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Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wandler, welcher eine Wechselspannung in eine Gleichspannung wandelt, und eine Energiewandlungsvorrichtung.
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Hintergrund
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Einige Energiewandlungsvorrichtungen sind aus einem 12-Phasen-Gleichrichter-Transformator gebildet, um zu verhindern, dass Harmonische aus dem Wechselstromsystem austreten. Bei 12-Phansen-Gleichrichter-Transformatoren gibt es Konfigurationen, in denen die Primärseite als eine Y-Verbindung ausgebildet ist und die Sekundärseite als eine Dreiecksverbindung (Δ-Verbindung) und eine Y-Verbindung ausgebildet ist, und es gibt Konfigurationen, in denen die Primärseite als eine Dreiecksverbindung ausgebildet ist und die Sekundärseite als eine Dreiecksverbindung und eine Y-Verbindung ausgebildet ist. Ein 12-Phasen-Gleichrichter-Transformator führt eine 12-Phasen-Gleichrichtung durch, indem auf der Sekundärseite ein 3-phasiger Wechselstrom mit einer Phasendifferenz von 30° so erzeugt wird, dass eine Vollwellengleichrichtung durchgeführt werden kann (siehe Patentdokument 1).
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Zitierungsliste
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2008-295155
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Wenn auf der Sekundärseite eines 12-Phasen-Gleichrichter-Transformators eine Differenz zwischen der von der Dreiecksverbindung ausgegebenen Wechselspannung und der von der Y-Verbindung ausgegebenen Wechselspannung ein Ungleichgewicht zwischen dem in der Diodenbrücke auf der Dreiecksverbindungsseite fließenden Stroms und dem in der Diodenbrücke auf der Y-Verbindungsseite fließenden Stroms verursacht, konzentriert sich der Strom in einer der zwei Diodenbrücken. Wenn dieser Zustand für eine lange Zeitdauer besteht, kann die Diodenbrücke, in der sich der Strom konzentriert, durch Hitze beschädigt werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme gemacht und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Wandler und eine Energiewandlungsvorrichtung bereitzustellen, welche ein Ungleichgewicht detektierten kann, das zwischen dem in der Diodenbrücke auf der Dreiecksverbindungsseite fließenden Strom und dem in der Diodenbrücke auf der Y-Verbindungsseite fließenden Strom auftritt.
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Lösung des Problems
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Um das Problem zu lösen und das oben genannte Ziel zu erreichen, betrifft die vorliegende Erfindung einen Wandler, welcher enthält: eine Wandlerschaltung, welche eine von einer Dreiecksverbindung und einer Y-Verbindung bereitgestellte Wechselspannung in eine Gleichspannung wandelt, wobei die Dreiecksverbindung und die Y-Verbindung zwei Systeme eines 12-Phasen-Gleichrichter-Transformators sind; einen Stromdetektor, welcher einen von der Wandlerschaltung ausgegebenen, in einem DC-Bus geführten Strom detektiert; und eine Ungleichgewicht-Detektionseinheit, welche das Auftreten eines Ungleichgewichts zwischen einem von der Dreiecksverbindung ausgegebenen und von dem Stromdetektor detektierten Strom und einem von der Y-Verbindung ausgegebenen und von dem Stromdetektor detektierten Strom detektiert.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Ein Wandler gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Ungleichgewicht zwischen dem in der Diodenbrücke auf der Dreiecksverbindungsseite fließenden Strom und dem in der Diodenbrücke auf der Y-Verbindungsseite fließenden Strom detektierten.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Wandlers gemäß einer ersten Ausführungsform.
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2 ist ein Diagramm, welches eine beispielhafte Betriebsweise des Wandlers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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3 ist eine Seitenansicht eines Diodenmoduls gemäß der ersten Ausführungsform.
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4 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Wandlers gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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5 ist ein Diagramm, welches eine beispielhafte Betriebsweise des Wandlers gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Beispielhafte Ausführungsformen eines Wandlers und einer Energiewandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Teil mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
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Erste Ausführungsform.
