CN110945773B - 具备臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种具备不使用微动开关而根据该臂熔丝熔断时的纹波电流来检测臂熔丝熔断的臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置。具备：逆变器，驱动电动机；臂熔丝，装备在上述逆变器的U相、V相、W相的各相臂上；以及第1臂熔丝熔断检测机构，在上述电动机为通常负载时检测上述臂熔丝的熔断；上述第1臂熔丝熔断检测机构具备：相位检测电路，输出逆变器的输出电流的基本波的周期T、相位信号；复位信号发生电路；DQ变换电路，将上述逆变器输出电流变换为D轴、Q轴电流；根据其绝对值计算逆变器输出电流，当根据各个周期T期间的最大值及最小值的差计算出的纹波电流超过所设定的阈值、并且以规定的循环次数持续被检测到时，判定为臂熔丝熔断。

Description

具备臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置
技术领域
本发明的实施方式涉及具备臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置。
背景技术
以往，在构成电力变换装置的3相逆变器中使用的臂熔丝的熔断通过微动开关的动作进行检测
(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2007－202299号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在应用于高电压的熔丝的熔断检测的微动开关中，没有自动回复类型，存在有可能因振动等而误检测为开关动作、将电力变换装置停止等的误动作的课题。
本发明是为了解决上述课题而做出的，目的是提供一种具备不使用微动开关而根据该臂熔丝熔断时的纹波(ripple)电流检测臂熔丝熔断的臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置。
用来解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的技术方案1记载的具备臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置，具备：逆变器，接受电源的供给，将交流电动机进行可变速驱动；臂熔丝，装备在构成上述逆变器的U相臂、V相臂及W相臂的各相臂；以及第1臂熔丝熔断检测机构，检测上述臂熔丝的熔断；上述第1臂熔丝熔断检测机构具备：电流检测部，检测上述逆变器的3相的输出电流；变换电路，将由上述电流检测部检测出的3相的电流变换为相互正交的2轴的电流成分并输出；第1绝对值计算电路，根据上述变换电路的输出计算其绝对值；第1纹波电流计算机构，按照上述逆变器输出的基本波的每个周期T期间，根据由上述第1绝对值计算电路计算出的绝对值所表示的最大值及最小值的差，计算纹波电流；第1比较器，将由上述第1纹波电流计算机构计算出的纹波电流与所设定的第1阈值进行比较；以及第1阈值决定机构，对上述逆变器的电流指令值乘以预先设定的第1系数，决定上述第1阈值；上述第1比较器在上述通常负载时的纹波电流为上述第1阈值以上时动作；当上述第1比较器动作时，判定为臂熔丝熔断。
发明效果
根据本实施例，由于能够不通过微动开关而检测逆变器的臂熔丝熔断，所以能够防止因微动开关的误动作造成的臂熔丝熔断的误检测，能够防止电力变换装置停止等的误动作。
附图说明
图1是由具备有关实施例1的臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置及连接在该电力变换装置的电动机所构成的电力变换系统的概略结构图。
图2是表示U相臂熔丝熔断检测时的前后的电力变换装置的输入输出电流波形的图。
图3是表示图1所示的臂熔丝熔断检测部5的结构的框图。
图4是用来说明构成图3所示的臂熔丝熔断检测部5的各部的动作的详细图。
