JP2000308361A - 中性点クランプ型電力変換装置 - Google Patents
中性点クランプ型電力変換装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、平滑コンデンサの初充電異常
を電力変換装置の小形化と低価格化して実現出来る中性
点クランプ型電力変換装置を提供することにある。 【解決手段】本発明の特徴とするところは、初充電開始
時から設定時間後における２個の平滑コンデンサ４ａ，
４ｂのそれぞれの電圧を検出し、両コンデンサ電圧の電
圧偏差が第１規定値以上であるときに初充電異常と異常
検出回路５で判断するようにしたことにある。また、両
コンデンサ電圧の電圧偏差が第１規定値以上あるいは両
コンデンサ電圧の電圧和が第２規定値以下であるときに
初充電異常と判断する。
を電力変換装置の小形化と低価格化して実現出来る中性
点クランプ型電力変換装置を提供することにある。 【解決手段】本発明の特徴とするところは、初充電開始
時から設定時間後における２個の平滑コンデンサ４ａ，
４ｂのそれぞれの電圧を検出し、両コンデンサ電圧の電
圧偏差が第１規定値以上であるときに初充電異常と異常
検出回路５で判断するようにしたことにある。また、両
コンデンサ電圧の電圧偏差が第１規定値以上あるいは両
コンデンサ電圧の電圧和が第２規定値以下であるときに
初充電異常と判断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は初充電装置を備え３
レベルの電圧を出力する中性点クランプ型電力変換装置
に関する。
レベルの電圧を出力する中性点クランプ型電力変換装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】中性点クランプ型電力変換装置は、３レ
ベルの電圧を出力するので高調波を低減できる等の利点
があり、大型の交流電動機の駆動に多く用いられてい
る。中性点クランプ型電力変換装置は直流側に、直流電
圧を２つに分圧するために直列接続された平滑コンデン
サが設けられている。
ベルの電圧を出力するので高調波を低減できる等の利点
があり、大型の交流電動機の駆動に多く用いられてい
る。中性点クランプ型電力変換装置は直流側に、直流電
圧を２つに分圧するために直列接続された平滑コンデン
サが設けられている。
【０００３】中性点クランプ型電力変換装置を起動する
際には平滑コンデンサを予め充電する必要がある。この
ことは、初充電あるいは初期充電と称されている。平滑
コンデンサの電圧が初充電により確立する前に電力変換
装置を起動すると、平滑コンデンサに突入電流が流れ焼
損することになる。
際には平滑コンデンサを予め充電する必要がある。この
ことは、初充電あるいは初期充電と称されている。平滑
コンデンサの電圧が初充電により確立する前に電力変換
装置を起動すると、平滑コンデンサに突入電流が流れ焼
損することになる。
【０００４】平滑コンデンサの初充電は、トランス、ダ
イオード整流回路、ヒユーズ等で構成される初充電装置
によって行なわれる。初充電装置を構成する部品の異常
や中性点クランプ型電力変換装置を構成するダイオード
の短絡故障により、平滑コンデンサの初充電ができなく
なる。
イオード整流回路、ヒユーズ等で構成される初充電装置
によって行なわれる。初充電装置を構成する部品の異常
や中性点クランプ型電力変換装置を構成するダイオード
の短絡故障により、平滑コンデンサの初充電ができなく
なる。
【０００５】このため、中性点クランプ型電力変換装置
を起動する際には、平滑コンデンサの初充電に異常がな
いかを検出することを必要とする。
を起動する際には、平滑コンデンサの初充電に異常がな
いかを検出することを必要とする。
【０００６】従来、平滑コンデンサの初充電に異常がな
いかを検出するには、平滑コンデンサに流れる直流電流
を直流電流検出器で検出し、電流検出器の出力に基づき
異常を判断する方法が知られている。このことは、例え
ば特開平８−９６４７号公報に記載されている。
いかを検出するには、平滑コンデンサに流れる直流電流
を直流電流検出器で検出し、電流検出器の出力に基づき
異常を判断する方法が知られている。このことは、例え
ば特開平８−９６４７号公報に記載されている。
【０００７】なお、中性点クランプ型電力変換装置にお
ける２個の平滑コンデンサの電圧を検出して比較するこ
とは、例えば、特開平１０ー４６２６号公報に記載され
ている。
ける２個の平滑コンデンサの電圧を検出して比較するこ
とは、例えば、特開平１０ー４６２６号公報に記載され
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術にお
いては、異常検出に平滑コンデンサに流れる直流電流検
出器が必要になり、電力変換装置の小形化および低価格
化の点で問題を有する。特に、中性点クランプ型（３レ
ベル）電力変換装置に従来技術を適用した場合には、直
流電流検出器が２個必要になり、上述の問題が顕著にな
る。