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1 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines Wandlers 1 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. 2 ist ein Diagramm, welches eine beispielhafte Betriebsweise des Wandlers 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 3 ist eine Seitenansicht eines Diodenmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
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Der Wandler 1 wandelt von einem 12-Phasen-Gleichrichter-Transformator 2 bereitgestellte Wechselspannungen in eine Gleichspannung und stellt diese Gleichspannung einem Inverter 3 bereit. Der Inverter 3 wandelt die Gleichspannung in Wechselspannungen und stellt die Wechselspannungen einem Elektromotor 4 bereit. In der ersten Ausführungsform ist die Primärseite des 12-Phasen-Gleichrichter-Transformators 2 als eine Dreiecksverbindung ausgebildet; jedoch kann die Primärseite als eine Y-Verbindung ausgebildet sein.
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Der Wandler 1 enthält eine Wandlerschaltung 11, welche eine Wechselspannung in eine Gleichspannung wandelt; einen Stromdetektor 12, welcher den Strom in einem DC-Bus detektiert; eine Ungleichgewicht-Detektionseinheit 13, welche ein Stromungleichgewicht detektiert, eine DC-Drossel 14, welche eine Restwellenkomponente reduziert; und einen Glättungskondensator 15, welcher die Spannung glättet.
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Die Wandlerschaltung 11 wandelt eine Wechselspannung in eine Gleichspannung. Die Wechselspannung wird von der Dreiecksverbindung und der Y-Verbindung bereitgestellt, welche zwei Systeme des 12-Phasen-Gleichrichter-Transformators 2 sind. Die Wandlerschaltung 11 enthält eine Diodenbrücke 21, welche eine Vollwellengleichrichtung an der Ausgabespannung der Dreiecksverbindung durchführt, und eine Diodenbrücke 22, welche eine Vollwellengleichrichtung an der Ausgabespannung der Y-Verbindung durchführt. Die Diodenbrücke 21 enthält sechs Diodenelemente 21a, 21b, 21c, 21d, 21e und 21f. Die Diodenbrücke 22 enthält sechs Diodenelemente 22a, 22b, 22c, 22d, 22e und 22f. In der nachfolgenden Beschreibung werden die Diodenelemente 21a, 21b, 21c, 21d, 21e und 21f und die Diodenelemente 22a, 22b, 22c, 22d, 22e und 22f als eine „Diodenelementgruppe” bezeichnet.
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Der Stromdetektor 12 detektiert den Strom im DC-Bus, welcher von der Wandlerschaltung 11 ausgegeben wird, und gibt einen detektierten Detektionswert an die Ungleichgewicht-Detektionseinheit 13 aus. In der ersten Ausführungsform ist der Stromdetektor 12 an einem Abschnitt vor der DC-Drossel 14 bereitgestellt. Der Stromdetektor 14 kann jedoch in einem Abschnitt hinter der DC-Drossel 14 bereitgestellt sein. Ferner ist die Primärseite des 12-Phasen-Gleichrichter-Transformators 2 als eine Dreiecksverbindung ausgebildet, sie kann jedoch auch als eine Y-Verbindung ausgebildet sein.
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Die Ungleichgewicht-Detektionseinheit 13 detektiert basierend auf dem von dem Stromdetektor 12 detektierten Detektionswert, dass ein Stromungleichgewicht aufgetreten ist. Eine detaillierte Konfiguration der Ungleichgewicht-Detektionseinheit 13 wird später beschrieben.
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Die DC-Drossel 14 glättet den von der Wandlerschaltung 11 gleichgerichteten Gleichstrom, um eine Restwellenkomponente zu reduzieren.
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Der Glättungskondensator 15 glättet die Gleichspannung, indem die Restwellenkomponente der von der Wandlerschaltung 11 ausgegebenen Gleichspannung entfernt wird.
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Eine spezielle Konfiguration der Ungleichgewicht-Detektionseinheit 13 wird nun beschrieben. Die Ungleichgewicht-Detektionseinheit 13 enthält eine Gleichstrom-Detektionseinheit 31, welche einen Gleichstrom S3 detektiert; eine Spitzenwert-Detektionseinheit 32, welche einen Spitzenwert detektiert; eine Tiefstwert-Detektionseinheit 33, welche einen Tiefstwert detektiert; eine Differenz-Detektionseinheit 34, welche eine Differenz S5 zwischen dem Spitzenwert und dem Tiefstwert detektiert; eine Einstelleinheit 35, welche einen Schwellwert S4 einstellt; eine Vergleichseinheit 36, welche die Ausgabe der Differenz-Detektionseinheit 34 mit der Ausgabe der Einstelleinheit 35 vergleicht; und eine Signalausgabeeinheit 37, welche ein Warnsignal S6 ausgibt.