图5是说明逆变器输出电流的周期T期间中的最大值及最小值的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。
实施例1
图1是由具备有关实施例1的臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置100及连接于该电力变换装置100的电动机M所构成的电力变换系统的概略结构图。
图示的电力变换装置100具有变换器部1、逆变器部2、电流检测部3、控制部4及臂熔丝熔断检测部5而构成。
变换器部1将3相交流电源R(R相)、S(S相)、T(T相)变换为包括P相(正极)及N相(负极)在内的直流电源，并向逆变器部2供给。
逆变器部2通过由U相臂(U相上臂及U相下臂的总称)、V相臂(V相上臂及V相下臂的总称)、W相臂(W相上臂及W相下臂的总称)形成的3相臂而构成，将从变换器部1供给的直流电源变换为用于驱动电动机M所需要的3相交流电源(U相、V相、W相)。
对于U相上臂而言，在P相与开关元件Qu1的集电极间连接臂熔丝Fu1，对于U相下臂而言，在N相与开关元件Qu2的发射极间连接臂熔丝Fu2。开关元件Qu1的发射极与开关元件Qu2的集电极被连接，其连接点经由电流检测部3被连接到电动机M的U相交流输入端子。在开关元件Qu1及Qu2分别逆并联地连接着二极管Du1及Du2。开关元件Qu1及Qu2的栅极G分别被连接到控制部4。开关元件Qu1及Qu2通过从控制部4输出的栅极信号进行开关动作，将3相交流电源的U相输出(逆变器的U相输出)。
对于V相上臂而言，在P相与开关元件Qv1的集电极间连接着臂熔丝Fv1，对于V相下臂而言，在N相与开关元件Qv2的发射极间连接着臂熔丝Fv2。开关元件Qv1的发射极和开关元件Qv2的集电极被连接，该连接点经由电流检测部3被连接到电动机M的V相交流输入端子。在开关元件Qv1及Qv2分别逆并联地连接着二极管Dv1及Dv2。开关元件Qv1及Qv2的栅极G分别被连接到控制部4，开关元件Qv1及Qv2通过从控制部4输出的栅极信号进行开关动作，将3相交流电源的V相输出(逆变器的V相输出)。
对于W相上臂而言，在P相与开关元件Qw1的集电极间连接着臂熔丝Fw1，对于W相下臂而言，在N相与开关元件Qw2的发射极间连接着臂熔丝Fw2。开关元件Qw1的发射极和开关元件Qw2的集电极被连接，该连接点经由电流检测部3被连接到电动机M的W相交流输入端子。在开关元件Qw1及Qw2分别逆并联地连接着二极管Dw1及Dw2。开关元件Qw1及Qw2的栅极G分别被连接到控制部4，开关元件Qw1及Qw2通过从控制部4输出的栅极信号进行开关动作，将3相交流电源的W相输出(逆变器的W相输出)。
电流检测部3检测上述逆变器的U相输出电流Iu_F、V相输出电流Iv_F、W相输出电流Iw_F，向臂熔丝熔断检测部5输出。
控制部4将来自未图示的上位控制装置的速度指令在控制部内变换为相互正交的2轴的D轴的电流指令值和Q轴的电流指令值。控制部4使用来自电流检测部3的上述逆变器的U相输出电流Iu_F、V相输出电流Iv_F、W相输出电流Iw_F，将其在控制部内的电流指令运算电路内变换为相互正交的2轴的D轴的电流反馈值和Q轴的电流反馈值。控制部4向逆变器部2的开关元件Qu1、Qu2、Qv1、Qv2、Qw1及Qw2的栅极G输出栅极信号，以使D轴的电流反馈值和Q轴的电流反馈值追随于上述D轴的电流指令值和Q轴的电流指令值。
这样，电动机M被进行可变速驱动。
另外，控制部4是对构成逆变器部2的：构成U相上臂及下臂的开关元件Qu1及Qu2、构成V相上臂及下臂的开关元件Qv1及Qv2、以及构成W相上臂及下臂的开关元件Qw1及Qw2进行控制的控制主体，所以在图1中例示了在该逆变器部2中不包含控制部4的情况，但在将控制部4包含在逆变器部2中的情况下也能得到同样的效果。任一情况都包含在本发明的范围中。
此外，例示了变换器部1不被从控制部4输出的栅极信号控制的情况，但与上述逆变器部2的栅极控制同样，也有变换器部1由开关元件构成、被从上述控制部4的控制部4输出的栅极信号控制的情况。任一情况都包含在本发明的范围中。将以上所述作为前提进行以下的说明。
