JP2000245168A - 電力変換器システム - Google Patents
電力変換器システムInfo
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- JP2000245168A JP2000245168A JP11039573A JP3957399A JP2000245168A JP 2000245168 A JP2000245168 A JP 2000245168A JP 11039573 A JP11039573 A JP 11039573A JP 3957399 A JP3957399 A JP 3957399A JP 2000245168 A JP2000245168 A JP 2000245168A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の単相電力変換器を直列接続してなる電
力変換器群を備えた電力変換システムの故障時の信頼性
を向上させる。 【解決手段】 複数のセルインバータ装置１ａ〜１ｄの
出力を直列接続してなる直列多重変換器９〜１１におい
て、セルインバータ装置１ａ〜１ｄの出力線に出力切り
離しスイッチ５を挿入するとともに、セルインバータ装
置の出力をバイパスするバイパススイッチ７を備えたバ
イパス回路を設け、検出器６により異常が検出されたと
き、故障に係るセルインバータ装置の出力切り離しスイ
ッチ５を開き、かつバイパススイッチ７を閉じることに
より、残りの健全なセルインバータ装置の直列出力によ
り負荷への電力供給を継続する。
力変換器群を備えた電力変換システムの故障時の信頼性
を向上させる。 【解決手段】 複数のセルインバータ装置１ａ〜１ｄの
出力を直列接続してなる直列多重変換器９〜１１におい
て、セルインバータ装置１ａ〜１ｄの出力線に出力切り
離しスイッチ５を挿入するとともに、セルインバータ装
置の出力をバイパスするバイパススイッチ７を備えたバ
イパス回路を設け、検出器６により異常が検出されたと
き、故障に係るセルインバータ装置の出力切り離しスイ
ッチ５を開き、かつバイパススイッチ７を閉じることに
より、残りの健全なセルインバータ装置の直列出力によ
り負荷への電力供給を継続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の単相電力変
換器を直列接続してなる電力変換器群を備えた電力変換
システムに関する。
換器を直列接続してなる電力変換器群を備えた電力変換
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】複数の単相電力変換器を直列接続してな
る電力変換器群を備えた電力変換システムの例として
は、単相インバータ装置（以下、セルインバータ装置と
いう）を複数直列に接続して１相分のインバータ装置群
を形成し、これを例えば３相に組み合わせて３相のイン
バータシステムを形成したものが知られている（特開平
１０−７５５８０号公報）。このような直列多重変換器
システムでは、１つのインバータ装置が異常になった場
合、負荷に正常な電力を供給できなくなるばかりでな
く、他の健全な単相電力変換器の正常動作にも影響を与
える恐れがある。そこで、従来は、1つのセルインバー
タ装置に故障が発生した場合、全てのセルインバータ装
置を停止して、他の健全なセルインバータ装置に故障が
派生するのを防止することが行われている。
る電力変換器群を備えた電力変換システムの例として
は、単相インバータ装置（以下、セルインバータ装置と
いう）を複数直列に接続して１相分のインバータ装置群
を形成し、これを例えば３相に組み合わせて３相のイン
バータシステムを形成したものが知られている（特開平
１０−７５５８０号公報）。このような直列多重変換器
システムでは、１つのインバータ装置が異常になった場
合、負荷に正常な電力を供給できなくなるばかりでな
く、他の健全な単相電力変換器の正常動作にも影響を与
える恐れがある。そこで、従来は、1つのセルインバー
タ装置に故障が発生した場合、全てのセルインバータ装
置を停止して、他の健全なセルインバータ装置に故障が
派生するのを防止することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術によれば、セルインバータ装置が１つ異常になると、