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Die Gleichstrom-Detektionseinheit 31 detektiert den Gleichstrom S3 auf Basis des Detektionswertes, welcher von dem Stromdetektor 12 detektiert wird.
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Die Spitzenwert-Detektionseinheit 32 detektiert den Spitzenwert des von der Gleichstrom-Detektionseinheit 31 detektierten Gleichstroms S3. Die Spitzenwert-Detektionseinheit 32 erzeugt auf Basis des detektierten Spitzenwertes ein Spitzenwert-Haltesignal S1.
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Die Tiefstwert-Detektionseinheit 33 detektiert den Tiefstwert des von der Gleichstrom-Detektionseinheit 31 detektierten Gleichstroms S3. Die Tiefstwert-Detektionseinheit 33 erzeugt auf Basis des detektierten Tiefstwerts ein Tiefstwert-Haltesignal S2.
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Die Differenz-Detektionseinheit 34 detektiert auf Basis des Spitzenwert-Haltesignals S1 und des Tiefstwert-Haltesignals S2 die Differenz S5 zwischen dem Spitzenwert und dem Tiefstwert.
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Die Einstelleinheit 35 stellt den Schwellwert S4 für die Differenz zwischen dem Spitzenwert und dem Tiefstwert des Gleichstroms ein und gibt den Schwellwert S4 an die Vergleichseinheit 36 aus.
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Die Vergleichseinheit 36 vergleicht den von der Einstelleinheit 35 eingestellten Schwellwert S4 mit der von der Differenz-Detektionseinheit 34 detektierten Differenz S5.
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Als ein Ergebnis des von der Vergleichseinheit 36 durchgeführten Vergleichs gibt die Signalausgabeeinheit 37 ein Warnsignal S6 an den Inverter S3 aus, wenn die von der Differenz-Detektionseinheit 34 detektierte Differenz S5 den von der Einstelleinheit 35 eingestellten Schwellwert S4 überschreitet. Der Inverter 3 stoppt basierend auf der Eingabe des Warnsignals S6 den Betrieb des Elektromotors 4.
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Es wird ein Fall beschrieben, in welchem zu einem Zeitpunkt t1 eine Differenz zwischen einer von der Dreiecksverbindung ausgegebenen Wechselspannung und einer von der Y-Verbindung ausgegebenen Wechselspannung, welche die Sekundärseite des 12-Phasen-Gleichrichter-Transformators 2 bilden, erzeugt wird und ein Ungleichgewicht zwischen dem in der Diodenbrücke 21 fließenden Strom und dem in der Diodenbrücke 22 fließenden Strom auftritt. Es wird angenommen, dass dies ein Fall ist, indem sich der Strom in der Diodenbrücke 21 konzentriert.
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Wenn, wie in 2(a) gezeigt, ein Ungleichgewicht zwischen dem in der Diodenbrücke 21 fließenden Strom und dem in der Diodenbrücke 22 fließenden Strom beim Zeitpunkt t1 auftritt, ist ein in der Diodenbrücke 21 fließender Strom I1 verringert und ein in der Diodenbrücke 22 fließender Strom I2 ist erhöht, verglichen mit dem Fall, in dem diese Ströme im Gleichgewicht sind. Wie in 2(b) gezeigt, tritt dieses Ungleichgewicht auf, weil eine Restwellenkomponente in dem von der Gleichstrom-Detektionseinheit 31 ausgegebenen Gleichstrom S3 sich mit einer Erhöhung einer Restwellenkomponente des von der Wandlerschaltung 11 ausgegebenen Stroms in dem DC-Bus erhöht.