いては、異常検出に平滑コンデンサに流れる直流電流検
出器が必要になり、電力変換装置の小形化および低価格
化の点で問題を有する。特に、中性点クランプ型（３レ
ベル）電力変換装置に従来技術を適用した場合には、直
流電流検出器が２個必要になり、上述の問題が顕著にな
る。
【０００９】本発明の目的は、平滑コンデンサの初充電
異常を電力変換装置の小形化と低価格化して実現出来る
中性点クランプ型電力変換装置を提供することにある。
異常を電力変換装置の小形化と低価格化して実現出来る
中性点クランプ型電力変換装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、初充電開始時から設定時間後における２個の平滑
コンデンサのそれぞれの電圧を検出し、両コンデンサ電
圧の電圧偏差が第１規定値以上であるときに初充電異常
と判断するようにしたことにある。
ろは、初充電開始時から設定時間後における２個の平滑
コンデンサのそれぞれの電圧を検出し、両コンデンサ電
圧の電圧偏差が第１規定値以上であるときに初充電異常
と判断するようにしたことにある。
【００１１】本発明の他の特徴とするところは、初充電
開始時から設定時間後における２個の平滑コンデンサの
それぞれの電圧を検出し、両コンデンサ電圧の電圧偏差
が第１規定値以上あるいは両コンデンサ電圧の電圧和が
第２規定値以下であるときに初充電異常と判断するよう
にしたことにある。
開始時から設定時間後における２個の平滑コンデンサの
それぞれの電圧を検出し、両コンデンサ電圧の電圧偏差
が第１規定値以上あるいは両コンデンサ電圧の電圧和が
第２規定値以下であるときに初充電異常と判断するよう
にしたことにある。
【００１２】本発明は平滑コンデンサの電圧を検出して
初充電開始時から設定時間後における２個の平滑コンデ
ンサの電圧偏差の大きさによって異常判断している。２
個の平滑コンデンサの電圧検出器は電圧制御に用いられ
ているものであり、簡単な構成の異常検出回路を付加す
るだけで異常を検出できる。したがって、平滑コンデン
サの初充電異常を、電力変換装置を小型化かつ低価格化
して検出できる。
初充電開始時から設定時間後における２個の平滑コンデ
ンサの電圧偏差の大きさによって異常判断している。２
個の平滑コンデンサの電圧検出器は電圧制御に用いられ
ているものであり、簡単な構成の異常検出回路を付加す
るだけで異常を検出できる。したがって、平滑コンデン
サの初充電異常を、電力変換装置を小型化かつ低価格化
して検出できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１４】図１に本発明の一実施例を示す。
【００１５】図１において、コンバータ１の交流側は電
源開閉器７を介して交流電源８（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に接続さ
れる。コンバータ１の入力電流は電流検出器１６により
検出される。コンバータ１の直流側にはコンデンサ４
ａ、４ｂが接続され、コンデンサ４ａと４ｂの直列接続
点（以下、中性点と称する）とコンデンサ４ａの正側端
子およびコンデンサ４ｂの負側端子がインバータ２に接
続される。
源開閉器７を介して交流電源８（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に接続さ
れる。コンバータ１の入力電流は電流検出器１６により
検出される。コンバータ１の直流側にはコンデンサ４
ａ、４ｂが接続され、コンデンサ４ａと４ｂの直列接続
点（以下、中性点と称する）とコンデンサ４ａの正側端
子およびコンデンサ４ｂの負側端子がインバータ２に接
続される。
【００１６】インバータ２の交流出力が交流電動機３に
供給される。交流電動機３には速度検出器２７が機械的
に連結されている。交流電動機３の電動機電流は電流検
出器２６により検出される。
供給される。交流電動機３には速度検出器２７が機械的
に連結されている。交流電動機３の電動機電流は電流検
出器２６により検出される。
【００１７】初充電開閉器９を介して初充電電源１０
(ｕ，ｖ，ｗ）に一次巻線を接続された初充電トランス
７１は２個の二次巻線を有する。初充電トランス７１の
２個の二次巻線にはそれぞれダイオード整流回路７２
ａ、７２ｂが接続される。ダイオード整流回路７２ａ、
７２ｂの出力端子にそれぞれヒューズ７３ａ，７３ｂが
接続される。ヒューズ７３ａ，７３ｂとダイオード整流
回路２ａ、７２ｂの中性点がコンデンサ４ａ、４ｂに接
続される。
(ｕ，ｖ，ｗ）に一次巻線を接続された初充電トランス
７１は２個の二次巻線を有する。初充電トランス７１の
２個の二次巻線にはそれぞれダイオード整流回路７２
ａ、７２ｂが接続される。ダイオード整流回路７２ａ、
７２ｂの出力端子にそれぞれヒューズ７３ａ，７３ｂが
接続される。ヒューズ７３ａ，７３ｂとダイオード整流
回路２ａ、７２ｂの中性点がコンデンサ４ａ、４ｂに接
続される。
【００１８】初充電装置７０は初充電開閉器９、初充電