臂熔丝熔断检测部5以从电流检测部3输出的逆变器的U相输出电流Iu_F、V相输出电流Iv_F及W相输出电流Iw_F为输入，检测臂熔丝的熔断。
图2是表示U相臂熔丝在时刻t1熔断的情况下的熔断时的前后的输入输出电流波形的图。图2中(1)是从3相交流电源R、S、T向变换器1输入的3相交流电流Ir、Is、It的波形的一例。图2中(2)是U相输出电流Iu_F、V相输出电流Iv_F及W相输出电流Iw_F波形的一例。图2中(3)是逆变器输出电流I1_F波形的一例。参照这些图，说明有关本实施例的上述臂熔丝熔断检测方法。
图3是表示图1所示的臂熔丝熔断检测部5的结构的框图。臂熔丝熔断检测部5具有第1臂熔丝熔断检测部50(第1臂熔丝熔断检测机构)、第2臂熔丝熔断检测部60(第2臂熔丝熔断检测机构)、切换部70及臂熔丝熔断检测输出部80而构成。图4是用来说明构成图3所示的臂熔丝熔断检测部5的各部的动作的详细图。
第1臂熔丝熔断检测部50检测在通常负载时与上述各臂连接的臂熔丝的熔断。将检测结果作为第1检测结果信号(1：有臂熔丝熔断，0：无臂熔丝熔断)向逻辑与513的端子A输入。
切换部70具有比较器703而构成。比较器703比较将后述的逆变器输出电流I1_F经由滤波器701而输入到比较器703的端子A中的值、和输入到端子B的由设定电路702预先设定的轻负载设定值，从而判别是通常负载还是轻负载，将其判别结果从比较器703的端子C作为切换信号(1：通常负载，0：轻负载)输出。输出的切换信号被向逻辑与513的端子B输入。
逻辑与513的输出信号被向由断开延迟器(OFF延迟器)515及导通延迟器(ON延迟器)517构成的信号处理电路输入。
本实施例的第1臂熔丝熔断检测如后述那样，将逆变器部2的3相的输出电流变换为相互直行的2轴的成分的绝对值的纹波电流超过规定的阈值，并且在被上述切换信号选择、进而持续检测到以后述的周期T为1个循环的规定的循环次数(例如5个循环)时，判定为第1臂熔丝熔断。通过使用这样的臂熔丝熔断检测方法，能够防止误检测。为此，进行由断开延迟器515及导通延迟器517构成的信号处理(详细情况后述)。
上述导通延迟器517的输出信号被向臂熔丝熔断检测输出部80的逻辑或801的端子A输入，从逻辑或801的端子C输出臂熔丝熔断检测信号(INV_PH_LOSS)。
第2臂熔丝熔断检测部60检测在轻负载时与上述各臂连接的臂熔丝的熔断。检测结果作为检测结果信号(1：有臂熔丝熔断，0：无臂熔丝熔断)向逻辑与622的端子B输入。
切换部70将从比较器703的端子C作为切换信号(1：通常负载，0：轻负载)输出的信号用反转电路704反转，向逻辑与622的端子A输入。
逻辑与2的输出信号被向由断开延迟器2及导通延迟器2构成的信号处理电路输入。
本实施例的第2臂熔丝熔断检测如后述那样，在将逆变器部2的3相的输出电流按照每相进行半循环间积分所得到的值的相间的不平衡超过规定的阈值、并且由上述切换信号选择进而持续检测到以后述的周期T为1循环的规定的循环次数(例如5循环)时，判定为第2臂熔丝熔断。通过使用这样的臂熔丝熔断检测方法，能够防止误检测。为此，进行由断开延迟器624及导通延迟器626构成的信号处理(详细情况后述)。
上述导通延迟器2的输出信号被向臂熔丝熔断检测输出部80的逻辑或801的端子B输入，从逻辑或801的端子C输出臂熔丝熔断检测信号(INV_PH_LOSS)。
在从逻辑或801的端子C输出了臂熔丝熔断检测信号(INV_PH_LOSS)的情况下，由未图示的保护电路进行适当的保护连动。
图5是说明逆变器输出电流在周期T期间中的最大值及最小值的图。
第1臂熔丝熔断检测部50为了检测在通常负载时连接到上述各臂的臂熔丝的熔断而具有相位检测电路501、复位信号发生电路502、DQ变换电路503、绝对值计算电路504、最大值保持电路506、最小值保持电路508、比较器512、逻辑与513、断开延迟器515、导通延迟器517等而构成。
