或者逆变器3侧的频率等的时间变化大等过渡的情况下，即使在指标201～207中的至少1个指标偏离了基准值范围的情况下，也存在未必是直流电压检测器的异常的情况。因此，也可以通过设定变更部72f使基准值可变。具体而言，例如也可以在将从速度检测器8输入的旋转数设为ω_M并将根据电流检测器9以及电压检测器10的检测值计算的有效电力设为P时，在通过dω_M/dt、dP/dt计算的时间变化大的情况下，以使由基准值301以及基准值302决定的基准值范围扩大的方式，针对dω_M/dt、dP/dt与2个基准值的对应关系通过表格函数由设定变更部72f在设定存储部72b中设定基准值以避免误判定，或者在通过dω_M/dt、dP/dt计算的时间变化大的情况下，通过将基于异常判定表720的输出的异常部位的字段变更为“无异常检测器”以避免误判定。

接下来，说明异常判断处理。

图19是异常判断器72的异常判断处理的流程图。

异常判断处理是在电力变换装置100动作的过程中由异常判断器72依次执行的处理。

异常判断器72执行指标比较处理(参照图16)，得到指标和基准值的比较结果(步骤S21)。在本实施方式中，异常判断器72在电力变换装置100的运转中的所有时间点比较指标和基准值。此外，也可以以一定时间间隔进行比较。

接下来，异常判断器72关于得到的比较结果，执行参照异常判定表720而取得判定结果的异常判定处理(步骤S22)。

接下来，异常判断器72判定判定结果是否表示有异常的电压电流检测器(异常检测器)(步骤S23)。在其结果是判定结果未表示有异常检测器的情况(步骤S23：“否”)下，异常判断器72结束处理。

另一方面，在判定结果表示有异常检测器的情况(步骤S23：“是”)下，异常判断器72判定在判定结果中是否确定了异常检测器名称(步骤S24)。

在其结果是确定了异常检测器名称的情况(步骤S24：“是”)下，异常判断器72使表示在直流电压检测器中有异常的信息(“直流电压检测器异常”)以及确定异常检测器的信息(例如异常检测器名称或者异常检测器ID)显示于显示器73(步骤S26)，使处理进入到步骤S27。另一方面，在未确定异常检测器名称的情况(步骤S24：“否”)下，异常判断器72使表示在直流电压检测器中有异常的信息(“直流电压检测器异常”)显示于显示器73(步骤S25)，使处理进入到步骤S27。

在步骤S27中，异常判断器72使“请检查以及更换异常部位”这样的语句显示于显示器73，结束处理。

如以上说明，根据第1实施方式的电力控制装置100，能够使用多个指标判断直流电压检测器的异常，能够根据状况确定多个直流电压检测器中的特定的一个直流电压检测器的异常。

此外，在上述实施方式中，速度指令发生器61将预定的值作为速度指令输出，但例如也可以具备从外部接受输入的接口，根据来自外部的输入而输出使可变速运转进行的速度指令。

另外，在上述实施方式中，将转换器电力变换部21经由变压器12与交流电源1连接，但也可以代替变压器12而利用电抗器或者布线的阻抗。在该情况下，只要将从转换器电力变换部21侧估计的电抗器或者阻抗置换为上述变压器12的电感Xc即可。

接下来，使用图20至图21，说明第2实施方式的电力变换装置。

图20是第2实施方式的电力变换系统的整体结构图。此外，对与图1所示的第1实施方式的电力变换系统1000同样的结构附加同一符号。

第2实施方式的电力变换系统1001的电力变换装置101是在第1实施方式的电力变换装置100中新具备作为输出推测部的一个例子的输出推测器74的结构。

输出推测器74根据来自多个直流电压检测器25、26、35、36的检测值，推测关于异常的直流电压检测器的检测对象的准确的检测值(原本应检测的检测值)。此外，输出推测器74也可以通过未图示的处理器执行储存于存储器的程序而构成。

在此，推测关于异常的直流电压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101中，如果各直流电压检测器是正常的状态，则相加了转换器侧的直流电压检测器25、26的检测值的合成直流电压值和相加了逆变器侧的直流电压检测器35、36的检测值的合成直流电压值一致。根据这样的关系，在任意1个直流电压检测器异常的情况下，通过从相加了健全的一侧(转换器侧或者逆变器侧)的2个直流电压检测器的检测值的合成直流电压值减去另一方侧的健全的1个直流电压检测器的检测值，能够推测异常的直流电压检测器的测定对象(电压)的准确的检测值。