トランス７１、２個のダイオード整流回路７２ａ、７２
ｂおよびヒューズ７３ａ，７３ｂとで構成される。
トランス７１、２個のダイオード整流回路７２ａ、７２
ｂおよびヒューズ７３ａ，７３ｂとで構成される。
【００１９】平滑コンデンサ４ａ，４ｂの電圧は直流電
圧検出器６ａ、６ｂで検出され、加減算器１５ｃに図示
の極性で加えられる。加減算器１５ｃは電圧検出器６
ａ、６ｂで検出したコンデンサ４ａ，４ｂの両端電圧を
加算し、コンバータ１の出力電圧検出値とする。加減算
器１５ａはコンバータ１の出力電圧を設定する電圧指令
設定器１１の電圧指令値と加減算器１５ｃの電圧検出値
との電圧偏差を求める。
圧検出器６ａ、６ｂで検出され、加減算器１５ｃに図示
の極性で加えられる。加減算器１５ｃは電圧検出器６
ａ、６ｂで検出したコンデンサ４ａ，４ｂの両端電圧を
加算し、コンバータ１の出力電圧検出値とする。加減算
器１５ａはコンバータ１の出力電圧を設定する電圧指令
設定器１１の電圧指令値と加減算器１５ｃの電圧検出値
との電圧偏差を求める。
【００２０】電圧制御器（ＡＶＲ）１２は、加減算器１
５ａの電圧偏差に基づいた電流指令値を電流制御器１３
に加える。加減算器１５ｂは電圧制御器１２の電流指令
値と電流検出器１６の電流検出値との電流偏差を求め
る。電流制御器（ＡＣＲーＣ）１３は加減算器１５ｂの
電流偏差に基づいたパルス幅変調信号をパルス幅変調器
（ＰＷＭーＣ）１４に加える。パルス幅変調器１４は電
流制御器１３の電流指令値に基づきコンバータ１を制御
する。
５ａの電圧偏差に基づいた電流指令値を電流制御器１３
に加える。加減算器１５ｂは電圧制御器１２の電流指令
値と電流検出器１６の電流検出値との電流偏差を求め
る。電流制御器（ＡＣＲーＣ）１３は加減算器１５ｂの
電流偏差に基づいたパルス幅変調信号をパルス幅変調器
（ＰＷＭーＣ）１４に加える。パルス幅変調器１４は電
流制御器１３の電流指令値に基づきコンバータ１を制御
する。
【００２１】速度指令設定器２１の速度指令値と速度検
出器２７により検出される速度検出値とを図示の極性で
加減算器２５ａに加え速度偏差を求める。速度制御器
（ＡＳＲ）２２は加減算器２５ａの速度偏差に基づいた
電流指令値を電流制御器（ＡＣＲーＩ）２３に加える。
加減算器２５ｂは速度制御器２２の電流指令値と電流検
出器２６の電流検出値との電流偏差を求める。
出器２７により検出される速度検出値とを図示の極性で
加減算器２５ａに加え速度偏差を求める。速度制御器
（ＡＳＲ）２２は加減算器２５ａの速度偏差に基づいた
電流指令値を電流制御器（ＡＣＲーＩ）２３に加える。
加減算器２５ｂは速度制御器２２の電流指令値と電流検
出器２６の電流検出値との電流偏差を求める。
【００２２】電流制御器２３は加減算器２５ｂの電流偏
差に基づいたパルス幅変調信号をパルス幅変調器（ＰＷ
ＭーＩ）２４に加える。パルス幅変調器２４は電流制御
器２３の電流指令値に基づきインバータ２を制御する。
差に基づいたパルス幅変調信号をパルス幅変調器（ＰＷ
ＭーＩ）２４に加える。パルス幅変調器２４は電流制御
器２３の電流指令値に基づきインバータ２を制御する。
【００２３】図２に異常検出回路５の一例を示す。
【００２４】図２において、電圧検出器６ａ、６ｂによ
り検出された平滑コンデンサ４ａ、４ｂのコンデンサ電
圧Ｅa、Ｅbは加減算器５１に入力される。加減算器５１
はコンデンサ電圧ＥaとＥbの電圧偏差ΔＶを出力する。
比較器５２ａ、５２ｂは、偏差電圧ΔＶを入力し規定値
＋Ｖｓ１、−Ｖｓ１と比較し規定値＋Ｖｓ１以上の場
合、あるいは、規定値−Ｖｓ１以下の場合に出力を生じ
る。
り検出された平滑コンデンサ４ａ、４ｂのコンデンサ電
圧Ｅa、Ｅbは加減算器５１に入力される。加減算器５１
はコンデンサ電圧ＥaとＥbの電圧偏差ΔＶを出力する。
比較器５２ａ、５２ｂは、偏差電圧ΔＶを入力し規定値
＋Ｖｓ１、−Ｖｓ１と比較し規定値＋Ｖｓ１以上の場
合、あるいは、規定値−Ｖｓ１以下の場合に出力を生じ
る。
【００２５】図３にコンバータ１あるいはインバータ２
の一相分の主回路構成を示す。コンバータ１とインバー
タ２の主回路は同一構成で、三相（Ｕ、Ｖ，Ｗ）とも同
じ構成である。図３はコンバータ１のＵ相のみを示して
いる。
の一相分の主回路構成を示す。コンバータ１とインバー
タ２の主回路は同一構成で、三相（Ｕ、Ｖ，Ｗ）とも同
じ構成である。図３はコンバータ１のＵ相のみを示して
いる。
【００２６】図３において、自己消弧可能な４個のスイ
ッチング素子（例えば、ＧＴＯ、ＩＧＢＴ、トランジス
タ等）Ｇｐ、Ｇｐｃ、Ｇｎｃ、Ｇｎが直列接続され、こ
れらスイッチング素子Ｇｐ、Ｇｐｃ、Ｇｎｃ、Ｇｎと逆
並列にフリーホイールダイオードＤｆｐ、Ｄｆｐｃ、Ｄ
ｆｎｃ、Ｄｆｎが接続されている。
ッチング素子（例えば、ＧＴＯ、ＩＧＢＴ、トランジス
タ等）Ｇｐ、Ｇｐｃ、Ｇｎｃ、Ｇｎが直列接続され、こ
れらスイッチング素子Ｇｐ、Ｇｐｃ、Ｇｎｃ、Ｇｎと逆
並列にフリーホイールダイオードＤｆｐ、Ｄｆｐｃ、Ｄ
ｆｎｃ、Ｄｆｎが接続されている。