相位检测电路501是检测逆变器部2输出的电气角相位θ的电路。相位检测电路501既可以使用在使用了电动机M的输入端子电压及上述逆变器部2的U相输出电流Iu_F、V相输出电流Iv_F或W相输出电流Iw_F的速度估算电路中所使用的相位同步电路(PLL)所形成的相位检测电路的输出，或者也可以使用机械地安装在电动机M上的旋转角度检测器或位置传感器等的信号来进行检测。
相位检测电路501通过上述的方法，将作为逆变器部2的输出电压或输出电流的基本波的周期的周期T、及相位信号θ输出。
相位信号θ被向复位信号发生电路502及DQ变换电路503输入。
复位信号发生电路502根据上述相位信号θ在逆变器部2的输出电压的基本波的1循环中输出1次复位信号，分别被连接到后述的最大值保持电路506、最小值保持电路508、正侧U相积分值运算电路601、正侧V相积分值运算电路602、正侧W相积分值运算电路603、负侧U相积分值运算电路604、负侧V相积分值运算电路605及负侧W相积分值运算电路606的复位信号输入上。
DQ变换电路503(变换电路)以相位信号θ为基准信号，将由输入的逆变器部2的U相输出电流Iu_F、V相输出电流Iv_F及W相输出电流Iw_F构成的3相的电流变换为由相互正交的D轴及Q轴构成的2轴矢量电流，生成D轴电流ID_FBK及Q轴电流IQ_FBK。
绝对值计算电路504(第1绝对值计算电路)根据由DQ变换电路503生成的D轴电流ID_FBK及Q轴电流IQ_FBK来计算绝对值电流I1_F。绝对值电流I1_F是从逆变器部2输出的逆变器输出电流(负载电流)，所以以下也有称作逆变器输出电流的情况。逆变器输出电流I1_F通过下式(1)计算。
Figure BDA0002376671690000071
逆变器输出电流I1_F被输入到最大值保持电路506的A输入、最小值保持电路508的A输入及滤波器2的输入端子。
最大值保持电路506在由绝对值计算电路504计算出的逆变器输出电流I1_F比作为初始值1由设定电路505设定的电流值大的情况下，检测并保持该较大的逆变器输出电流I1_F，并且将该逆变器输出电流I1_F设定为新的初始值。通过该设定，将初始值更新。在逆变器输出电流I1_F比更新后的初始值大的情况下，检测并保持该较大的逆变器输出电流I1_F，并且将该逆变器输出电流I1_F设定为新的初始值。通过反复进行该处理，检测出逆变器输出电流的最大值I1_Fmax并保持(参照图5)。另外，被保持的逆变器输出电流的最大值I1_Fmax被从复位信号发生电路502按照每周期T输出的复位信号复位为由设定电路505设定的初始值1。
最小值保持电路508在由绝对值计算电路504计算出的逆变器输出电流I1_F比作为初始值2由设定电路507设定的电流值小的情况下，检测并保持该较小的逆变器输出电流I1_F，并将该逆变器输出电流I1_F设定为新的初始值。通过该设定，将初始值更新。在逆变器输出电流I1_F比被更新后的初始值小的情况下，检测并保持该较小的逆变器输出电流I1_F，并将该逆变器输出电流I1_F设定为新的初始值。通过反复进行该处理，检测并保持逆变器输出电流的最小值I1_Fmin(参照图5)。另外，被保持的逆变器输出电流的最小值I1_Fmin被从复位信号发生电路502按照每周期T输出的复位信号复位为由设定电路507设定的初始值2。
减法电路509计算从由最大值保持电路506输出的逆变器输出电流的最大值I1_Fmax减去由最小值保持电路508输出的逆变器输出电流的最小值I1_Fmin而得到的差所构成的通常负载时的纹波电流I1_Frpl(参照图5。第1纹波电流计算机构)。从上述逆变器输出电流的最大值I1_Fmax减去最小值I1_Fmin而得到的差表示通常负载时的纹波电流I1_Frpl，根据图2中(3)可知，该通常负载时的纹波电流I1_Frpl在时刻t1以前的臂熔丝熔断发生前表示较小的值，而在时刻t1以后的臂熔丝熔断发生后表示较大的值。将计算出的通常负载时的纹波电流I1_Frpl向比较器512的端子A输入。
比较器512(第1比较器)比较被向端子A输入的上述通常负载时的纹波电流是否超过了被向端子B输入的阈值(第1阈值)。上述阈值通过以下所示的方法进行设定。
