CN204361909U

CN204361909U - 电力转换装置

Info

Publication number: CN204361909U
Application number: CN201420416531.4U
Authority: CN
Inventors: 前田伸久; 毛利江鸣; 松永俊祐; 增山诗织; 栗田将纪
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2024-07-25
Also published as: JP2015035894A

Abstract

本实用新型提供无论电动机是牵引状态还是再生状态，均能够检测电源的缺相的电力转换装置。该电力转换装置包括：检测逆变装置的缺相的逆变装置缺相检测部；检测电源再生转换装置的缺相的电源再生转换装置缺相检测部；检测流过上述逆变装置的电流的逆变装置电流检测部；检测流过上述电源再生转换装置的电流的电源再生转换装置电流检测部；和基于电动机的运转状态切换上述逆变装置缺相检测部和上述电源再生转换装置的缺相检测切换部。

Description

电力转换装置

技术领域

本实用新型涉及电力转换装置。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，有日本特开2004-23878号公报(专利文献1)。其中记载有“具备低电压检测单元，该低电压检测单元对三相全波整流后的检测电压与预定的低电压电平进行比较，在检测电压低于低电压电平时输出低电压检测信号，在预定的时间内产生比预定的次数多的低电压检测信号的情况下，判断为电源的缺相，由此，无论是牵引(power running)还是再生，均能够检测电源的缺相”。

图5是作为现有例的在专利文献1中公开的图。从三相交流电源1输出的三相交流电压R、S、T在三相全波整流电路2被全波整流，得到直流电压P、N。直流电压P、N经绝缘电路3绝缘后，被电平转换为检测电压VAC。检测电压VAC由比较器4与低电压电平UVL比较，在VAC为UVL以下时输出作为高电平的低电压检测信号UVS。该低电压检测信号UVS从通用端口P1输入到CPU5，执行缺相检测处理(参照摘要)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-23878号公报

实用新型内容

实用新型想要解决的技术问题

在专利文献1中公开的技术中，存在在有噪声混入三相全波整流后的直流电压的情况下，误检测为缺相的问题。因此需要绝缘变压器或高精度光耦合器，存在必须提高成本的问题。

本实用新型鉴于上述现有技术的缺点，提供无论电动机是牵引状态还是再生状态，均能够正确地检测缺相，继续安全地进行运转的电力转换装置。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本实用新型具有：检测逆变装置的缺相的逆变装置缺相检测部；检测电源再生转换装置的缺相的电源再生转换装置缺相检测部；检测流过上述逆变装置的电流的逆变装置电流检测部；检测流过上述电源再生转换装置的电流的电源再生转换装置电流检测部；和基于电动机的运转状态切换上述逆变装置缺相检测部和上述电源再生转换装置的缺相检测切换部。

实用新型效果

能够提供即使在电力转换装置发生缺相的情况下也无论是牵引还是再生均能够检测缺相、继续安全地运转的电力转换装置。

附图说明

图1是表示本实用新型的第一实施方式的电力转换装置的结构图。

图2是本实用新型的第二实施方式的电力转换装置的结构图。

图3是本实用新型的第一实施方式的电力转换装置的缺相检测切换/判定部的流程图。

图4是本实用新型的第二实施方式的电力转换装置的缺相检测切换/判定部的流程图。

图5是现有例的结构图。

附图标记的说明

1 逆变部

2 电流检测部

3 转换装置控制部

4 转换装置缺相检测部

5 缺相检测切换/判定部

5a 缺相检测切换/判定部

6 电解电容器部

7 直流母线PN间电压检测电路

8 电源电压检测电路

11 整流部

12 电流检测部

12a 电流检测部

13 逆变装置控制部

14 逆变装置缺相检测部

14a 逆变装置缺相检测部

16 电解电容器部

17 逆变部

100 商用电源

200 电源再生转换装置

300 交流电抗器部

400 逆变装置

500 电动机

具体实施方式

以下，使用附图对实施例进行说明。

(实施例1)