接下来，说明输出推测器74的具体的结构以及动作。

图21是第2实施方式的包括电力变换装置的输出推测器的一部分的结构图。

在图21中，将直流电压检测器25的检测值设为E_{FB_CP}，将直流电压检测器26的检测值设为E_{FB_CN}，将直流电压检测器35的检测值设为E_{FB_IP}，将直流电压检测器36的检测值设为E_{FB_IN}。另外，图21示出在直流电压检测器26中有异常的情况的例子。

对异常判断器72输入直流电压检测器25的检测值(E_{FB_CP})、直流电压检测器26的检测值(E_{FB_CN})、直流电压检测器35的检测值(E_{FB_IP})以及直流电压检测器36的检测值(E_{FB_IN})，在判断为任意直流电压检测器异常时，将表示异常的直流电压检测器的异常判断信息输出到输出推测器74。在图21中，异常判断器72判断为直流电压检测器26异常，将直流电压检测器26异常这样的信息(E_{FB_CN}异常判断信息)输出到输出推测器74。

输出推测器74将直流电压检测器25的检测值(E_{FB_CP})和直流电压检测器26的检测值(E_{FB_CN})相加，计算转换器侧的合成直流电压值(VDC_c)。另外，输出推测器74将直流电压检测器35的检测值(E_{FB_IP})和直流电压检测器36的检测值(E_{FB_IN})相加，计算逆变器侧的合成直流电压值(VDC_i)。

输出推测器74从逆变器侧的合成直流电压值(VDC_i)减去直流电压检测器25的检测值(E_{FB_CP})，计算如果正常则被推测为直流电压检测器26所检测的推测值(E_{FBH_CN})。

输出推测器74的选择部74a将直流电压检测器26的检测值(E_{FB_CN})和直流电压检测器26的推测值(E_{FBH_CN})作为输入，在从异常判断器72有直流电压检测器26异常这样的信息(E_{FB_CN}异常判断信息)的输入的情况下，选择直流电压检测器26的推测值(E_{FBH_CN})并输出到预定的发送目的地(在该例子中为转换器控制装置5)，在从异常判断器72没有直流电压检测器26异常这样的信息(E_{FB_CN}异常判断信息)的输入的情况下，选择直流电压检测器26的检测值(E_{FB_CN})并输出到预定的发送目的地。

通过这样的结构，在直流电压检测器26中有异常的情况下，能够代替直流电压检测器26的检测值而输出适当的推测值。此外，在图21中，示出了在直流电压检测器26中有异常的情况下相关的结构，但在其他直流电压检测器中也能够通过同样的结构输出适合于有异常的情况的推测值。

例如，关于直流电压检测器25，只要设为将直流电压检测器26替换为直流电压检测器25的结构即可。另外，在直流电压检测器35、或者直流电压检测器36的情况下，从转换器侧的合成直流电压值(VDC_c)减去该直流电压检测器的检测值，计算直流电压检测器的推测值并输入到选择部74a，从而将由选择部74a选择的值输出到逆变器控制装置6即可。

如以上说明，在第2实施方式的电力变换装置101中，在判断为在直流电压检测器中有异常的情况下，根据有异常的直流电压检测器以外的健全的直流电压检测器的检测值，推测有异常的直流电压检测器中的检测对象的正常的检测值，所以无需更换有异常的直流电压检测器而能够使用电力变换装置101，例如能够进行使电力变换装置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101偏离计划地停止而能够提高工作率，能够使电力变换器高效地运转。

接下来，使用图22至图28说明第3实施方式的电力变换系统。

图22是第3实施方式的电力变换系统的整体结构图。此外，对与图1所示的第1实施方式的电力变换系统1000同样的结构附加同一符号。

第3实施方式的电力变换系统1002的电力变换装置102和第1实施方式的电力变换装置100的主电路结构的差别点在于被去掉了转换器中性点电阻24和逆变器中性点电阻34。在电力变换装置102中，主电路构成要素被削减而没有泄放(dumping)用电阻器，所以需要注意基于开关频率的选定、电路要素的配置的布线电感设计以避免引起直流电路中的谐振。