由绝对值计算电路619根据未图示的逆变器输出电流控制电路变换为相互正交的2轴成分后的逆变器输出电流的D轴电流指令值ID_R及Q轴电流指令值ID_Q，计算电流指令值的绝对值(以下，称作电流指令值)I_R。电流指令值I_R通过下式(2)计算。
Figure BDA0002376671690000081
另外，在图4中绝对值计算电路619被记载在第2臂熔丝熔断检测部60中，但由于绝对值检测电路619的输出也被第1臂熔丝熔断检测部50使用，为了作图关系上的便利，绝对值检测电路619也可以处于第1臂熔丝熔断检测部50。或者也可以是未图示的逆变器输出电流的控制电路部。
电流指令值I_R被用滤波器510平滑化，进而被比例电路511乘以比例增益K1，作为阈值被向比较器512的B端子输入(第1阈值决定机构)。即，比较器512的阈值被设定为与电流指令值I_R成比例的值。滤波器510是一次延迟元件，以将高频噪声除去为目的而使用。
比较的结果被向逻辑与513的端子A输入。作为在图3中说明的比较器703的输出的切换信号被向逻辑与513的端子B输入。
通常负载时是作为比较器703的输出的切换信号为1(高电平、High Level)。
由此，如果检测到臂熔丝熔断，则从比较器512输出1(高电平、High Level)，进而逻辑与513的输出也输出1(高电平、High Level)。
逻辑与513的输出信号被向由断开延迟器515及导通延迟器517构成的信号处理电路输入。
从相位检测电路501输出的逆变器输出的基本波的周期T被比例电路514乘以增益K2，作为断开延迟器515的断开延迟时间的设定值被输入。断开延迟器515使输入信号的断开(OFF)定时延迟根据比例电路514的输出所设定的期间。在本实施例的情况下，即使在臂熔丝熔断发生时，也有在基本波循环的周期中断续地发生比较器512的输出的情况，所以由该断开延迟器515设为连续信号。增益K2的值例如设定为1.2左右。如果这样设定，则即使在基本波循环的周期中在断开延迟器515的输入中发生断续，输出信号也为连续信号。
进而，从相位检测电路501输出的逆变器输出的基本波的周期T由比例电路516乘以增益N1，作为导通延迟器517的导通延迟时间的设定值被输入。
导通延迟器517在输入信号持续了由比例电路516的输出所设定的时间以上的情况下，将该输出设为1(高电平、High Level)。
从防止不需要动作的观点，希望在纹波电流I1_Frpl以基本波的周期T连续几个循环(第1循环)而超过阈值的情况下检测到臂熔丝熔断的发生，所以由比例电路516设定的值设为相当于几个循环的值。例如在为5循环的情况下，比例电路516的设定增益N1设为5。由此，导通延迟器延迟设定值成为周期T的5倍，在纹波电流I1_Frpl以5个循环连续而超过了阈值的情况下，导通延迟器517将输出设为1(高电平、High Level)。
通过该设定，在超过规定的阈值的通常负载时的纹波电流持续了循环次数量的情况下检测到臂熔丝熔断的发生。该导通延迟器517的输出成为第1臂熔丝熔断检测部50的输出。在图4中通过断开延迟器515和导通延迟器517的组合来构成纹波电流I1_Frpl以基本波的周期T连续多个循环而超过了阈值的情况下的检测，但也可以将计数器电路组合来构成同样的功能。
上述导通延迟器517的输出信号被向臂熔丝熔断检测输出部80的逻辑或801的端子A输入，从逻辑或801的端子C输出臂熔丝熔断检测信号(INV_PH_LOSS)。
在从逻辑或801的端子C输出了臂熔丝熔断检测信号(INV_PH_LOSS)的情况下，由未图示的保护电路进行适当的保护连动。
第2臂熔丝熔断检测部60为了在轻负载时检测上述的与各臂连接的臂熔丝的熔断，具有正侧U相积分值运算电路601、正侧V相积分值运算电路602、正侧W相积分值运算电路603、负侧U相积分值运算电路604、负侧V相积分值运算电路605、负侧W相积分值运算电路606、减法电路607、610、613、616、绝对值计算电路619、608、611、614、617、比较器609、612、615、618、逻辑或627、逻辑与622、断开延迟器624、导通延迟器626等而构成。