【００２７】正側の外側素子Ｇｐと内側素子Ｇｐｃの接
続点と、負側の外側素子Ｇｎと内側素子Ｇｎｃの接続点
との間にクランプダイオードＤｃｐ、Ｄｃｎが接続され
ている。また、正側母線Ｐと外側素子Ｇｐの間および負
側母線Ｎと外側素子Ｇｎの間にアノードリアクトルＬｐ
あるいはＬｎが設けられている。
続点と、負側の外側素子Ｇｎと内側素子Ｇｎｃの接続点
との間にクランプダイオードＤｃｐ、Ｄｃｎが接続され
ている。また、正側母線Ｐと外側素子Ｇｐの間および負
側母線Ｎと外側素子Ｇｎの間にアノードリアクトルＬｐ
あるいはＬｎが設けられている。
【００２８】次に動作を説明する。
【００２９】まず、中性点クランプ型電力変換装置の動
作を図４を用いて説明する。
作を図４を用いて説明する。
【００３０】図４に、通常のスイッチング動作とコンバ
ータ入力電圧の関係を示す。
ータ入力電圧の関係を示す。
【００３１】図４（ａ）のように、スイッチング素子Ｇ
ｐとＧｐｃがオンするとコンバータ入力端子の電位は＋
Ｅとなる。また、図４（ｂ）のように、スイッチング素
子ＧｐｃとＧｎｃがオンすると入力端子の電位は、クラ
ンプダイオードＤｃｐ、Ｄｃｎを介し中性点に接続され
るため０電位となる。さらに、図４（ｂ）のように、ス
イッチング素子ＧｎｃとＧｎがオンすると入力端子の電
位は−Ｅとなる。
ｐとＧｐｃがオンするとコンバータ入力端子の電位は＋
Ｅとなる。また、図４（ｂ）のように、スイッチング素
子ＧｐｃとＧｎｃがオンすると入力端子の電位は、クラ
ンプダイオードＤｃｐ、Ｄｃｎを介し中性点に接続され
るため０電位となる。さらに、図４（ｂ）のように、ス
イッチング素子ＧｎｃとＧｎがオンすると入力端子の電
位は−Ｅとなる。
【００３２】Ｕ相の直列接続されたスイッチング素子Ｇ
ｐ、Ｇｐｃ、Ｇｎｃ、Ｇｎは図５に示すようにオン、オ
フ制御される。なお、図５においてスイッチング素子Ｇ
ｐとＧｎｃのオンとオフの間の時間ｔはオンデレイタイ
ムである。また、Ｕ相のスイッチング素子Ｇｐ、Ｇｐ
ｃ、Ｇｎｃ、Ｇｎのオン、オフとコンバータ入力端子電
圧の関係を纏めると図６のようになる。
ｐ、Ｇｐｃ、Ｇｎｃ、Ｇｎは図５に示すようにオン、オ
フ制御される。なお、図５においてスイッチング素子Ｇ
ｐとＧｎｃのオンとオフの間の時間ｔはオンデレイタイ
ムである。また、Ｕ相のスイッチング素子Ｇｐ、Ｇｐ
ｃ、Ｇｎｃ、Ｇｎのオン、オフとコンバータ入力端子電
圧の関係を纏めると図６のようになる。
【００３３】コンバータ１のＶ相とＷ相におけるスイッ
チング素子も１２０度の位相差をもって同様に制御さ
れ、コンバータ１は交流電圧を直流電圧に変換する。
チング素子も１２０度の位相差をもって同様に制御さ
れ、コンバータ１は交流電圧を直流電圧に変換する。
【００３４】インバータ２が交流電動機３の回生運転を
行う場合にも全く同じ動作となる。
行う場合にも全く同じ動作となる。
【００３５】一方、コンバータ１の回生運転時とインバ
ータ２の電動運転時には、同様な動作によって直流電圧
を＋Ｅ，０，−Ｅの３レベルの交流電圧に変換する。
ータ２の電動運転時には、同様な動作によって直流電圧
を＋Ｅ，０，−Ｅの３レベルの交流電圧に変換する。
【００３６】以上のようにして中性点クランプ型電力変
換装置は交流電圧を直流電圧に、あるいは直流電圧を交
流電圧に変換するのであるが、本発明の理解を容易にす
るために初充電の必要性を図７を用いて説明する。
換装置は交流電圧を直流電圧に、あるいは直流電圧を交
流電圧に変換するのであるが、本発明の理解を容易にす
るために初充電の必要性を図７を用いて説明する。
【００３７】平滑コンデンサ４ａ，４ｂを充電しない状
態で電源開閉器７をオンして交流電源８を投入すると、
スイッチング素子に逆並列された各相のフリーホイール
ダイオードＤｆｐ、Ｄｆｐｃ、Ｄｆｎｃ、Ｄｆｎがダイ
オード整流回路となり、平滑コンデンサ４ａ，４ｂの充
電が開始される。
態で電源開閉器７をオンして交流電源８を投入すると、
スイッチング素子に逆並列された各相のフリーホイール
ダイオードＤｆｐ、Ｄｆｐｃ、Ｄｆｎｃ、Ｄｆｎがダイ
オード整流回路となり、平滑コンデンサ４ａ，４ｂの充
電が開始される。
【００３８】交流電源８の投入時は、平滑コンデンサ４
ａ，４ｂが短絡状態のため交流電源８からコンバータ１
を介して平滑コンデンサ４ａ，４ｂへ突入電流Ｉrが流
れる。このため、交流電源８を投入する前に初充電装置
で平滑コンデンサ４ａ，４ｂを予め突入電流Ｉrが流れ
ない電圧レベルに充電する必要がある。
ａ，４ｂが短絡状態のため交流電源８からコンバータ１
を介して平滑コンデンサ４ａ，４ｂへ突入電流Ｉrが流
れる。このため、交流電源８を投入する前に初充電装置
で平滑コンデンサ４ａ，４ｂを予め突入電流Ｉrが流れ
ない電圧レベルに充電する必要がある。
【００３９】さて、図１、図２に戻り、本発明の一実施
例における初充電時の動作を図８のタイムチャートを参
照して説明する。
例における初充電時の動作を図８のタイムチャートを参
照して説明する。