使用图1和图3对本实施例进行说明。

图1是表示本实用新型的第一实施方式的电力转换装置的结构图的例子，图3是在本实用新型的第一实施方式的电力转换装置的缺相检测切换/判定部5中进行切换判定的流程图。

图1的电力转换装置包括逆变装置400、电源再生转换装置200和交流电抗器300。

逆变装置400具有整流部(顺变换部)11、直流电流检测部12、电解电容器16、逆变部17、逆变装置缺相检测部14和逆变装置控制部13。

此外，电源再生转换装置200具有转换装置控制部3、转换装置缺相检测部4、缺相检测切换/判定部5、电解电容器6、直流母线PN间电压检测电路7和电源电压检测电路8。

接着，使用图1对电源再生转换装置200与逆变装置400的连接结构和动作进行说明。

逆变装置400的逆变部17的交流输出与电动机500连接，逆变装置400的直流侧与电源再生转换装置200的逆变部1的直流侧连接。在电源再生转换装置200的逆变部1的交流侧，连接有电流抑制用和电压协调用的交流电抗器300。在逆变装置400的直流母线之间连接有电解电容器16，在电源再生转换装置200的直流母线P、N，也连接有电解电容器6。逆变装置400的整流部11的交流侧与商用电源100连接。

在电动机处于牵引的情况下，将商用电源100的电源频率转换为在逆变装置400中设定的频率，驱动电动机500。当电动机500成为再生状态时，在转换装置控制部3输入由电源电压检测电路2检测到的电压值和由电压检测电路5检测到的电压值，如果该电压值的差超过阈值，则通过开关控制部3控制逆变部1的开关元件的栅极动作，将再生电力供给至商用电源100。因此，电源再生转换装置200成为电动机仅在再生时运转的装置。

图3是由缺相检测切换/判定部5进行的切换判定的流程图。在电力转换装置进行转换运转的情况下(再生状态)，将开关设定成与转换装置缺相检测部4连接，在不进行转换运转的情况下(牵引状态)，将开关设定成与逆变装置缺相检测部14连接。

此处，以下对开关切换的具体的动作进行说明。

在电动机500处于牵引状态的情况下，逆变装置400进行运转，电源再生转换装置200不进行运转。如果从再生状态变更为牵引状态，则逆变装置200成为运转状态，因此逆变装置400的运转信号从逆变装置控制部13传输至缺相检测切换判定部3，缺相检测切换判定部5将开关切换到逆变装置缺相检测部14，逆变装置缺相检测部14起效。此时，由直流电流检测部12检测到的电流值被输入逆变装置缺相检测部14，逆变装置缺相检测部14根据被输入的直流电流的最大值与最小值之差检测电源缺相。

在电动机500处于再生状态的情况下，电源再生转换装置200进行运转，逆变装置400不进行运转。如果从牵引状态变更为再生状态，则电源再生转换装置200成为运转状态，因此电源再生转换装置200的运转信号从转换装置控制部3传输至缺相检测切换判定部3，缺相检测切换判定部5将开关切换至转换装置缺相检测部4，转换装置缺相检测部4起效。

转换装置控制部3控制逆变部1的各相的上下开关元件，将来自电动机500的再生电力返回至商用电源100。由电流检测部2检测到的再生电流值被输入转换装置缺相检测部4。此外，电流检测部2，既可以检测三相的电流，也可以检测两相的电流并通过计算计算出所剩的一相的电流值。在这种情况下，因为电流检测部2、12a仅对两相的量进行检测，所以能够实现小型化和廉价。

转换装置缺相检测部4，计算出三相各自的电流值的执行值。根据其结果，在电流不平衡率为阈值以上的情况下，判断为转换装置缺相检测部4是缺相状态。转换装置缺相检测部4，能够进一步从三相各自的电流值的执行值的计算结果判断出哪一相缺相。通过将由转换装置缺相检测部4判断得出的缺相信息从转换装置缺相检测部4发送至转换装置控制部3和逆变装置控制部13，使缺相的相的开关元件停止，且将来自逆变装置400的输出频率降低，使来自电动机500的再生能量变小，使运转继续进行。