电力变换装置102代替电力变换装置100中的异常判断器72而具备异常判断器75。在电力变换装置102中，为了使转换器侧直流电路和逆变器侧直流电路成为完全相同的电位，具备：直流电压检测器43，检测转换器侧的平滑电容器22和逆变器侧的平滑电容器32的电极之间的电压；以及直流电压检测器44，检测转换器侧的平滑电容器23和逆变器侧的平滑电容器33的电极之间的电压。

在此，将直流电压检测器43的检测值设为EPFB_{_CIP}、将实际值设为EP_{_CIP}。将直流电压检测器44的检测值设为ENFB_{_CIN}、将实际值设为EN_{_CIN}。以下，作为电压检测器的故障的一个例子，考虑增益故障。

直流电压检测器43出现增益GP_{_CIP}的故障的情况、直流电压检测器44出现增益GN_{_CIN}的故障的情况的关系式分别表示为如以下的式(47)、式(48)所示。

E_{FB_CIP}＝GP_{_CIP}×EP_{_CIP}…(47)

E_{FB_CIN}＝GN_{_CIN}×EN_{_CIN}…(48)

另外，在中性点电压控制器55或者中性点电压控制器65理想地动作的条件下，以下的式(49)成立。

E_{FB_CIP}＝E_{FB_CIN}…(49)

另外，在直流电压控制器52理想地动作的条件下，以下的式(50)成立。

E_{FB_CIP}+E_{FB_CIN}＝V_{DC_REF}…(50)

在此，V_{DC_REF}是指令值。

接下来，说明异常判断器75。

图23示出第3实施方式的异常判断器的结构图。

异常判断器75具备信号存储部75a、设定存储部75b、指标制作部75c、比较部75d、异常判定部75e以及设定变更部75f。此外，这些结构与第1实施方式的异常判断器72的同一名称的结构大致相同。

接下来，说明指标制作部75c。

图24是第3实施方式的指标制作部的结构图。此外，对与第1实施方式的指标制作部72c同样的结构附加同一符号。

第3实施方式的电力变换装置102用共同的直流电压检测器43、44检测转换器侧的电位和逆变器侧的电位，所以无法使用利用转换器侧P-N间直流电压检测值和逆变器侧P-N间直流电压检测值的差的指标201。因此，指标制作部75c为了代替指标201而使用新的指标208，代替指标制作部72c中的第1指标制作部721而具备制作指标208的第8指标制作部758。此外，在指标制作部75c中，制作指标202的第2指标制作部722、制作指标203的第3指标制作部723、制作指标204的第4指标制作部724、制作指标205的第5指标制作部725、制作指标206的第6指标制作部726以及制作指标207的第7指标制作部727与指标制作部72c相同。

在本实施方式中，在直流电压检测器43或者44中的任意一方故障的情况下，有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标202至指标207的变化的方向的关系如图26以及图27所示。

图26是说明第3实施方式的指标的与检测器异常相伴的变化的第1图，(a)示出在直流电压检测器43或者44中的任意一方故障的情况下有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标202的变化的方向，(b)示出在直流电压检测器43或者44中的任意一方故障的情况下有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标203、204的变化的方向，(c)示出在直流电压检测器43或者44中的任意一方故障的情况下有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标205的变化的方向。

图27是说明第3实施方式的指标的与检测器异常相伴的变化的第2图，(a)示出在直流电压检测器43或者44中的任意一方故障的情况下有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标206、207的变化的方向，(b)示出在直流电压检测器43或者44中的任意一方故障的情况下有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标208的变化的方向。

接下来，说明第8指标制作部。

图25是第3实施方式的第8指标制作部的结构图。

第8指标制作部758计算指标208的(＝DI₈)。指标208是用于利用在直流电压检测器异常时在使用直流电压检测器的检测值和转换器电流而求出的通过电力(第1通过电力、第1推测电力)与使用交流电压检测器的检测值和转换器电流而求出的通过电力(第2通过电力、第2推测电力)中产生差来检测直流电压检测器(43、44)的异常的指标，例如是与第1通过电力和第2通过电力的差有关的指标(第1类指标)。