在臂熔丝熔断前，如图2中(2)的时刻t1以前所示，U相输出电流Iu_F和V相输出电流Iv_F相位不一致，但周期T期间积分的值表示大致相同的电流值，所以该积分值的差即不平衡成为较小的值。
另一方面，在如图2中(2)的时刻t1以后所示那样发生了U相的臂熔丝熔断的情况下，在臂熔丝熔断后，U相输出电流Iu_F受到该U相的臂熔丝熔断的影响，与臂熔丝熔断前相比较大地变动，正方向的电流成分较小，负方向的电流成分减少。此外，不仅是U相输出电流Iu_F，V相输出电流Iv_F及W相输出电流Iw_F也受到U相的臂熔丝熔断的影响，与臂熔丝熔断前相比较大地变动。
因而，在发生了臂熔丝熔断的情况下，将1个循环的各相的电流值以正方向或逆方向单位进行积分，与其他相的同方向的电流值的积分值进行比较，在其差(不平衡)较大的情况下，能够判断为发生了臂熔丝的熔断。
通过基于以上的原理的检测电流的相间不平衡的机构，进行臂熔丝的熔断检测电路的说明。
正侧U相积分值运算电路601被输入逆变器的U相输出电流Iu_F，经由将下限值设为0的限制器电路601a，由积分电路601b进行积分。由上述积分电路601b计算出的积分值被从复位信号502按照每周期T输出的复位信号清空，将初始值设为0。这样，计算出逆变器的U相输出的周期T期间(1个循环)的正方向的电流的积分值。将该值称作正侧U相积分值。积分电路601b的输出成为正侧U相积分值运算电路601的输出。从正侧U相积分值运算电路601输出的正侧U相积分值被向减法电路607的正(+)侧端子输出。
与正侧U相积分值的计算方法同样，正侧V相积分值运算电路602计算逆变器的V相输出电流Iv_F的正侧电流的周期T期间的积分值。将该值称作正侧V相积分值。将计算出的正侧V相积分值向减法电路607及610的负(﹣)侧端子输出。
进而同样，正侧W相积分值运算电路603计算逆变器的W相输出电流Iw_F的正侧电流的周期T期间的积分值。将该值称作正侧W相积分值。将计算出的正侧W相积分值向减法电路610的正(+)侧端子输出。
负侧U相积分值运算电路604被输入逆变器的U相输出电流Iu_F，经由以上限值为0的限制器电路604a，由积分电路604b进行积分。由上述积分电路604b计算出的积分值被从复位信号502按照每周期T输出的复位信号清空，将初始值设为0。这样，计算出逆变器的U相输出的周期T期间(1个循环)的负方向的电流的积分值。将该值称作负侧U相积分值。积分电路604b的输出成为负侧U相积分值运算电路604的输出。将从负侧U相积分值运算电路604输出的正侧U相积分值向减法电路613的正(+)侧端子输出。
与负侧U相积分值的计算方法同样，负侧V相积分值运算电路605计算逆变器的V相输出电流Iv_F的负侧电流的周期T期间的积分值。将该值称作负侧V相积分值。计算出的负侧V相积分值被向减法电路613及616的负(﹣)侧端子输出。
进而同样，负侧W相积分值运算电路606计算逆变器的W相输出电流Iw_F的负侧电流的周期T期间的积分值。将该值称作负侧W相积分值。计算出的负侧W相积分值被向减法电路616的正(+)侧端子输出。
减法电路607计算正侧U相积分值和正侧V相积分值的差，向绝对值计算电路609输出。绝对值计算电路608由于正侧U相积分值和正侧V相积分值都是正值，但减法电路607的减法结果可以取正、负的值，所以计算从减法电路607输出的正侧U相积分值与正侧V相积分值的差的绝对值并输出(第1电流不平衡计算机构)。
比较器609比较被输入到端子A的绝对值计算电路608的输出(轻负载时的纹波电流)是否是被输入到端子B的阈值以上。比较的结果被从比较器609的端子C输出，向逻辑或627的端子A输入。
上述阈值通过以下所示的方法进行设定。由绝对值计算电路619给出的电流指令值I_R被滤波器620平滑化，再被比例电路621乘以比例增益K3，作为阈值向比较器609的B端子输入(第2阈值决定机构)。即，比较器609的阈值被设定为与电流指令值I_R成比例的值。
滤波器620是一次延迟元件，以将高频噪声除去为目的而使用。
由于在通常负载时使用的第1臂熔丝熔断部50与在轻负载时使用的第2臂熔丝熔断部60所使用的频率不同，所以优选的是选择与使用的负载匹配的最优的时间常数。
