JP2003070258A - 電力変換装置 - Google Patents
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- JP2003070258A JP2003070258A JP2001251704A JP2001251704A JP2003070258A JP 2003070258 A JP2003070258 A JP 2003070258A JP 2001251704 A JP2001251704 A JP 2001251704A JP 2001251704 A JP2001251704 A JP 2001251704A JP 2003070258 A JP2003070258 A JP 2003070258A
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Abstract
害拡大防止、および短絡故障発生箇所の有効な検出によ
る装置故障復旧の容易化を図ること。 【解決手段】正極、負極、および中性点を有し、直流電
力を出力する直流電源装置11と、複数の半導体スイッチ
ング素子を有してなり、直流電源装置11から供給される
直流電力を交流電力に逆変換して、負荷に三相交流電力
を供給する3レベルインバータ回路12とを備えて構成さ
れる電力変換装置において、3レベルインバータ回路12
のU,V,W各相の正極と中性点との間に接続された第1
の平滑コンデンサ3aにそれぞれ直列に接続された第1の
ヒューズ13aと、3レベルインバータ回路12のU,V,W
各相の中性点と負極との間に接続された第2の平滑コン
デンサ3bにそれぞれ直列に接続された第2のヒューズ13
bとを備える。
Description
供給される直流電力を交流電力に変換して負荷に三相交
流電力を供給する中性点電位を有する電力変換装置に係
り、特に装置の外形の小型化、直流短絡故障発生時の被
害拡大防止、および短絡故障発生箇所の有効な検出によ
る装置故障復旧の容易化を図れるようにした電力変換装
置に関するものである。
直流電源装置から供給される直流電力を交流電力に変換
して負荷に三相交流電力を供給する3レベル電力変換装
置が、多く用いられてきている。
換装置の構成例を示す回路図である。
は、正極P、負極N、および中性点Cを有し、直流電力
を出力する直流電源装置11と、当該直流電源装置11
から供給される直流電力を交流電力に逆変換して、負荷
18に三相交流電力を供給する3レベルインバータ回路
(以下、インバータ回路部と称する)12とから構成さ
れている。
に、絶縁ゲート形トランジスタ等の半導体スイッチング
素子1と、当該各半導体スイッチング素子1に逆並列に
それぞれ接続されたダイオード2と、U,V,W各相の正
極Pと中性点Cとの間に接続された平滑コンデンサ3a
と、U,V,W各相の中性点Cと負極Nとの間に接続され
た平滑コンデンサ3bとから構成されている。
相には、半導体スイッチング素子1の破損等により直流
短絡となった場合に、装置を保護する目的でアームヒュ
ーズ27がそれぞれ取り付けられている。
についてはよく知られているものであり、ここではその
説明を省略する。
3レベル電力変換装置においては、近年の半導体スイッ
チング素子1の高速スイッチング化に伴ない、サージ電
圧を抑制するために半導体スイッチング素子1周辺の回
路を小型化する必要性が強くなってきている。
る電流が全て流れ、ヒューズ容量も大型化せざるを得な
い。
インダクタンスの増大を招き、サージ抑制の面で好まし
くない。
による直流短絡故障が発生した際、半導体スイッチング
素子1に故障信号出力等の故障検知機能が備えられてい
ない場合には、素子破損箇所を特定することが困難であ
り、装置を故障から復旧させるために多くの時間を費や
すことになる。
流短絡故障発生時の被害拡大防止、および短絡故障発生
箇所の有効な検出による装置故障復旧の容易化を図るこ
とが可能な電力変換装置を提供することにある。
めに、請求項1に対応する発明では、正極、負極、およ
び中性点を有し、直流電力を出力する直流電源装置と、
複数の半導体スイッチング素子を有してなり、直流電源
装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換して、
負荷に三相交流電力を供給する3レベルインバータ回路
とを備えて構成される電力変換装置において、3レベル
インバータ回路のU,V,W各相の正極と中性点との間に
接続された第1の平滑コンデンサにそれぞれ直列に接続
された第1のヒューズと、3レベルインバータ回路の
U,V,W各相の中性点と負極との間に接続された第2の
平滑コンデンサにそれぞれ直列に接続された第2のヒュ
ーズとを備えている。
換装置においては、3レベルインバータ回路のU,V,W
各相の正極と中性点との間、および中性点と負極との間
にそれぞれ接続された平滑コンデンサに対してそれぞれ
直列にヒューズを接続することにより、それぞれのヒュ
ーズには直流電力のリプル分しか電流は流れず、前述し
た従来の場合に比べて容量の小さなヒューズで機能を満
足できるため、配線インダクタンスが従来の場合に比べ
て小さくなり、半導体スイッチング素子のサージ電圧の
低減、および電力変換装置の外形の小型化を図ることが
できる。
極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直
流電源装置と、複数の半導体スイッチング素子を有して
なり、直流電源装置から供給される直流電力を交流電力
に逆変換して、負荷に三相交流電力を供給する3レベル
インバータ回路とを備えて構成される電力変換装置にお
いて、3レベルインバータ回路のU,V,W各相の正極と
中性点との間に接続された第1の平滑コンデンサの中性
点側にそれぞれ直列に接続された第1のヒューズと、3
レベルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と負極と
の間に接続された第2の平滑コンデンサの中性点側にそ
れぞれ直列に接続された第2のヒューズとを備えてい
る。
換装置においては、3レベルインバータ回路のU,V,W
各相の正極と中性点との間、および中性点と負極との間
にそれぞれ接続された平滑コンデンサに対してそれぞれ
直列にヒューズを接続することにより、それぞれのヒュ
ーズには直流電力のリプル分しか電流は流れず、前述し