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Wenn ein Ungleichgewicht zwischen dem in der Diodenbrücke 21 fließenden Strom und dem in der Diodenbrücke 22 fließenden Strom auftritt, nimmt die Differenz S5 zwischen dem Spitzenwert-Haltesignal S1 und dem TiefstwertHaltesignal S2, wie in 2(b) gezeigt, zu, weil das von der Spitzenwert-Detektionseinheit 32 ausgegebene Spitzenwert-Haltesignal S1 zunimmt und das von der Tiefstwert-Detektionseinheit 33 ausgegebene Tiefstwert-Haltesignal S2 abnimmt.
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Die Vergleichseinheit 36 vergleicht den von der Einstelleinheit 35 eingestellten Schwellwert S4 mit der von der Differenz-Detektionseinheit 34 detektierten Differenz S5 und gibt das Vergleichsergebnis an die Signalausgabeeinheit 37 aus. Für die erste Ausführungsform wird, wie in 2(b) gezeigt, ein Fall angenommen, in dem die Differenz S5 den Schwellwert S4 zu einem Zeitpunkt t2 überschreitet.
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Wenn die Signalausgabeeinheit 37 basierend auf dem Vergleichsergebnis der Vergleichseinheit 36 detektiert, dass die Differenz S5 den Schwellwert S4 überschritten hat, gibt die Signalausgabeeinheit 37 das Warnsignal S6 an den Inverter 3 aus, wie in 2(c) gezeigt.
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Der Inverter 3 stoppt den Betrieb des Elektromotors 4 basierend auf dem Warnsignal S6. Indem der Inverter 3 den Betrieb des Elektromotors 4 stoppt, wird der der Diodenbrücke 21 und der Diodenbrücke 22 zugeführte Strom null.
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Dementsprechend kann, wenn ein Ungleichgewicht zwischen dem in der Diodenbrücke 21 auf der Dreiecksverbindungsseite fließenden Strom und dem in der Diodenbrücke 22 auf der Y-Verbindungsseite fließenden Strom auftritt, der Wandler 1 das Stromungleichgewicht unter Verwendung der Ungleichgewicht-Detektionseinheit 13 innerhalb einer kurzen Zeitdauer detektieren. Wenn durch die Ungleichgewicht-Detektionseinheit 13 ein Stromungleichgewicht detektiert wird, gibt der Wandler 1 das Warnsignal S6 an den Inverter 3 aus, um hierdurch den Betrieb des Elektromotors 4 zu stoppen. Dementsprechend kann eine lang andauernde, in einer der Diodenbrücken auftretende Stromkonzentration verhindert werden und eine Beschädigung der Diodenbrücke, in der sich der Strom konzentriert, durch Hitze kann verhindert werden.
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Das Diodenmodul 100, welches aus der Diodenbrücke 21 und der Diodenbrücke 22 gebildet ist, wird nun beschrieben. 3 ist eine Seitenansicht des Diodenmoduls 100. In dem Diodenmodul 100 sind eine auf einem Substrat 101 gebildete Kupferverdrahtung 102 und die Diodenelementgruppe miteinander durch ein Lötmittel 103 verbunden. Das Diodenmodul 100 ist mit einer Kühlrippe 105 über eine hitzeleidende Schmiere 104 verbunden. Ein Temperatursensor 106, welcher die Umgebungstemperatur detektiert, ist an der Kühlrippe 105 angebracht.
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Es ist möglich, eine Konfiguration zu entwerfen, in der, wenn die von dem Temperatursensor 106 detektierte Temperatur einen eingestellten Wert überschreitet, der Wandler 1 feststellt, dass eine unnormale Hitze in der Diodenbrücke 21 oder der Diodenbrücke 22 erzeugt wird, und daher detektiert, dass ein Stromungleichgewicht vorliegt. Wenn die Diodenbrücke 21 und die Diodenbrücke 22 integral in dem Diodenmodul 100 gebildet sind, nimmt jedoch bei einer solchen Konfiguration, selbst wenn die Hitzeerzeugung in einer der Diodenbrücke auftritt, die Temperatur aufgrund von Wärmeausbreitung oder aufgrund der Übertragung von Hitze auf die Kühlrippe 105 mit einer großen Wärmekapazität eine Durchschnittstemperatur an. Daher kann der Wandler 1 die Hitzeerzeugung nicht detektieren oder er benötigt zu lange, die Hitzeerzeugung zu detektieren.