(实施例2)

图2是本实用新型的第二实施方式的电力转换装置的结构图的例子，图3是由本实用新型的第二实施方式的电力转换装置的缺相检测切换/判定部5a进行的切换判定的流程图。

对与标注有图1所示的相同的附图标记的结构具有相同功能的部分，省略说明。

在图2所述的电力转换装置400中，与图1的不同点在于，逆变装置缺相检测部14a与整流部11的商用电源100侧连接，逆变装置400根据电流波形检测缺相，以及逆变装置400具有缺相检测切换判定部5a的功能。逆变装置400将表示牵引还是再生的信息从逆变装置控制部13输入至缺相检测切换/判定部5a。在电动机500处于牵引的情况下，缺相检测切换/判定部5a将开关切换至逆变装置缺相检测部14a，由逆变缺相检测部14a检测缺相。此外，在电动机500处于再生的情况下，缺相检测切换/判定部5a将开关切换至转换装置缺相检测部4，由转换装置缺相检测部4检测缺相。

图4是本实用新型的第二实施方式的电力转换装置的缺相检测切换/判定部5a的流程图。在电力转换装置进行逆变运转的情况下(牵引状态)，将开关设定成与逆变装置缺相检测部14a连接，在不进行逆变运转的情况下(再生状态)，将开关设定成与转换装置缺相检测部4连接。

此外，转换装置缺相检测部4、逆变装置缺相检测部14a，分别计算由电流检测部2、电流检测部12a检测到的三相的电流值的执行值。此时，电流检测部2、电流检测部12a，也可以不检测三相的电流，而是检测两相的电流，并通过计算计算出所剩的一相的电流值。在这种情况下，因为电流检测部2、12a仅对两相的量进行检测，所以能够实现小型化和廉价。

转换装置缺相检测部4或逆变装置缺相检测部14a在计算出的电流值的电流不平衡率为阈值以上的情况下，判断为缺相状态。转换装置缺相检测部4能够进一步从三相的电流值的执行值的计算结果判断出哪一相缺相。通过将由转换装置缺相检测部4、逆变装置缺相检测部14a判断得出的缺相信息从转换装置缺相检测部4发送至转换装置控制部3和逆变装置控制部13，使缺相的相的开关元件停止，且将来自逆变装置400的输出频率降低，由此能够使来自电动机的再生能量变小，使运转继续进行。

另外，本实用新型并不限定于上述的实施例，而包括各种各样的变形例。例如，上述的实施例是为了易于理解地说明本实用新型而进行了详细说明，并不一定限定于包括所说明的所有结构。此外，能够将某一实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，此外，还能够在某一实施例的结构中加入其他实施例的结构。此外，能够对各实施例的结构的一部分进行其它结构的追加/削除/置换。

此外，上述的各结构、功能、处理部、处理单元等，其一部分或全部例如也可以通过利用集成电路进行设计等而由硬件实现。此外，上述的各结构、功能等也可以通过对实现处理器各自的功能的程序进行解释、执行而由软件实现。实现各功能的程序、表、文件等的信息能够存储在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)等记录装置或IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。

此外，对于控制线和信息线，示出了在说明上认为必要的部分，并不一定示出了产品的所有的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎所有的结构相互连接。

Claims

1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：

检测逆变装置的缺相的逆变装置缺相检测部；

检测电源再生转换装置的缺相的电源再生转换装置缺相检测部；

检测流过所述逆变装置的电流的逆变装置电流检测部；

检测流过所述电源再生转换装置的电流的电源再生转换装置电流检测部；和

基于电动机的运转状态切换所述逆变装置缺相检测部和所述电源再生转换装置的缺相检测切换部，

由所述逆变装置电流检测部检测到的电流值被输入所述逆变装置缺相检测部，

由所述电源再生转换装置电流检测部检测到的再生电流值被输入所述电源再生转换装置缺相检测部。

2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

该电动机的运转状态是牵引状态和再生状态之任一者。