比较器609(第2比较器)在A端子输入(即绝对值计算电路608输出)是作为比例电路621的输出的B端子输入(第2阈值)以上的情况下，将输出设为1(高电平、High Level)。
这样，基于正侧U相积分值与正侧V相积分值的差得到的臂熔丝熔断检测结果被向逻辑或627的端子A输入。
减法电路610计算正侧W相积分值与正侧V相积分值的差。对于减法电路610的差，由绝对值计算电路611计算差的绝对值(第2电流不平衡计算机构)，向比较器612(第3比较器)的端子A输入。从比较器612的端子A向逻辑或627的端子B输入。绝对值计算电路611及比较器612的动作与上述绝对值计算电路608及比较器609的动作是同样的，所以省略其说明。
与负侧U相积分值的计算方法同样，负侧V相积分值运算电路605计算逆变器的V相输出电流Iv_F的负侧(不超过上限限制器的负侧)电流的周期T期间的积分值。将计算出的正侧V相积分值向减法电路613及616的负(﹣)侧端子输出。
减法电路613计算负侧U相积分值与负侧V相积分值的差。对于减法电路613的差，由绝对值计算电路614计算差的绝对值(第3电流不平衡计算机构)，向比较器615(第4比较器)的端子A输入。从比较器615的端子C向逻辑或627的端子C输入。
减法电路616计算负侧W相积分值与负侧V相积分值的差。对于减法电路616的差，由绝对值计算电路617计算差的绝对值(第4电流不平衡计算机构)，向比较器618(第5比较器)的端子A输入。从比较器618的端子C向逻辑或627的端子D输入。绝对值计算电路617及比较器618的动作与上述绝对值计算电路608及比较器609的动作是同样的，所以省略其说明。
另外，并不限于上述各相积分值的组合，可以根据正侧U相积分值、上述V相积分值及上述W相积分值中的至少某2个积分值的差、以及负侧U相积分值、负侧V相积分值及负侧W相积分值的中的至少某2个积分值的差，来计算电流间的不平衡(第1至第4电流不平衡计算机构)。
对于逻辑与622的端子A，将在图3中说明的切换信号(1：通常负载，0：轻负载)由反转电路704反转而输入。在轻负载时的臂熔丝熔断检测时，作为切换信号而从比较器703(第6比较器)输出0(低电平、Low Level)，但被反转电路704反转而向逻辑与622的端子A输入。
逻辑与622的输出信号被向断开延迟器624输入，进而其输出被向导通延迟器626输入。
从相位检测电路501输出的逆变器输出的基本波的周期T被比例电路623乘以增益K4，作为断开延迟器624的断开延迟时间的设定值而输入。进而，从相位检测电路501输出的逆变器输出的基本波的周期T被比例电路625乘以增益N2，作为导通延迟器626的导通延迟时间的设定值而输入。
增益K2的设定与上述的增益K1的设定同样，在臂熔丝熔断的情况下，逻辑与622的输出在T1的周期内为断续信号，但设定为连续化的信号。此外，增益N2的设定与增益N1同样设定为，在几个循环(第2循环)的信号继续的情况下，导通延迟器626输出臂熔丝熔断信号。
断开延迟器624及导通延迟器626的动作与上述的断开延迟器515及导通延迟器517的动作是同样的，所以省略说明。
上述导通延迟器2的输出信号被向臂熔丝熔断检测输出部80的逻辑或801的端子B输入，从逻辑或801的端子C臂熔丝熔断检测信号(INV_PH_LOSS)被输出。
在从逻辑或801的端子C输出了臂熔丝熔断检测信号(INV_PH_LOSS)的情况下，由未图示的保护电路进行适当的保护连动。
如以上这样，根据实施例，在通常负载时及轻负载时都能够可靠地检测臂熔丝的熔断。
如以上说明，根据本发明的实施例，由于不使用微动开关就能够根据电力变换装置的输出电流来检测臂熔丝熔断，所以能够提供具备能够防止因微动开关的误检测造成的将电力变换装置停止等的误动作的臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置。
标号说明
1 变换器部；
2 逆变器部；
3 电流检测部；
4 控制部；
5 臂熔丝熔断检测部；
50 第1臂熔丝熔断检测部；
501 相位检测电路；
502 复位信号发生电路；