電力変換器全体を停止させなければならないから、負荷
に電力を全く供給できなくなり、電力供給の信頼性を向
上させるという点に配慮が欠けていた。
術によれば、セルインバータ装置が１つ異常になると、
電力変換器全体を停止させなければならないから、負荷
に電力を全く供給できなくなり、電力供給の信頼性を向
上させるという点に配慮が欠けていた。
【０００４】本発明は、複数の単相電力変換器を直列接
続してなる電力変換器群を備えた電力変換システムの故
障時の信頼性を向上させることを課題とする。
続してなる電力変換器群を備えた電力変換システムの故
障時の信頼性を向上させることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の電力変換器システムは、半導体スイッチ素
子を用いて形成された複数の単相電力変換器の出力を直
列接続してなる電力変換器群と、該電力変換器群を制御
する制御手段と、前記各単相電力変換器の故障を検出す
る故障検出手段と、前記単相電力変換器の出力線に挿入
された出力切り離しスイッチと、該切り離しスイッチを
含めて各単相電力変換器の出力をバイパスするバイパス
回路に挿入されたバイパススイッチとを備えてなり、前
記制御手段は、前記故障検出手段から出力される故障検
出信号に応答して、当該故障に係る前記単相電力変換器
の出力切り離しスイッチを開き、かつバイパススイッチ
を閉じる指令を出力することを特徴とする。
め、本発明の電力変換器システムは、半導体スイッチ素
子を用いて形成された複数の単相電力変換器の出力を直
列接続してなる電力変換器群と、該電力変換器群を制御
する制御手段と、前記各単相電力変換器の故障を検出す
る故障検出手段と、前記単相電力変換器の出力線に挿入
された出力切り離しスイッチと、該切り離しスイッチを
含めて各単相電力変換器の出力をバイパスするバイパス
回路に挿入されたバイパススイッチとを備えてなり、前
記制御手段は、前記故障検出手段から出力される故障検
出信号に応答して、当該故障に係る前記単相電力変換器
の出力切り離しスイッチを開き、かつバイパススイッチ
を閉じる指令を出力することを特徴とする。
【０００６】このように構成することにより、1つの単
相電力変換器が故障した場合、制御手段と出力切り離し
スイッチにより、その単相電力変換器がシステムから切
り離され、かつバイパススイッチにより、その単相電力
変換器の出力がバイパスされて、システムから故障に係
る単相電力変換器が除去される。その結果、残りの健全
な単相電力変換器の直列出力により、負荷への電力供給
が継続されることになり、電力供給の信頼性が向上す
る。
相電力変換器が故障した場合、制御手段と出力切り離し
スイッチにより、その単相電力変換器がシステムから切
り離され、かつバイパススイッチにより、その単相電力
変換器の出力がバイパスされて、システムから故障に係
る単相電力変換器が除去される。その結果、残りの健全
な単相電力変換器の直列出力により、負荷への電力供給
が継続されることになり、電力供給の信頼性が向上す
る。
【０００７】この場合において、単相電力変換器の入力
をそれぞれ切り離し可能に入力切り離しスイッチを設
け、制御手段により故障検出信号に応答して、その入力
切り離しスイッチを開く指令を出力するようにすること
が好ましい。これにより、故障が入力電源側に波及する
のを防ぐことができる。
をそれぞれ切り離し可能に入力切り離しスイッチを設
け、制御手段により故障検出信号に応答して、その入力
切り離しスイッチを開く指令を出力するようにすること
が好ましい。これにより、故障が入力電源側に波及する
のを防ぐことができる。
【０００８】また、上記において、制御手段は、故障検
出信号に応答して、各単相電力変換器の半導体スイッチ
素子の制御を停止し、一定時間後に健全な単相電力変換
器の半導体スイッチの制御を再開することができる。
出信号に応答して、各単相電力変換器の半導体スイッチ
素子の制御を停止し、一定時間後に健全な単相電力変換
器の半導体スイッチの制御を再開することができる。
【０００９】さらに、上記において、電力変換器群が直
列に接続されたｎ個の単相電力変換器を備えてなる場
合、制御手段は、故障検出信号がｍ個の単相電力変換器