第8指标制作部758包括第1通过电力推测部7581、第2通过电力推测部7582、指标运算部7583以及滤波器7584。

第1通过电力推测部7581根据电压检测器11的检测值、电流检测器7的检测值以及变压器12的阻抗计算交流侧连接点13的电压值，计算所计算出的电压值与电流检测器7的检测值(电流值)之积，从而推测交流侧连接点13的通过电力(第1通过电力、第1推测电力)。

第2通过电力推测部7582根据直流电压检测器43以及44的检测值和从脉冲生成器54输出的脉冲信号计算交流侧连接点13的电压值，计算所计算出的电压值与电流检测器7的检测值之积，从而推测交流侧连接点13的通过电力(第2通过电力、第2推测电力2)。

指标运算部7583计算由第1通过电力推测部7581推测出的第1通过电力与由第2通过电力推测部7582推测出的第2通过电力2之差(指标208)。

在式(51)或者式(52)的条件下，E_{T_CIP}+E_{T_CIN}>V_{DC_REF}，第1通过电力大于第2通过电力，所以指标208成为正。另外，在式(53)或者式(54)的条件下，E_{T_CIP}+E_{T_CIN}<V_{DC_REF}，第1通过电力小于第2通过电力，所以指标208成为负。

G_CIP<1…(51)

G_CIN<1…(52)

G_CIP>1…(53)

G_CIN>1…(54)

因此，在任意一个直流电压检测器故障的情况下，有异常的直流电压检测器、增益异常的方向以及指标208的变化的方向的关系如图27的(b)所示。

具体而言，在直流电压检测器43中，在增益G_CIP发生小于1的异常的情况下，指标208成为正(增加)，在增益G_CIP发生大于1的异常的情况下，指标208成为负(减少)。另外，在直流电压检测器44中，在增益G_CIN发生小于1的异常的情况下，指标208成为正(增加)，在增益G_CIN发生大于1的异常的情况下，指标208成为负(减少)。

关于指标208，无论在直流电压检测器43和直流电压检测器44中的哪个直流电压检测器中发生异常，如果增益的变化方向相同，则呈现为相同的方向的变化。

滤波器7584去除由指标运算部7583计算出的指标208中的噪声。滤波器7584的功能与图4所示的滤波器7212相同。

接下来，说明存储于设定存储部75b并由异常判定部75e使用的异常判定表750。此外，也可以设为异常判定表750能够通过用户接口输入或者变更。

图28是第3实施方式的异常判定表的结构图。此外，在图28中，示出了用于使用指标208的比较结果以及指标202的比较结果进行直流电压检测器(43、44)的异常判定的异常判定表。

在异常判定表750中，将输入的指标208以及指标202的比较结果的可取的组合和在输入了这些各组合的情况下应输出的判定结果对应起来。作为判定结果，包括异常部位的信息和在特定的1个直流电压检测器中有异常的情况下的增益异常的内容的信息。作为异常部位的信息，有表示某个特定的一个直流电压检测器的信息(异常的直流电压检测器名称)、表示是哪个直流电压检测器的信息、表示无异常部位的信息等。

输入的指标的比较结果的组合和判定结果的对应关系能够根据图26的(a)、(b)、(c)、图27的(a)、(b)所示的指标的特性而决定。

利用指标208和指标202，根据比较结果，在直流电压检测器43或者44中的任意直流电压检测器异常的情况下，存在能够确定有异常的一个直流电压检测器的情况。

此外，在图28所示的异常判定表750中，将指标208以及指标202的比较结果的组合和判定结果对应起来，但本发明不限于此，也可以针对指标202的比较结果和第2类指标(指标202、指标203、指标204、指标205、指标206、指标207)的至少一个指标的比较结果的组合对应起来判定结果。

接下来，使用图29至图32说明第4实施方式的电力变换系统。

图29是第4实施方式的电力变换系统的整体结构图。此外，对与图1所示的第1实施方式的电力变换系统1000同样的结构附加同一符号。

第4实施方式的电力变换系统1003的电力变换装置103是在第1实施方式的电力变换装置100中使逆变器2为2电平逆变器、使转换器3为2电平转换器并且用共同的直流电压检测器27检测转换器侧的平滑电容器(22、23)的电极之间的电位和逆变器侧的平滑电容器32、33的电极之间的电位的结构。