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Daher detektiert der Wandler 1 gemäß der ersten Ausführungsform, um den Betrieb des Elektromotors 4 zu stoppen, ein Stromungleichgewicht innerhalb einer kurzen Zeitdauer, so dass sich die Wärmeausbreitung zwischen der Diodenbrücke 21 und der Diodenbrücke 22 sowie die Wärmekapazität der Kühlrippe 105 nicht auswirken. Somit kann der Wandler 1 eine Beschädigung der Diodenbrücke durch Hitze verhindern.
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Es ist bekannt, dass eine wiederholte Temperaturerhöhung über ein oberes Limit und die wiederholte Temperaturverringerung unter ein unteres Limit ein Ermüdungsversagen der Diodenelementgruppe verursacht. Weil der Wandler 1 gemäß der ersten Ausführungsform den Betrieb des Elektromotors 4 durch die Detektion eines Stromungleichgewichts innerhalb einer kurzen Zeitdauer stoppt, kann das Ermüdungsversagen der Diodenelementgruppe verhindert werden, indem eine Temperaturerhöhung über das obere Limit verhindert wird.
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Zweite Ausführungsform.
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4 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines Wandlers 5 gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. 5 ist ein Diagramm, welches eine beispielhafte Betriebsweise des Wandlers gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Der Wandler 5 wandelt eine von dem 12-Phasen-Gleichrichter-Transformator 2 bereitgestellte Wechselspannung in eine Gleichspannung und stellt diese Gleichspannung dem Inverter 3 bereit. Der Inverter 3 wandelt die Gleichspannung in eine Wechselspannung und stellt diese Wechselspannung dem Elektromotor 4 bereit. In der zweiten Ausführungsform ist die Primärseite des 12-Phasen-Gleichrichter-Transformators 2 als eine Dreiecksverbindung ausgebildet; alternativ kann die Primärseite jedoch als eine Y-Verbindung ausgebildet sein.
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Der Wandler 5 enthält die Wandlerschaltung 11, welche eine Wechselspannung in eine Gleichspannung wandelt; den Stromdetektor 12, welcher einen Strom in dem DC-Bus detektiert; eine Ungleichgewicht-Detektionseinheit 41, welche ein Stromungleichgewicht detektiert; die DC-Drossel 14, welche eine Restwellenkomponente reduziert; und den Glättungskondensator 15, welcher die Spannung glättet.
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Der Wandler 5 gemäß der zweiten Ausführungsform und der Wandler 1 gemäß der ersten Ausführungsform unterscheiden sich hinsichtlich der Konfigurationen der Ungleichgewicht-Detektionseinheit 41 und der Ungleichgewicht-Detektionseinheit 13. Die Konfiguration der zweiten Ausführungsform ist mit Ausnahme der Ungleichgewicht-Detektionseinheit 41 dieselbe wie die der ersten Ausführungsform. Daher werden die selben Bezugszeichen verwendet und auf die Beschreibung gleicher Elemente wird verzichtet. Die Konfiguration der Ungleichgewicht-Detektionseinheit 41 wird nachfolgend beschrieben.
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Die Ungleichgewicht-Detektionseinheit 41 detektiert basierend auf einem von den Stromdetektor 12 detektierten Detektionswert, dass ein Stromungleichgewicht aufgetreten ist. Die Ungleichgewicht-Detektionseinheit 41 enthält eine Gleichstrom-Detektionseinheit 51, welche einen Gleichstrom S11 detektiert; eine Restwellenfrequenz-Berechnungseinheit 52, welche die Restwellenfrequenz S12 des Gleichstroms S11 berechnet; eine Mittelwert-Berechnungseinheit 53, welche einen Mittelwert S13 des Gleichstroms S11 berechnet; eine Einstelleinheit 54, welche einen Schwellwert S14 einstellt; eine Stromungleichgewicht-Detektionseinheit 55, welche das Auftreten eines Stromungleichgewichts detektiert; und eine Signalausgabeeinheit 56, welche ein Warnsignal S15 ausgibt.