から出力されたとき、健全な単相電力変換器の出力電圧
をｎ／（ｎ−ｍ）倍に変更して制御することが望まし
い。これによれば、負荷に定常時と同じ電圧を供給する
ことができる。この場合、例えば、単相電力変換器の入
力電源を電圧可変に構成し、制御手段によって、その入
力電源の電圧をｎ／（ｎ−ｍ）倍に変更制御することに
より実現できる。あるいは、単相電力変換器の入力電源
の定格電圧を通常運転電圧よりも高く設定しておき、制
御手段によって正常時には前記単相電力変換器の出力電
圧を下げておき、異常時には前記単相電力変換器の出力
電圧を上げる制御を行うことにより実現できる。
列に接続されたｎ個の単相電力変換器を備えてなる場
合、制御手段は、故障検出信号がｍ個の単相電力変換器
から出力されたとき、健全な単相電力変換器の出力電圧
をｎ／（ｎ−ｍ）倍に変更して制御することが望まし
い。これによれば、負荷に定常時と同じ電圧を供給する
ことができる。この場合、例えば、単相電力変換器の入
力電源を電圧可変に構成し、制御手段によって、その入
力電源の電圧をｎ／（ｎ−ｍ）倍に変更制御することに
より実現できる。あるいは、単相電力変換器の入力電源
の定格電圧を通常運転電圧よりも高く設定しておき、制
御手段によって正常時には前記単相電力変換器の出力電
圧を下げておき、異常時には前記単相電力変換器の出力
電圧を上げる制御を行うことにより実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示実施の形態に
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係
る電力変換器システムの全体構成図を示す。図示のよう
に、本実施の形態は、４組のセルインバータ装置１ａ〜
１ｄの出力を直列接続した直列多重変換器９、１０、１
１を、３組（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）スター接続して電動機１２
を駆動する３相交流電源を構成した電力変換器システム
に本発明を適用したものである。
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係
る電力変換器システムの全体構成図を示す。図示のよう
に、本実施の形態は、４組のセルインバータ装置１ａ〜
１ｄの出力を直列接続した直列多重変換器９、１０、１
１を、３組（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）スター接続して電動機１２
を駆動する３相交流電源を構成した電力変換器システム
に本発明を適用したものである。
【００１１】各セルインバータ装置１ａ〜１ｄの構成は
同一であり、その中核を成す単相インバータ２は半導体
スイッチ素子を用いて構成されている。半導体スイッチ
素子としては、図示のように、例えば、ＩＧＢＴ（Insu
lated Gate Bipolar Transistor）３ａ〜３ｄを用いる
ことができる。 各セルインバータ装置１ａ〜１ｄの出
力は直列に接続され、一端は電動機１２の入力端に、他
端はスター接続の中性点に接続されている。そして、各
セルインバータ装置１ａ〜１ｄの出力線には出力切り離
しスイッチ４が挿入されている。また、各セルインバー
タ装置１ａ〜１ｄの直流入力は、入力切り離しスイッチ
５を介して直流電源８ａ〜８ｄから供給されている。各
セルインバータ装置１ａ〜１ｄの出力に、出力バイパス
スイッチ７ａ〜７ｄを備えたバイパス回路が設けられて
いる。単相インバータ２のＩＧＢＴ３ａ〜３ｄは、全体
を制御する制御装置１３から出力されるＰＷＭ制御信号
１４ａに従い、ゲート駆動回路１９から出力されるゲー
ト制御信号２０ａ〜２０ｄによりオン・オフ制御され
る。また、ＩＧＢＴ３ａ〜３ｄの短絡を検出する検出器
６が設けられている。検出器６から出力される異常検出
信号は、制御装置１３に入力されている。また、その異
常検出信号により、出力切り離しスイッチ４が開放さ
れ、かつ入力切り離しスイッチ５も開放されるようにな
っている。さらに、制御装置１３からのバイパススイッ
チ投入指令１６ｗａ〜１６ｗｄにより、バイパススイッ
チ７ａ〜７ｄがオンされるようになっている。なお、電
力変換器の異常検出方法は様々な方策が取られている