【００４０】コンバータ１を起動する場合には、まず、
図８（ａ）に示すように初充電開閉器９をオンにする。
開閉器９をオンすることにより初充電電源１０の交流電
圧は初充電トランス７１で昇圧され、トランス７１の２
個の二次巻線からそれぞれ昇圧された交流電圧が得られ
る。初充電電源１０の交流電圧が４００ボルトの場合に
は２Ｋボルト程度まで昇圧される。
図８（ａ）に示すように初充電開閉器９をオンにする。
開閉器９をオンすることにより初充電電源１０の交流電
圧は初充電トランス７１で昇圧され、トランス７１の２
個の二次巻線からそれぞれ昇圧された交流電圧が得られ
る。初充電電源１０の交流電圧が４００ボルトの場合に
は２Ｋボルト程度まで昇圧される。
【００４１】トランス７１の２個の二次巻線から得られ
た交流電圧はダイオード整流回路７２ａ，７２ｂで整流
され直流電圧に変換される。ダイオード整流回路７２ａ
の直流電圧はコンデンサ４ａに印加され、ダイオード整
流回路７２ｂの直流電圧はコンデンサ４ｂに印加され
る。
た交流電圧はダイオード整流回路７２ａ，７２ｂで整流
され直流電圧に変換される。ダイオード整流回路７２ａ
の直流電圧はコンデンサ４ａに印加され、ダイオード整
流回路７２ｂの直流電圧はコンデンサ４ｂに印加され
る。
【００４２】平滑コンデンサ４ａ、４ｂは充電を開始さ
れる。この際、初充電装置７０は、初充電電流をインピ
ーダンスによって制限して供給する。平滑コンデンサ４
ａ、４ｂはこのようにして充電され、その充電電圧が図
８（ｂ）に示すように次第に高くなる。平滑コンデンサ
４ａ、４ｂは初充電によって、定格電圧の８０〜９０％
まで充電される。平滑コンデンサ４ａ、４ｂのコンデン
サ電圧Ｅa、Ｅbは電圧検出器６ａ、６ｂにより検出さ
れ、異常検出回路５に入力される。
れる。この際、初充電装置７０は、初充電電流をインピ
ーダンスによって制限して供給する。平滑コンデンサ４
ａ、４ｂはこのようにして充電され、その充電電圧が図
８（ｂ）に示すように次第に高くなる。平滑コンデンサ
４ａ、４ｂは初充電によって、定格電圧の８０〜９０％
まで充電される。平滑コンデンサ４ａ、４ｂのコンデン
サ電圧Ｅa、Ｅbは電圧検出器６ａ、６ｂにより検出さ
れ、異常検出回路５に入力される。
【００４３】電圧検出器６ａ、６ｂにより検出された平
滑コンデンサ４ａ、４ｂのコンデンサ電圧Ｅa、Ｅbは異
常検出回路５の加減算器５１に入力される。加減算器５
１はコンデンサ電圧ＥaとＥbの電圧偏差ΔＶを出力す
る。比較器５２ａ、５２ｂは、偏差電圧ΔＶを入力し規
定値＋Ｖｓ１、−Ｖｓ１と比較し規定値＋Ｖｓ１以上の
場合、あるいは、規定値−Ｖｓ１以下の場合に出力を生
じる。
滑コンデンサ４ａ、４ｂのコンデンサ電圧Ｅa、Ｅbは異
常検出回路５の加減算器５１に入力される。加減算器５
１はコンデンサ電圧ＥaとＥbの電圧偏差ΔＶを出力す
る。比較器５２ａ、５２ｂは、偏差電圧ΔＶを入力し規
定値＋Ｖｓ１、−Ｖｓ１と比較し規定値＋Ｖｓ１以上の
場合、あるいは、規定値−Ｖｓ１以下の場合に出力を生
じる。
【００４４】スイッチ５３ａ、５３ｂは図８（ｃ）に示
すように初充電開閉器９をオンした後、所定時間（１０
〜１５秒）Ｔｓ後にオンされる。スイッチ５３ａ、５３
ｂのオン時に比較器５２ａ、５２ｂが出力を生じていな
ければ、初充電が正常に行われたことになる。
すように初充電開閉器９をオンした後、所定時間（１０
〜１５秒）Ｔｓ後にオンされる。スイッチ５３ａ、５３
ｂのオン時に比較器５２ａ、５２ｂが出力を生じていな
ければ、初充電が正常に行われたことになる。
【００４５】初充電が正常に行われたことを確認してか
ら図８（ｄ）に示すように電源開閉器７をオンしてコン
バータ１とインバータ２を起動する。その後、コンバー
タ１は平滑コンデンサ４ａ、４ｂの電圧が電圧指令設定
器１１で設定する電圧指令値となるように制御され、イ
ンバータ２は交流電動機３の速度が速度指令設定器２１
で設定する速度指令値となるように制御される。コンバ
ータ１とインバータ２の制御については良く知られてお
り、それに本発明の要旨に直接関係ないので詳細説明を
省略する。
ら図８（ｄ）に示すように電源開閉器７をオンしてコン
バータ１とインバータ２を起動する。その後、コンバー
タ１は平滑コンデンサ４ａ、４ｂの電圧が電圧指令設定
器１１で設定する電圧指令値となるように制御され、イ
ンバータ２は交流電動機３の速度が速度指令設定器２１
で設定する速度指令値となるように制御される。コンバ
ータ１とインバータ２の制御については良く知られてお
り、それに本発明の要旨に直接関係ないので詳細説明を
省略する。
【００４６】一方、スイッチ５３ａ、５３ｂをオンした
時に比較器５２ａあるいは５２ｂが出力を生じていた場
合には、初充電が異常であったと判断する。異常検出回
路５は異常信号を出力する。
時に比較器５２ａあるいは５２ｂが出力を生じていた場
合には、初充電が異常であったと判断する。異常検出回
路５は異常信号を出力する。
【００４７】このようにして平滑コンデンサ４ａ、４ｂ