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Die Gleichstrom-Detektionseinheit 51 detektiert auf Basis eines von dem Stromdetektor 12 detektierten Detektionswerts den Gleichstrom S11.
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Die Restwellenfrequenz-Berechnungseinheit 52 berechnet die Restwellenfrequenz S12 des durch die Gleichstrom-Detektionseinheit 51 detektierten Gleichstroms S11. Die Restwellenfrequenz S12 des Gleichstroms, welche von der Restwellenfrequenz-Berechnungseinheit 52 berechnet wird, wird nun beschrieben.
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Dem Wandler 5 werden Wechselspannungen von dem 12-Phasen-Gleichrichter-Transformator 2 bereitgestellt. Dementsprechend nimmt die von der Restwellenfrequenz-Berechnungseinheit 52 berechnete Rechtswellenfrequenz S12 in einem Gleichgewichtszustand den Wert 12-Mal den Wert der Energieversorgungsspannungsfrequenz an. Wenn jedoch ein Ungleichgewicht zwischen dem in der Diodenbrücke 21 fließenden Strom und dem in der Diodenbrücke 22 fließenden Strom auftritt, da reduziert sich die von der Restwellenfrequenz-Berechnungseinheit 52 berechnete Restwellenfrequenz S12 auf 6-Mal den Wert der Energieversorgungsspannungsfrequenz. Ein von der Messgenauigkeit abhängiger Messfehler der Restwellenfrequenz kann auftreten, die Restwellenfrequenz wird jedoch 6-Mal oder 12-Mal den Wert der Energieversorgungsspannungsfrequenz annehmen.
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Die Mittelwert-Berechnungseinheit 53 berechnet den Mittelwert S13 des von der Gleichstrom-Detektionseinheit 51 detektierten Gleichstroms S11. Die Einstelleinheit 54 stellt den Schwellwert S14 ein.
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Wenn detektiert wird, dass die Restwellenfrequenz S12 des Gleichstroms, welche von Restwellenfrequenz-Berechnungseinheit 52 berechnet wird, nicht 12-Mal die Energieversorgungsspannungsfrequenz ist und dass der Mittelwert S13 des Gleichstroms, welcher von der Mittelwert-Berechnungseinheit 53 berechnet wird, den von der Einstelleinheit 54 eingestellten Schwellwert S14 überschritten hat, detektiert die Stromungleichgewicht-Detektionseinheit 55 basierend auf dem von dem Stromdetektor 12 detektierten Detektionswert, dass ein Stromungleichgewicht aufgetreten ist.
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Wenn die Stromungleichgewicht-Detektionseinheit 55 ein Stromungleichgewicht detektiert, gibt die Signalausgabeeinheit 56 ein Warnsignal S15 an den Inverter 3 aus. Der Inverter 3 stoppt den Betrieb des Elektromotors 4 basierend auf der Eingabe des Warnsignals S15.
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In dem hier beschriebenen Fall wird angenommen, dass ein Ungleichgewicht zwischen dem in der Diodenbrücke 21 fließenden Strom und dem in der Diodenbrücke 22 fließenden Strom zum Zeitpunkt t1 auftritt und dann, zum Zeitpunkt t2, in der Diodenbrücke 21 oder der Diodenbrücke 22 eine Erzeugung großer Hitze stattfindet.
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Zum Zeitpunkt t1, wenn das Ungleichgewicht zwischen dem in der Diodenbrücke 21 fließenden Strom und dem in der Diodenbrücke 22 fließenden Strom auftritt, nimmt, wie in 5(a) gezeigt, die Restwellenkomponente des von der Gleichstrom-Detektionseinheit 51 detektierten Gleichstroms S11 im Vergleich zu einem Fall zu, in dem kein Stromungleichgewicht auftritt.
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Wenn der Elektromotor 4 eine geringe Last aufweist und der Wellenlast gering ist, kann, weil der sich in einer der Diodenbrücken 21 und 22 konzentrierende Strom gering ist, angenommen werden, dass die Wahrscheinlichkeit, die Diodenelementgruppe durch Hitze zu beschädigen, gering ist.