接下来，说明异常判断器76。

图30示出第4实施方式的异常判断器的结构图。

异常判断器76具备信号存储部76a、设定存储部76b、指标制作部76c、比较部76d、异常判定部76e以及设定变更部76f。此外，这些结构与第1实施方式的异常判断器72的同一名称的结构大致相同。

接下来，说明指标制作部76c。

图31是说明第4实施方式的指标制作部的结构以及指标的与检测器异常相伴的变化的图。图31的(a)是示出指标制作部的结构的图，图31的(b)是说明指标的与检测器异常相伴的变化的图。

指标制作部76c具备作为第1类指标计算部的一个例子的第9指标制作部769。第9指标制作部769包括第1通过电力推测部7691、第2通过电力推测部7692、指标运算部7693以及滤波器769。此外，这些结构与第3实施方式的第8指标制作部758的同一名称的结构大致相同。以下，以与第8指标制作部758的不同点为中心进行说明。

第9指标制作部769制作与指标208类似的指标209(＝DI₉)。指标209是用于利用在直流电压检测器异常时在使用直流电压检测器的检测值和转换器电流而求出的通过电力(第1通过电力、第1推测电力)与使用交流电压检测器的检测值和转换器电流而求出的通过电力(第2通过电力、第2推测电力)中产生差来检测直流电压检测器27的异常的指标，例如是与第1通过电力和第2通过电力的差有关的指标(第1类指标)。

第9指标制作部769的第2通过电力推测部7692与第8使用制作部758的第2通过电力推测部7582的不同点在于通过直流电压检测器27的检测值、从脉冲生成器54输出的脉冲信号以及电流检测器7的检测值推测交流连接点13的第2通过电力。

在直流电压检测器27故障的情况下，增益异常的方向和指标209的变化的方向的关系如图31的(b)所示。

具体而言，在直流电压检测器27中，在增益G_CIP发生小于1的异常的情况下，指标209成为正(增加)，在增益G_CIP发生大于1的异常的情况下，指标209成为负(减少)。

接下来，说明存储于设定存储部76b并由异常判定部76e使用的异常判定表760。此外，也可以设为异常判定表760能够通过用户接口输入或者变更。

图32是第4实施方式的异常判定表的结构图。此外，在图32中，示出了用于使用指标209的比较结果进行直流电压检测器27的异常判定的异常判定表。

异常判定部76e能够使用异常判定表760通过指标209适当地判定直流电压检测器27的异常。

接下来，使用图33说明第5实施方式的电力变换系统。

图33是第5实施方式的电力变换系统的整体结构图。此外，对与图20所示的第2实施方式的电力变换系统1001同样的结构附加同一符号。

第5实施方式的电力变换系统1004的电力变换装置104是在第2实施方式的电力变换装置101中具备多个逆变器单元3(3a、3b、3c、…)的结构。

在本实施方式中，输出推测器74根据来自多个直流电压检测器25、26、35(35a、35b、35c、…)、36(36a、36b、36c、…)的检测值，推测关于异常的直流电压检测器的检测对象的准确的检测值。在第5实施方式中，如以下所示存在推测关于1个异常的直流电压检测器的检测对象的准确的检测值的多个方法。

在电力变换装置104中，存在如下关系：如果各直流电压检测器是正常的状态，则相加了转换器侧的直流电压检测器25、26的检测值的合成直流电压值和相加了各个逆变器侧的直流电压检测器35(35a、35b、35c、…)、36(36a、36b、36c、…)的检测值的合成直流电压值的全部一致。这表示得到为了推测检测值所需的合成直流电压值的候补存在多个。这样，由于得到合成直流电压值的候补增加，所以能够提高能够推测异常的直流电压检测器的检测对象的检测值的可能性。

根据本实施方式中的输出推测器74，在任意1个直流电压检测器异常的情况下，从相加了转换器侧或者任意的逆变器侧的健全的2个直流电压检测器的检测值的合成直流电压值，减去被配置于与异常的直流电压检测器相同的一侧的健全的1个直流电压检测器的检测值，从而能够推测异常的直流电压检测器的测定对象的准确的检测值。