が、図１の検出器６は、ＩＧＢＴ３ａ〜３ｄの順方向コ
レクタ電流を監視し、素子が短絡状態となった時検出レ
ベルを越える電流が流れ、異常と判断する異常検出器と
しての一例を示したものである。
同一であり、その中核を成す単相インバータ２は半導体
スイッチ素子を用いて構成されている。半導体スイッチ
素子としては、図示のように、例えば、ＩＧＢＴ（Insu
lated Gate Bipolar Transistor）３ａ〜３ｄを用いる
ことができる。 各セルインバータ装置１ａ〜１ｄの出
力は直列に接続され、一端は電動機１２の入力端に、他
端はスター接続の中性点に接続されている。そして、各
セルインバータ装置１ａ〜１ｄの出力線には出力切り離
しスイッチ４が挿入されている。また、各セルインバー
タ装置１ａ〜１ｄの直流入力は、入力切り離しスイッチ
５を介して直流電源８ａ〜８ｄから供給されている。各
セルインバータ装置１ａ〜１ｄの出力に、出力バイパス
スイッチ７ａ〜７ｄを備えたバイパス回路が設けられて
いる。単相インバータ２のＩＧＢＴ３ａ〜３ｄは、全体
を制御する制御装置１３から出力されるＰＷＭ制御信号
１４ａに従い、ゲート駆動回路１９から出力されるゲー
ト制御信号２０ａ〜２０ｄによりオン・オフ制御され
る。また、ＩＧＢＴ３ａ〜３ｄの短絡を検出する検出器
６が設けられている。検出器６から出力される異常検出
信号は、制御装置１３に入力されている。また、その異
常検出信号により、出力切り離しスイッチ４が開放さ
れ、かつ入力切り離しスイッチ５も開放されるようにな
っている。さらに、制御装置１３からのバイパススイッ
チ投入指令１６ｗａ〜１６ｗｄにより、バイパススイッ
チ７ａ〜７ｄがオンされるようになっている。なお、電
力変換器の異常検出方法は様々な方策が取られている
が、図１の検出器６は、ＩＧＢＴ３ａ〜３ｄの順方向コ
レクタ電流を監視し、素子が短絡状態となった時検出レ
ベルを越える電流が流れ、異常と判断する異常検出器と
しての一例を示したものである。
【００１２】制御装置１３は、４組のセルインバータ装
置１ａ〜１ｄの出力の重ね合わせである直列多重変換器
１１の出力が正弦波に近づく様に，ＰＷＭ制御信号１４
ｗａ〜１４ｗｄを、それぞれの駆動回路１９に出力して
いる。負荷１２が電動機である場合は、速度検出器１７
により検出された電動機の回転速度が、制御装置１３に
速度フィードバック信号１８として入力される。制御装
置１３は、検出回転速度が、目標回転速度となるよう
に、各セルインバータ装置のＰＷＭ制御信号１４ｗａ〜
１４ｗｄ、１４ｖａ〜１４ｖｄ、１４ｕａ〜１４ｕｄを
生成して出力するようになっている。
置１ａ〜１ｄの出力の重ね合わせである直列多重変換器
１１の出力が正弦波に近づく様に，ＰＷＭ制御信号１４
ｗａ〜１４ｗｄを、それぞれの駆動回路１９に出力して
いる。負荷１２が電動機である場合は、速度検出器１７
により検出された電動機の回転速度が、制御装置１３に
速度フィードバック信号１８として入力される。制御装
置１３は、検出回転速度が、目標回転速度となるよう
に、各セルインバータ装置のＰＷＭ制御信号１４ｗａ〜
１４ｗｄ、１４ｖａ〜１４ｖｄ、１４ｕａ〜１４ｕｄを
生成して出力するようになっている。
【００１３】ここで、上記のように構成される実施の形
態の動作について、図２に示したタイミングチャートを
参照しながら説明する。例えば、直列多重変換器１１の
セルインバータ装置１ａのＩＧＢＴ３ａが、何らかの原
因で短絡した場合の動作を例に説明する。ｔ0において
異常が発生し、ｔ1において検出器６によりＩＧＢＴ３
ａの短絡が検出され、異常検出信号１５ａが出力される
と、これにより出力切り離しスイッチ４及び入力切り離
しスイッチ５が共にオフされる。また、制御装置１３に
異常信号１５ａが入力されると、異常が起きたセルイン
バータ装置１ａを識別し、ｔ2にＰＷＭ制御信号１４ｗ
ａ〜１４ｗｄ、１４ｖａ〜１４ｖｄ、１４ｕａ〜１４ｕ
ｄをオフすることにより、健全なセルインバータ装置を
含む全てのＩＧＢＴを一旦オフさせる。その後、設定時
間経過後のｔ3に、バイパススイッチ投入信号１６ｗａ
を出力し、異常のセルインバータ装置１ａのバイパスス
イッチ７ａをオンさせる。そして、さらに設定時間経過
後のｔ4に、異常を起こしたセルインバータ装置１ａ以