の初充電の異常を検出するのであるが、初充電開始時か
ら設定時間後における２個の平滑コンデンサ４ａ、４ｂ
の電圧偏差の大きさによって異常を判断している。２個
の平滑コンデンサ４ａ、４ｂの電圧検出器６ａ、６ｂは
コンバータ１の電圧制御に用いられているものであり、
簡単な構成の異常検出回路５を付加するだけで異常を検
出できる。したがって、平滑コンデンサの初充電異常
を、電力変換装置を小型化かつ低価格化して検出でき
る。
の初充電の異常を検出するのであるが、初充電開始時か
ら設定時間後における２個の平滑コンデンサ４ａ、４ｂ
の電圧偏差の大きさによって異常を判断している。２個
の平滑コンデンサ４ａ、４ｂの電圧検出器６ａ、６ｂは
コンバータ１の電圧制御に用いられているものであり、
簡単な構成の異常検出回路５を付加するだけで異常を検
出できる。したがって、平滑コンデンサの初充電異常
を、電力変換装置を小型化かつ低価格化して検出でき
る。
【００４８】図９に異常検出回路５の他の一例を示す。
【００４９】図９において図２と異なるところは、平滑
コンデンサ４ａと４ｂの電圧ＥａとＥｂを加算器５４で
加算して、比較器５５の規定値Ｖｓ２と比較するように
したことにある。比較器５５は電圧ＥａとＥｂを加算値
が規定値Ｖｓ２より大きい場合に出力を生じる。また、
スイッチ５３ｃはスイッチ５３ａ，５３ｂと同様に、図
８（ｃ）に示すように初充電開閉器９をオンした後、所
定時間（１０〜１５秒）Ｔｓ後にオンされる。
コンデンサ４ａと４ｂの電圧ＥａとＥｂを加算器５４で
加算して、比較器５５の規定値Ｖｓ２と比較するように
したことにある。比較器５５は電圧ＥａとＥｂを加算値
が規定値Ｖｓ２より大きい場合に出力を生じる。また、
スイッチ５３ｃはスイッチ５３ａ，５３ｂと同様に、図
８（ｃ）に示すように初充電開閉器９をオンした後、所
定時間（１０〜１５秒）Ｔｓ後にオンされる。
【００５０】図９の異常検出回路５では平滑コンデンサ
４ａと４ｂの一方が初充電されない場合と、平滑コンデ
ンサ４ａと４ｂの両方が充電されないことを検出でき
る。
４ａと４ｂの一方が初充電されない場合と、平滑コンデ
ンサ４ａと４ｂの両方が充電されないことを検出でき
る。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は平滑コン
デンサの電圧を検出して初充電開始時から設定時間後に
おける２個の平滑コンデンサの電圧偏差の大きさによっ
て異常判断している。２個の平滑コンデンサの電圧検出
器は電圧制御に用いられているものであり、簡単な構成
の異常検出回路を付加するだけで異常を検出できる。し
たがって、平滑コンデンサの初充電異常を、電力変換装
置を小型化かつ低価格化して検出できる。
デンサの電圧を検出して初充電開始時から設定時間後に
おける２個の平滑コンデンサの電圧偏差の大きさによっ
て異常判断している。２個の平滑コンデンサの電圧検出
器は電圧制御に用いられているものであり、簡単な構成
の異常検出回路を付加するだけで異常を検出できる。し
たがって、平滑コンデンサの初充電異常を、電力変換装
置を小型化かつ低価格化して検出できる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】異常検出回路の一例を示す構成図である。
【図３】中性点クランプ型電力変換装置の一相分の主回
路構成図である。
路構成図である。
【図４】中性点クランプ型電力変換装置のスイッチング
動作説明図である。
動作説明図である。
【図５】中性点クランプ型電力変換装置のスイッチング
動作タイムチャートである。
動作タイムチャートである。
【図６】スイッチング動作とコンバータ入力端子電圧の
説明図である。
説明図である。
【図７】初充電装置の説明図である。
【図８】本発明の動作説明用のタイムチャートである。
【図９】異常検出回路の他の一例を示す構成図である。
１…コンバータ、２…インバータ、３…交流電動機、４
ａ，４ｂ…は、平滑コンデンサ ５…異常検出回路、６ａ、６ｂ…電圧検出器、７…電源
開閉器、９…初充電開閉器、７０…初期充電装置、７１
…初充電トランス、７２ａ，７２ｂ…ダイオード整流回
路
ａ，４ｂ…は、平滑コンデンサ ５…異常検出回路、６ａ、６ｂ…電圧検出器、７…電源
開閉器、９…初充電開閉器、７０…初期充電装置、７１
…初充電トランス、７２ａ，７２ｂ…ダイオード整流回
路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｍ 7/12 ６０１ Ｈ０２Ｍ 7/12 ６０１Ｄ Ｆターム(参考） 5G053 AA08 AA12 AA13 BA04 EB05 EC04 FA04 5H006 BB05 CA05 CA07 CB01 CC08 DB01 DC02 DC05 GA01 5H007 AA00 BB06 CA05 CC12 DC02 DC05 DC07 EA02 FA00 FA12 GA01
Claims (5)
- 【請求項１】交流電圧を直流電圧に変換する中性点クラ