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Wenn jedoch angenommen wird, dass die Last am Elektromotor 4 hoch ist und der Wellenlast groß ist, ist der in der Wandlerschaltung 11 gleichgerichtete Strom groß und die in einer der Diodenbrücken 21 und 22 auftretende Stromkonzentration ist ebenfalls hoch, wodurch die Wahrscheinlichkeit, die Diodenelementgruppe durch Hitze zu beschädigen, zunimmt.
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Wenn die von der Restwellenfrequenz-Berechnungseinheit 52 berechnete Restwellenfrequenz S12 des Gleichstroms als nicht einen Wert von 12-Mal den Wert der Energieversorgungsspannungsfrequenz aufweisend detektiert wird, d. h. wenn die Restwellenfrequenz S12 einen Wert von 6-Mal den Wert der Energieversorgungsspannungsfrequenz aufweist, und der von der Mittelwert-Berechnungseinheit 53 berechnete Mittelwert S13 des Gleichstroms S11 den von der Einstelleinheit 54 eingestellten Schwellwert S14 überschreitet, dann bestimmt die Stromungleichgewicht-Detektionseinheit 55 basierend auf dem von dem Stromdetektor 12 detektierten Detektionswert, dass ein Stromungleichgewicht aufgetreten ist, wie in den 5(b) und 5(c) gezeigt. Bei der zweiten Ausführungsform wird angenommen, dass ein Stromungleichgewicht zu einem Zeitpunkt t3 detektiert wird.
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Wenn die Stromungleichgewicht-Detektionseinheit 55, wie in 5(d) gezeigt, ein Stromungleichgewicht detektiert, gibt die Signalausgabeeinheit 56 ein Warnsignal S15 an den Inverter 3 aus.
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Der Inverter 3 stoppt den Betrieb des Elektromotors 4 basierend auf dem Warnsignal S15. Indem der Inverter 3 den Betrieb des Elektromotors 4 stoppt, wird der der Diodenbrücke 21 und der Diodenbrücke 22 des Wandler 5 zugeführte Strom Null.
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Dementsprechend kann der Wandler 5, wenn ein Ungleichgewicht zwischen dem in der Diodenbrücke 21 an der Dreiecksverbindungsseite fließenden Strom und dem in der Diodenbrücke 22 auf der Y-Verbindungseite fließenden Strom auftritt, das Stromungleichgewicht unter Verwendung der Ungleichgewicht-Detektionseinheit 41 innerhalb einer kurzen Zeitdauer detektierten. Wenn ein Stromungleichgewicht durch die Ungleichgewicht-Detektionseinheit 41 detektiert wird, gibt der Wandler 5 das Warnsignal S15 an den Inverter 3 aus, um den Betrieb des Elektromotors 4 zu stoppen. Dementsprechend kann die lange andauernde Konzentration eines Stroms in einer der Diodenbrücken verhindert werden und ein Hitzeschaden der Diodenbrücke, in der sich der Strom konzentriert, kann verhindert werden.
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Die in den obigen Ausführungsformen beschriebene Konfiguration ist lediglich ein Beispiel des Gegenstands der vorliegenden Erfindung. Die Konfiguration kann mit anderen wohlbekannten Techniken kombiniert werden und Teile davon können modifiziert oder weggelassen werden, ohne den Umfang der Erfindung zu überschreiten.
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Bezugszeichenliste
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- 1 Wandler; 2 12-Phasen-Gleichrichter-Transformator; 3 Inverter; 4 Elektromotor; 11 Wanderschaltung; 12 Stromdetektor; 13, 41 Ungleichgewicht-Detektionseinheit; 14 DC-Drossel; 15 Glättungskondensator; 21, 22 Diodenbrücke; 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f Diodenelement; 31, 51 Gleichstrom-Detektionseinheit; 32 Spitzenwert-Detektionseinheit; 33 Tiefstwert-Detektionseinheit; 34 Differenz-Detektionseinheit; 35, 54 Einstelleinheit; 36 Vergleichseinheit; 37, 56 Signalausgabeeinheit; 52 Restwellenfrequenz-Berechnungseinheit; 53 Mittelwert-Berechnungseinheit; 55 Stromungleichgewicht-Detektionseinheit