由此，例如即使在任意的逆变器侧的1个直流电压检测器异常、且转换器侧的一方的直流电压检测器异常的情况下，只要任意的逆变器侧的2个直流电压检测器健全，就能够使用相加了该2个直流电压检测器的检测值的合成直流电压值推测关于逆变器侧的1个异常的直流电压检测器的检测对象的准确的检测值。

在该电力变换装置104中，也能够通过与上述第1实施方式的电力变换装置100同样的处理适当地判断直流电压检测器的异常。另外，在电力变换装置104中，也能够与上述第2实施方式的电力变换装置101同样地，根据多个健全的直流电压检测器的检测值适当地推测异常的直流电压检测器的检测对象的检测值。

此外，在上述第5实施方式中，使电力变换装置104具备多个逆变器单元3，但例如也可以具备多个转换器单元2，即使这样，也能够上述同样地适当地判断直流电压检测器的异常，另外能够根据多个健全的直流电压检测器的检测值适当地推测异常的直流电压检测器的检测对象的检测值。另外，能够将得到为了推测异常的直流电压检测器的检测对象的检测值而所需的合成直流电压值的候补扩展至任意的转换器侧的2个直流电压检测器，能够提高能够推测异常的直流电压检测器的检测对象的检测值的可能性。

此外，本发明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内适当地变形而实施。

例如，也可以用硬件电路进行在上述实施方式中异常判断器72和输出推测器74进行的处理的一部分或者全部。

另外，在上述第1实施方式以及第2实施方式中，示出了电力变换装置具备制作在利用异常判定表的异常判定中不使用的指标的结构的例子，但本发明不限于此，也可以不具备制作在异常判定中不使用的指标的结构。

另外，在上述任意的实施方式中，也可以异常判断器(72、75、76)存储多个运转时的指标1～指标9中的至少1个的历史(例如执行日期时间和各种指标)，根据指标的历史掌握指标的变化，预测直至指标的变化或者多个指标的变化的组合超过用于判断异常的预定的基准值的期间、即直至发生异常的期间，使其预测结果显示于显示器73。由此，能够事先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。

Claims (16)

1.一种电力变换装置，具备：

转换器，将第1交流变换为第1电位、比所述第1电位低的第2电位及比所述第2电位低的第3电位；以及

逆变器，将所述第1电位、所述第2电位及所述第3电位的电压变换为第2交流，

所述第1电位与所述第2电位之间的电位差等于所述第2电位与所述第3电位之间的电位差，

所述电力变换装置具备：

第1平滑电容器，连接于所述第1电位与所述第2电位之间；

第2平滑电容器，连接于所述第2电位与所述第3电位之间；

第1直流电压检测器，检测所述第1平滑电容器的两端的电位之间的电位差；

第2直流电压检测器，检测所述第2平滑电容器的两端的电位之间的电位差；

第1类指标计算部，计算第1类指标，该第1类指标无论在所述第1直流电压检测器和所述第2直流电压检测器中的哪一方发生了检测值向同一预定方向变化的检测异常，都呈现为向同一方向的变化；

第2类指标计算部，计算第2类指标，该第2类指标在所述第1直流电压检测器和所述第2直流电压检测器中的任意一方发生了检测值向同一预定方向变化的检测异常的情况下，呈现为向不同的方向的变化；以及

异常判断部，根据所述第1类指标和所述第2类指标，判断在所述第1直流电压检测器和所述第2直流电压检测器中的哪一个直流电压检测器发生了异常。

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有用于抑制直流谐振的中性点电阻，该中性点电阻连接于所述逆变器侧的第2电位与所述转换器侧的第2电位之间，

所述第1平滑电容器包括与所述中性点电阻相比而连接于转换器侧的转换器侧第1平滑电容器和与所述中性点电阻相比而连接于逆变器侧的逆变器侧第1平滑电容器，

所述第2平滑电容器包括与所述中性点电阻相比而连接于转换器侧的转换器侧第2平滑电容器和与所述中性点电阻相比而连接于逆变器侧的逆变器侧第2平滑电容器，

所述第1直流电压检测器包括：转换器侧第1直流电压检测器，检测所述转换器侧第1平滑电容器的两端的电位之间的电位差；以及逆变器侧第1直流电压检测器，检测所述逆变器侧第1平滑电容器的两端的电位之间的电位差，