ンプ型コンバータと、前記中性点クランプ型コンバータ
の直流出力電圧を２つに分圧する直列接続された２個の
平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの電圧をそれぞ
れ検出する２つの電圧検出手段と、前記２個の平滑コン
デンサを初充電する初充電装置と、前記初充電装置によ
る初充電開始時から設定時間後における前記２個の平滑
コンデンサの電圧偏差が第１規定値以上であるときに初
充電異常を検出する異常検出手段を備えた中性点クラン
プ型電力変換装置。 - 【請求項２】電源開閉器を介して交流電源に接続され、
パルス幅変調制御されて交流電圧を直流電圧に変換する
中性点クランプ型コンバータと、前記中性点クランプ型
コンバータの直流出力電圧を２つに分圧する直列接続さ
れた２個の平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの電
圧をそれぞれ検出する２つの電圧検出手段と、初充電開
閉器を介して初充電電源に接続され、交流電圧を整流し
た直流電圧で前記２個の平滑コンデンサを初充電する初
充電装置と、前記初充電開閉器をオンして初充電開始時
から設定時間後における前記２個の平滑コンデンサの電
圧偏差が第１規定値以上であるときに初充電異常を検出
する異常検出手段を備えた中性点クランプ型電力変換装
置。 - 【請求項３】３レベルの電圧を出力して交流電圧を直流
電圧に変換する中性点クランプ型コンバータと、前記中
性点クランプ型コンバータの直流出力電圧を２つに分圧
する直列接続された２個の平滑コンデンサと、前記平滑
コンデンサの電圧をそれぞれ検出する２つの電圧検出手
段と、前記中性点クランプ型コンバータの起動前に前記
２個の平滑コンデンサを初充電する初充電装置と、前記
初充電装置による初充電開始時から設定時間後における
前記２個の平滑コンデンサの電圧偏差が第１規定値以上
であることと、前記２個の平滑コンデンサの電圧和が第
２規定値以下であることを判定し初充電異常を検出する
異常検出手段を備えた中性点クランプ型電力変換装置。 - 【請求項４】電源開閉器を介して交流電源に接続され、
交流電圧を直流電圧に変換する中性点クランプ型コンバ
ータと、前記中性点クランプ型コンバータの直流出力電
圧を２つに分圧する直列接続された２個の平滑コンデン
サと、前記平滑コンデンサの電圧をそれぞれ検出する２
つの電圧検出手段と、初充電開閉器を介して初充電電源
に接続され、交流電圧を整流した直流電圧で前記２個の
平滑コンデンサを初充電する初充電装置と、前記初充電
開閉器をオンして初充電開始時から設定時間後における
前記２個の平滑コンデンサの電圧偏差が第１規定値以上
であるときに初充電異常を検出する異常検出手段を備え
た中性点クランプ型電力変換装置。 - 【請求項５】ダイオードを逆並列接続された４個のスイ
ッチイング素子を含み一相分を構成し、３レベルの電圧
を出力して交流電圧を直流電圧に変換する中性点クラン
プ型コンバータと、前記中性点クランプ型コンバータの
直流出力電圧を２つに分圧する直列接続された２個の平
滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの電圧をそれぞれ
検出する２つの電圧検出手段と、初充電開閉器を介して
初充電電源に接続され、交流電圧を整流した直流電圧で
前記２個の平滑コンデンサを初充電する初充電装置と、
前記初充電開閉器をオンして初充電開始時から設定時間
後における前記２個の平滑コンデンサの電圧偏差が第１
規定値以上であるときに初充電異常を検出する異常検出
手段を備えた中前記中性点クランプ型コンバータの起動
前に前記２個の平滑コンデンサを初充電する初充電装置
と、前記初充電装置による初充電開始時から設定時間後
における前記２個の平滑コンデンサの電圧偏差が第１規
定値以上であることと、前記２個の平滑コンデンサの電
圧和が第２規定値以下であることを判定し初充電異常を
検出する異常検出手段を備えた中性点クランプ型電力変
換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11137799A JP3658238B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 中性点クランプ型電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11137799A JP3658238B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 中性点クランプ型電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000308361A true JP2000308361A (ja) | 2000-11-02 |
| JP3658238B2 JP3658238B2 (ja) | 2005-06-08 |
Family