外の健全なセルインバータ装置にＰＷＭ制御信号を出力
して再起動をかける。
態の動作について、図２に示したタイミングチャートを
参照しながら説明する。例えば、直列多重変換器１１の
セルインバータ装置１ａのＩＧＢＴ３ａが、何らかの原
因で短絡した場合の動作を例に説明する。ｔ0において
異常が発生し、ｔ1において検出器６によりＩＧＢＴ３
ａの短絡が検出され、異常検出信号１５ａが出力される
と、これにより出力切り離しスイッチ４及び入力切り離
しスイッチ５が共にオフされる。また、制御装置１３に
異常信号１５ａが入力されると、異常が起きたセルイン
バータ装置１ａを識別し、ｔ2にＰＷＭ制御信号１４ｗ
ａ〜１４ｗｄ、１４ｖａ〜１４ｖｄ、１４ｕａ〜１４ｕ
ｄをオフすることにより、健全なセルインバータ装置を
含む全てのＩＧＢＴを一旦オフさせる。その後、設定時
間経過後のｔ3に、バイパススイッチ投入信号１６ｗａ
を出力し、異常のセルインバータ装置１ａのバイパスス
イッチ７ａをオンさせる。そして、さらに設定時間経過
後のｔ4に、異常を起こしたセルインバータ装置１ａ以
外の健全なセルインバータ装置にＰＷＭ制御信号を出力
して再起動をかける。
【００１４】このとき、制御装置１３は、直列多重変換
器１１には残りの健全なセルインバータ装置１ｂ〜１ｄ
によって、出力が正弦波となる様に、ＰＷＭ制御信号１
４ｗｂ〜１４ｗｄを生成する。しかし、直列接続された
セルインバータ装置の数が少なくなるので、出力は低下
する。そこで、直列多重変換器１１と平衡を保つため
に、他相の直列多重変換器９〜１０に、出力を抑えて継
続運転（縮退運転）させるためのＰＷＭ制御信号１４ｖ
ａ〜１４ｖｄ、１４ｕａ〜１４ｕｄを生成して出力す
る。
器１１には残りの健全なセルインバータ装置１ｂ〜１ｄ
によって、出力が正弦波となる様に、ＰＷＭ制御信号１
４ｗｂ〜１４ｗｄを生成する。しかし、直列接続された
セルインバータ装置の数が少なくなるので、出力は低下
する。そこで、直列多重変換器１１と平衡を保つため
に、他相の直列多重変換器９〜１０に、出力を抑えて継
続運転（縮退運転）させるためのＰＷＭ制御信号１４ｖ
ａ〜１４ｖｄ、１４ｕａ〜１４ｕｄを生成して出力す
る。
【００１５】ここで、負荷が電動機１２である場合、ｔ
2〜ｔ4の間電力の供給が停止されても、慣性力で回転を
続ける。しかし、回転速度は低下するので、制御装置１
３は速度検出器１７の検出結果により、電動機の回転角
速度に同期するようなＰＷＭ制御信号１４ｗｂ〜ｗｄ、
１４ｖａ〜ｖｄ、１４ｕａ〜ｕｄを生成して、直列多重
変換器９〜１１に送出してから、徐々に目標回転速度に
なるように電力変換器の出力を上げるように構成する。
2〜ｔ4の間電力の供給が停止されても、慣性力で回転を
続ける。しかし、回転速度は低下するので、制御装置１
３は速度検出器１７の検出結果により、電動機の回転角
速度に同期するようなＰＷＭ制御信号１４ｗｂ〜ｗｄ、
１４ｖａ〜ｖｄ、１４ｕａ〜ｕｄを生成して、直列多重
変換器９〜１１に送出してから、徐々に目標回転速度に
なるように電力変換器の出力を上げるように構成する。
【００１６】上述したように、セルインバータ装置１ａ
に異常が発生してから、他の健全なセルインバータ装置
が再起動するまでの時間ｔ（＝ｔ4−ｔ1）を負荷である
電動機１２が許容する瞬時停電の許容時間以内に収めれ
ば、電力変換器として継続運転となり、電動機１２に電
力を供給し続けることができる。
に異常が発生してから、他の健全なセルインバータ装置
が再起動するまでの時間ｔ（＝ｔ4−ｔ1）を負荷である
電動機１２が許容する瞬時停電の許容時間以内に収めれ
ば、電力変換器として継続運転となり、電動機１２に電
力を供給し続けることができる。
【００１７】図３に、本発明の他の実施の形態に係る１
つのセルインバータ装置１ａについて示す。図１と同一
の部品には同一の記号を付して説明を省略する。図１と
異なる点は、直流電源８ａの代わりに、単相交流電源２
４、平滑コンデンサ２６、及びサイリスタ２５ａ〜２５
ｄとゲート駆動回路２８からなるコンバータ装置２７を
適用したことにある。コンバータ装置２７の動作は広く
知られているため、動作の説明は省略する。
つのセルインバータ装置１ａについて示す。図１と同一
の部品には同一の記号を付して説明を省略する。図１と
異なる点は、直流電源８ａの代わりに、単相交流電源２