所述第2直流电压检测器包括：转换器侧第2直流电压检测器，检测所述转换器侧第2平滑电容器的两端的电位之间的电位差；以及逆变器侧第2直流电压检测器，检测所述逆变器侧第2平滑电容器的两端的电位之间的电位差，

所述第1类指标是如下指标：无论在所述转换器侧第1直流电压检测器和所述转换器侧第2直流电压检测器中的哪一方发生了检测值向第1方向变化的检测异常，都呈现为向同一方向的变化，并且无论在所述逆变器侧第1直流电压检测器和所述逆变器侧第2直流电压检测器中的哪一方发生了检测值向与所述第1方向相同的方向变化的检测异常，都呈现为向与所述同一方向相反的方向的变化，

所述第2类指标包括转换器侧指标或者逆变器侧指标的至少一方，该转换器侧指标在所述转换器侧第1直流电压检测器和所述转换器侧第2直流电压检测器中的任意一方发生了检测值向同一预定方向变化的检测异常的情况下呈现为向不同的方向的变化，该逆变器侧指标在所述逆变器侧第1直流电压检测器和所述逆变器侧第2直流电压检测器中的任意一方发生了检测值向同一预定方向变化的检测异常的情况下呈现为向不同的方向的变化。

3.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，

所述逆变器侧的第2电位与所述转换器侧的第2电位直接连接，

所述第1平滑电容器包括与所述转换器侧连接的转换器侧第1平滑电容器和与所述逆变器侧连接的逆变器侧第1平滑电容器，

所述第2平滑电容器包括与所述转换器侧连接的转换器侧第2平滑电容器和与所述逆变器侧连接的逆变器侧第2平滑电容器，

所述电力变换装置还具备检测供给所述第1交流的交流电源的电压的交流电压检测器，

所述第1类指标计算部根据由所述交流电压检测器检测出的电压的值，计算在所述交流电源与所述转换器之间流过的电力的推测值即第1推测电力值，根据由所述第1直流电压检测器和所述第2直流电压检测器检测出的电压的值，推测在所述交流电源与所述转换器之间流过的电力的推测值即第2推测电力值，将所述第1推测电力值与所述第2推测电力值之差计算为第1类指标值。

4.根据权利要求2所述的电力变换装置，其中，

所述第1类指标计算部将逆变器和转换器间电压检测值差指标计算为所述第1类指标，该逆变器和转换器间电压检测值差指标是基于由所述逆变器侧第1直流电压检测器和所述逆变器侧第2直流电压检测器检测出的电压值之和与由所述转换器侧第1直流电压检测器和所述转换器侧第2直流电压检测器检测出的电压值之和的差的指标。

5.根据权利要求2所述的电力变换装置，其中，

所述电力变换装置还具备转换器中性点控制装置，该转换器中性点控制装置根据由所述转换器侧第1直流电压检测器和所述转换器侧第2直流电压检测器检测出的电压值之差，生成用于将所述转换器侧的所述第2电位的电位调整为零的指令值，

所述第2类指标计算部将基于所述指令值的转换器中性点电压控制信号指标计算为所述第2类指标。

6.根据权利要求3所述的电力变换装置，其中，

所述电力变换装置还具备转换器中性点控制装置，该转换器中性点控制装置根据由所述第1直流电压检测器和所述第2直流电压检测器检测出的电压值之差，生成用于将所述转换器侧的所述第2电位的电位调整为零的指令值，

所述第2类指标计算部将基于所述指令值的转换器中性点电压控制信号指标计算为所述第2类指标。

7.根据权利要求2或者3所述的电力变换装置，其中，

所述电力变换装置还具备检测所述转换器的电源侧的位置处的电流的交流电流检测器，

所述第2类指标计算部计算关于所述电源侧的位置处的电流的偶次谐波波形，将转换器侧偶次谐波电流指标计算为所述第2类指标，该转换器侧偶次谐波电流指标是基于所述偶次谐波波形与由所述交流电流检测器检测出的电流值之积的指标。

8.根据权利要求2或者3所述的电力变换装置，其中，

所述电力变换装置还具备检测所述转换器的电源侧的位置处的电压的交流电压检测器，

所述第2类指标计算部计算关于所述电源侧的位置处的电压的偶次谐波波形，将转换器侧偶次谐波电压指标计算为所述第2类指标，该转换器侧偶次谐波电压指标是基于所述偶次谐波波形与在所述电源侧的位置检测的电压值之积的指标。