ID=14559654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11137799A Expired - Lifetime JP3658238B2 (ja) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | 中性点クランプ型電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3658238B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003052626A (ja) * | 2001-08-21 | 2003-02-25 | Pentax Corp | 電子スコープ用電源システム |
| JP2005354788A (ja) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ制御装置 |
| JP2010041815A (ja) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| WO2015194198A1 (ja) * | 2014-06-20 | 2015-12-23 | 株式会社 東芝 | 車両用制御装置 |
| JP2018183006A (ja) * | 2017-04-21 | 2018-11-15 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置、及び異常検出方法 |
| WO2019049325A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| WO2019082297A1 (ja) * | 2017-10-25 | 2019-05-02 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
-
1999
- 1999-04-19 JP JP11137799A patent/JP3658238B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003052626A (ja) * | 2001-08-21 | 2003-02-25 | Pentax Corp | 電子スコープ用電源システム |
| JP2005354788A (ja) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ制御装置 |
| JP4509659B2 (ja) * | 2004-06-09 | 2010-07-21 | 三菱電機株式会社 | インバータ制御装置 |
| JP2010041815A (ja) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| CN106470867A (zh) * | 2014-06-20 | 2017-03-01 | 株式会社东芝 | 车辆用控制装置 |
| JP2016010180A (ja) * | 2014-06-20 | 2016-01-18 | 株式会社東芝 | 車両用制御装置 |
| WO2015194198A1 (ja) * | 2014-06-20 | 2015-12-23 | 株式会社 東芝 | 車両用制御装置 |
| US10259326B2 (en) | 2014-06-20 | 2019-04-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Car control device |
| JP2018183006A (ja) * | 2017-04-21 | 2018-11-15 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置、及び異常検出方法 |
| WO2019049325A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| JP6538990B1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-07-03 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| WO2019082297A1 (ja) * | 2017-10-25 | 2019-05-02 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| JPWO2019082297A1 (ja) * | 2017-10-25 | 2020-02-06 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3658238B2 (ja) | 2005-06-08 |
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