４、平滑コンデンサ２６、及びサイリスタ２５ａ〜２５
ｄとゲート駆動回路２８からなるコンバータ装置２７を
適用したことにある。コンバータ装置２７の動作は広く
知られているため、動作の説明は省略する。
【００１８】図３の構成のセルインバータ装置１ａと同
一構成のセルインバータ装置を、ｎ個直列にして接続し
て直列多重変換器を構成する。その場合、セルインバー
タ装置の構成部品に、それぞれｎ／（ｎ−ｍ）倍の電圧
に耐えうるものを選定しておく。ここで、ｍは１相の中
の異常が発生したセルインバータ装置の数である。つま
り、ｍ個のセルインバータ装置に異常が発生した場合、
その他の健全なセルインバータ装置に接続されたコンバ
ータ装置２７の出力電圧を上げ、セルインバータ装置の
出力電圧をそれぞれｎ／（ｎ−ｍ）倍することにより、
縮退運転することなく継続運転することができるように
したものである。
一構成のセルインバータ装置を、ｎ個直列にして接続し
て直列多重変換器を構成する。その場合、セルインバー
タ装置の構成部品に、それぞれｎ／（ｎ−ｍ）倍の電圧
に耐えうるものを選定しておく。ここで、ｍは１相の中
の異常が発生したセルインバータ装置の数である。つま
り、ｍ個のセルインバータ装置に異常が発生した場合、
その他の健全なセルインバータ装置に接続されたコンバ
ータ装置２７の出力電圧を上げ、セルインバータ装置の
出力電圧をそれぞれｎ／（ｎ−ｍ）倍することにより、
縮退運転することなく継続運転することができるように
したものである。
【００１９】このように、一部のセルインバータ装置が
異常になっても、通常の電圧により運転を継続する他の
例として、セルインバータ装置の構成は図１と同じに
し、直流電源８ａ〜８ｄの出力定格電圧を、初めから所
定の電圧のｎ／（ｎ−ｍ）倍にしておくことでも対応で
きる。つまり、正常時には、制御装置１３からのＰＷＭ
制御信号によりセルインバータ装置の出力電圧を抑えて
おき、ｍ個のセルインバータ装置に異常が発生した場合
には、その他の健全なセルインバータ装置の出力電圧が
ｎ／（ｎ−ｍ）倍になるようなＰＷＭ制御信号に変更す
ることにより、縮退運転することなく継続運転すること
ができる。
異常になっても、通常の電圧により運転を継続する他の
例として、セルインバータ装置の構成は図１と同じに
し、直流電源８ａ〜８ｄの出力定格電圧を、初めから所
定の電圧のｎ／（ｎ−ｍ）倍にしておくことでも対応で
きる。つまり、正常時には、制御装置１３からのＰＷＭ
制御信号によりセルインバータ装置の出力電圧を抑えて
おき、ｍ個のセルインバータ装置に異常が発生した場合
には、その他の健全なセルインバータ装置の出力電圧が
ｎ／（ｎ−ｍ）倍になるようなＰＷＭ制御信号に変更す
ることにより、縮退運転することなく継続運転すること
ができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の単相電力変換器を直列接続してなる電力変換器群
を備えた電力変換システムにおいて、いくつかの単位電
力変換器が故障しても、負荷への電力供給を一定の範囲
で継続できるから、信頼性を向上させることができる。
複数の単相電力変換器を直列接続してなる電力変換器群
を備えた電力変換システムにおいて、いくつかの単位電
力変換器が故障しても、負荷への電力供給を一定の範囲
で継続できるから、信頼性を向上させることができる。
【図１】本発明に係る電力変換器システムの一実施の形
態の全体構成図である。
態の全体構成図である。
【図２】図１の実施の形態の動作を説明するためのタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
【図３】本発明に係る電力変換器システムの他の実施の
形態の主要部の構成を示す図である。
形態の主要部の構成を示す図である。
１ａ〜１ｄ セルインバータ装置 ２ 単相インバータ ３ａ〜３ｄ ＩＧＢＴ ４ 出力切り離しスイッチ ５ 入力切り離しスイッチ ６ 検出器 ７ａ〜７ｄ バイパススイッチ ８ａ〜８ｄ 直流電源 ９〜１１ 直列多重変換器 １２ 電動機 １３ 制御装置 １４ｗａ〜１４ｗｄ ＰＷＭ制御信号 １４ｖａ〜１４ｖｄ ＰＷＭ制御信号 １４ｕａ〜１４ｕｄ ＰＷＭ制御信号 １５ａ〜１５ｄ 異常検出信号 １６ａ〜１６ｄ バイパススイッチ投入信号 １９ ゲート駆動回路