503 DQ变换电路；
504 绝对值计算电路；
506 最大值保持电路；
508 最小值保持电路；
509 减法电路；
512 比较器1；
60 第2臂熔丝熔断检测部；
601 正侧U相积分值运算电路；
602 正侧V相积分值运算电路；
603 正侧W相积分值运算电路；
601 负侧U相积分值运算电路；
602 负侧V相积分值运算电路；
603 负侧W相积分值运算电路；
608、611、614、617 绝对值计算电路；
609、612、615、618 比较器；
70 切换部；
703 比较器。

Claims (3)

1.一种具备臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置，其特征在于，
具备：
逆变器，接受电源的供给，将交流电动机进行可变速驱动；
臂熔丝，装备在构成上述逆变器的U相臂、V相臂及W相臂的各相臂；以及
第1臂熔丝熔断检测机构，检测上述臂熔丝的熔断；
上述第1臂熔丝熔断检测机构具备：
电流检测部，检测上述逆变器的3相的输出电流；
变换电路，将由上述电流检测部检测出的3相的电流变换为相互正交的2轴的电流成分并输出；
第1绝对值计算电路，根据上述变换电路的输出计算其绝对值；
第1纹波电流计算机构，按照上述逆变器输出的基本波的每周期T期间，根据上述第1绝对值计算电路计算出的绝对值所表示的最大值及最小值的差，计算纹波电流；
第1比较器，将上述第1纹波电流计算机构计算出的纹波电流与所设定的第1阈值进行比较；以及
第1阈值决定机构，对上述逆变器的电流指令值乘以预先设定的第1系数来决定上述第1阈值；
上述第1比较器在通常负载时的纹波电流为上述第1阈值以上时进行动作；
当上述第1比较器进行动作且上述第1比较器持续了以上述逆变器输出的基本波为基准的预先设定的第1期间时，判定为第1臂熔丝熔断。
2.如权利要求1所述的具备臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置，其特征在于，
还具备检测上述臂熔丝的熔断的第2臂熔丝熔断检测机构，
上述第2臂熔丝熔断检测机构具备：
正侧U相积分值运算电路、正侧V相积分值运算电路及正侧W相积分值运算电路，将上述逆变器输出的基本波的1个循环的逆变器各相的输出电流的正方向成分以相单位进行积分；
负侧U相积分值运算电路、负侧V相积分值运算电路及负侧W相积分值运算电路，将上述逆变器输出的基本波的1个循环的逆变器各相的输出电流的负方向成分以相单位进行积分；
第1至第4电流不平衡计算机构，具备根据上述正侧U相积分值运算电路运算出的正侧U相积分值、上述正侧V相积分值运算电路运算出的正侧V相积分值及上述正侧W相积分值运算电路运算出的正侧W相积分值中的至少某2个积分值的差、以及上述负侧U相积分值运算电路运算出的负侧U相积分值、上述负侧V相积分值运算电路运算出的负侧V相积分值及上述负侧W相积分值运算电路运算出的负侧W相积分值中的至少某2个积分值的差而输出电流的不平衡、进而计算其绝对值的电路；
第2至第5比较器，将上述第1至第4电流不平衡计算机构的输出与所设定的第2阈值进行比较；以及
第2阈值决定机构，对上述逆变器的电流指令值乘以预先设定的第2系数来决定第2阈值；
上述第2至第5比较器在上述第1至第4电流不平衡计算机构的输出为上述第2阈值以上时进行动作；
当上述第2至第5比较器的任一个进行动作且上述第2比较器持续了以上述逆变器输出的基本波为基准的预先设定的第2期间时，判定为第2臂熔丝熔断。
3.如权利要求2所述的具备臂熔丝熔断检测机构的电力变换装置，其特征在于，
还具备将上述逆变器的输出电流与预先设定的轻负载设定值进行比较的第6比较器，
上述第6比较器在上述逆变器的输出电流为上述轻负载设定值以上时进行动作；
当上述第6比较器进行动作时判断为通常负载；
当上述第6比较器不进行动作时判断为轻负载；
在上述通常负载时选择上述第1臂熔丝熔断检测机构，在上述轻负载时选择上述第2臂熔丝熔断检测机构。
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