9.根据权利要求2所述的电力变换装置，其中，

所述电力变换装置还具备逆变器中性点控制装置，该逆变器中性点控制装置根据由所述逆变器侧第1直流电压检测器和所述逆变器侧第2直流电压检测器检测出的电压值之差，生成用于将所述逆变器侧的所述第2电位的电位调整为零的指令值，

所述第2类指标计算部将基于所述指令值的逆变器中性点电压控制信号指标计算为所述第2类指标。

10.根据权利要求3所述的电力变换装置，其中，

所述电力变换装置还具备逆变器中性点控制装置，该逆变器中性点控制装置根据由所述第1直流电压检测器和所述第2直流电压检测器检测出的电压值之差，生成用于将所述逆变器侧的所述第2电位的电位调整为零的指令值，

所述第2类指标计算部将基于所述指令值的逆变器中性点电压控制信号指标计算为所述第2类指标。

11.根据权利要求2或者3所述的电力变换装置，其中，

所述电力变换装置还具备检测所述逆变器的负载侧的位置处的电流的电流检测器，

所述第2类指标计算部计算关于所述负载侧的位置处的电流的偶次谐波波形，将逆变器侧偶次谐波电流指标计算为所述第2类指标，该逆变器侧偶次谐波电流指标是基于所述偶次谐波波形与由所述电流检测器检测出的电流值之积的指标。

12.根据权利要求3所述的电力变换装置，其中，

所述逆变器侧的交流是包含U相、V相、W相的三相交流，

所述电力变换装置还具备检测所述逆变器的各相的电流的交流电流检测器，

所述第2类指标计算部将交流线间电压指标计算为所述第2类指标，该交流线间电压指标基于由所述交流电压检测器检测的、U相与V相之间的电压即第1线间电压和V相与W相之间的电压即第2线间电压都是正或者都是负的情况下的第1线间电压与第2线间电压之差。

13.根据权利要求2所述的电力变换装置，其中，

所述第2类指标计算部计算所述逆变器侧指标和所述转换器侧指标，

所述异常判断部根据所述第1类指标、所述逆变器侧指标以及所述转换器侧指标，判断在所述转换器侧第1直流电压检测器、所述转换器侧第2直流电压检测器、所述逆变器侧第1直流电压检测器以及所述逆变器侧第2直流电压检测器中的哪个直流电压检测器发生了异常。

14.根据权利要求2至4、13中的任意一项所述的电力变换装置，其中，

所述电力变换装置具备输出推测部，该输出推测部根据被判定为发生了异常的直流电压检测器以外的健全的直流电压检测器的检测值，推测被判定为发生了异常的直流电压检测器的检测对象的检测值。

15.根据权利要求1至4、13中的任意一项所述的电力变换装置，其中，

所述异常判断部在判断出发生了异常的情况下，使与异常有关的信息显示于显示装置。

16.一种基于电力变换装置的异常检测方法，该电力变换装置具备：

转换器，将第1交流变换为第1电位、比所述第1电位低的第2电位及比所述第2电位低的第3电位；以及

逆变器，将所述第1电位、所述第2电位及所述第3电位的电压变换为第2交流，

所述第1电位与所述第2电位之间的电位差等于所述第2电位与所述第3电位之间的电位差，

所述电力变换装置具备：

第1平滑电容器，连接于所述第1电位与所述第2电位之间；

第2平滑电容器，连接于所述第2电位与所述第3电位之间；

第1直流电压检测器，检测所述第1平滑电容器的两端的电位之间的电位差；以及

第2直流电压检测器，检测所述第2平滑电容器的两端的电位之间的电位差，

计算第1类指标，该第1类指标无论在所述第1直流电压检测器和所述第2直流电压检测器中的哪一方发生了检测值向同一预定方向变化的检测异常，都呈现为向同一方向的变化，

计算第2类指标，该第2类指标在所述第1直流电压检测器和所述第2直流电压检测器中的任意一方发生了检测值向同一预定方向变化的检测异常的情况下，呈现为向不同的方向的变化，

根据所述第1类指标和所述第2类指标，判断在所述第1直流电压检测器和所述第2直流电压检测器中的哪一个直流电压检测器发生了异常。

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