フロントページの続き (72)発明者 大内 和典 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 日 立プロセスコンピュータエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 岡松 茂俊 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 Ｆターム(参考） 5H007 AA05 AA06 AA17 BB06 CA01 CA03 CB05 CC06 CC09 CC12 DA04 DB01 EA02 FA14 FA19 GA08
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体スイッチ素子を用いて形成された
複数の単相電力変換器の出力を直列接続してなる電力変
換器群と、該電力変換器群を制御する制御手段と、前記
各単相電力変換器の故障を検出する故障検出手段と、前
記単相電力変換器の出力線に挿入された出力切り離しス
イッチと、該切り離しスイッチを含めて各単相電力変換
器の出力をバイパスするバイパス回路に挿入されたバイ
パススイッチとを備えてなり、前記制御手段は、前記故
障検出手段から出力される故障検出信号に応答して、当
該故障に係る前記単相電力変換器の出力切り離しスイッ
チを開き、かつバイパススイッチを閉じる指令を出力す
ることを特徴とする電力変換器システム。 - 【請求項２】 請求項1において、前記単相電力変換器
の入力をそれぞれ切り離し可能に入力切り離しスイッチ
を設け、前記制御手段は、前記故障検出信号に応答して
前記入力切り離しスイッチを開く指令を出力することを
特徴とする電力変換器システム。 - 【請求項３】 請求項1又は２において、前記制御手段
は、前記故障検出信号に応答して、前記各単相電力変換
器の半導体スイッチ素子の制御を停止し、一定時間後に
健全な単相電力変換器の半導体スイッチの制御を再開す
ることを特徴とする電力変換器システム。 - 【請求項４】 請求項1乃至３の何れかにおいて、前記
電力変換器群は直列に接続されたｎ個の単相電力変換器
を備えてなり、前記制御手段は、前記故障検出信号がｍ
個の単相電力変換器から出力されたとき、健全な単相電
力変換器の出力電圧をｎ／（ｎ−ｍ）倍に変更して制御
することを特徴とする電力変換器システム。 - 【請求項５】 請求項４において、前記単相電力変換器
の入力電源が電圧可変であり、前記制御手段は、前記単
相電力変換器の入力電源の電圧をｎ／（ｎ−ｍ）倍に変
更することを特徴とする電力変換器システム。 - 【請求項６】 請求項４において、前記単相電力変換器
の入力電源の定格電圧が通常運転電圧よりも高く設定さ
れ、前記制御手段は、正常時には前記単相電力変換器の
出力電圧を下げておき、異常時には前記単相電力変換器
の出力電圧を上げる制御を行うことを特徴とする電力変
換器システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11039573A JP2000245168A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 電力変換器システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11039573A JP2000245168A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 電力変換器システム |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000245168A true JP2000245168A (ja) | 2000-09-08 |
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ID=12556835
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|---|---|---|---|
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