た従来の場合に比べて容量の小さなヒューズで機能を満
足できるため、配線インダクタンスが従来の場合に比べ
て小さくなり、半導体スイッチング素子のサージ電圧の
低減、および電力変換装置の外形の小型化を図ることが
できる。また、この場合、特にヒューズを平滑コンデン
サの中性点側に接続することにより、中性点を接地して
いる場合には、ヒューズの対アース耐圧を下げることも
できる。
極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直
流電源装置と、複数の半導体スイッチング素子を有して
なり、直流電源装置から供給される直流電力を交流電力
に逆変換して、負荷に三相交流電力を供給する3レベル
インバータ回路と、3レベルインバータ回路のU,V,W
各相の正極と中性点との間に接続された第1の平滑コン
デンサにそれぞれ直列に接続された第1のヒューズと、
3レベルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と負極
との間に接続された第2の平滑コンデンサにそれぞれ直
列に接続された第2のヒューズとを備えて構成される電
力変換装置本体を複数台備えて、各電力変換装置本体か
ら負荷である複巻線モータに交流電力を供給する構成と
し、直流電源装置から3レベルインバータ回路に直流電
力を供給する直流母線を複数に分離する構成としてい
る。
換装置においては、複数台の電力変換装置本体から負荷
である複巻線モータに交流電力を供給する場合に、直流
電源装置から3レベルインバータ回路に直流電力を供給
する直流母線を複数に分離して構成することにより、直
流短絡故障時に溶断するヒューズの個数を減らすことが
可能となり、よって装置故障復旧を容易に行なうことが
でき、経済的とすることができる。
極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直
流電源装置と、複数の半導体スイッチング素子を有して
なり、直流電源装置から供給される直流電力を交流電力
に逆変換して、負荷に三相交流電力を供給する3レベル
インバータ回路と、3レベルインバータ回路のU,V,W
各相の正極と中性点との間に接続された第1の平滑コン
デンサにそれぞれ直列に接続された第1のヒューズと、
3レベルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と負極
との間に接続された第2の平滑コンデンサにそれぞれ直
列に接続された第2のヒューズとを備えて構成される電
力変換装置本体を複数台備えて、各電力変換装置本体か
ら負荷である複巻線モータに交流電力を供給する構成と
し、直流電源装置と3レベルインバータ回路との間を繋
ぐ正極、負極、中性点の3本の直流母線のうちの少なく
とも2本の直流母線に第3のヒューズを接続する構成と
している。
換装置においては、複数台の電力変換装置本体から負荷
である複巻線モータに交流電力を供給する場合に、直流
電源装置と3レベルインバータ回路との間を繋ぐ正極、
負極、中性点の3本の直流母線のうちの少なくとも2本
の直流母線にヒューズを接続して構成することにより、
直流母線同士の接合部にヒューズを接続して、直流短絡
故障時に溶断するヒューズの個数を減らすことが可能と
なり、よって装置故障復旧を容易に行なうことができ、
経済的とすることができる。
極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直
流電源装置と、複数の半導体スイッチング素子を有して
なり、直流電源装置から供給される直流電力を交流電力
に逆変換して、負荷に三相交流電力を供給する3レベル
インバータ回路とを備えて構成される電力変換装置にお
いて、3レベルインバータ回路の正極と中性点との間に
接続された第1の平滑コンデンサに並列に接続された第
1の補助コンデンサと、3レベルインバータ回路のU,
V,W各相の中性点と負極との間に接続された第2の平
滑コンデンサに並列に接続された第2の補助コンデンサ
と、第1および第2の補助コンデンサを流れる電流を検
知する電流検知手段と、電流検知手段により検知された
検知信号を検知する検知手段とを備えている。
換装置においては、電力変換装置の正極と中性点との
間、もしくは中性点と負極との間にて直流短絡故障が発
生した場合に、補助コンデンサを流れる短絡電流を電流
検知手段で検知し、その信号を検知手段で検知して、直
流短絡故障の発生を検知することが可能となり、よって
短絡故障発生時の被害拡大を防止することができる。
極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直
流電源装置と、複数の半導体スイッチング素子を有して
なり、直流電源装置から供給される直流電力を交流電力
に逆変換して、負荷に三相交流電力を供給する3レベル
インバータ回路と、3レベルインバータ回路の正極と中
性点との間に接続された第1の平滑コンデンサに並列に
接続された第1の補助コンデンサと、3レベルインバー
タ回路のU,V,W各相の中性点と負極との間に接続され
た第2の平滑コンデンサに並列に接続された第2の補助
コンデンサと、第1および第2の補助コンデンサを流れ
る電流を検知する電流検知手段と、電流検知手段により
検知された検知信号を検知する検知手段とを備えて構成
される複数台の電力変換装置本体を、共通の直流母線に
接続する構成とし、検知手段から送出される検知信号が
到達する順序を判定することにより、直流短絡故障が発
生した3レベルインバータ回路を特定する特定手段を備
えている。
換装置においては、電力変換装置の正極と中性点との
間、もしくは中性点と負極との間にて直流短絡故障が発
生した場合に、補助コンデンサを流れる短絡電流を電流
検知手段で検出し、その信号を検知手段で検知し、その
検知信号から最初に検知した検知信号を特定手段によっ
て特定し、直流短絡故障が発生した箇所を特定すること
が可能となり、よって短絡故障発生箇所を有効に検出し
て、装置故障復旧を容易に行なうことができる。
極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直
流電源装置と、複数の半導体スイッチング素子を有して
なり、直流電源装置から供給される直流電力を交流電力
に逆変換して、負荷に三相交流電力を供給する3レベル
インバータ回路とを備えて構成される電力変換装置にお
いて、3レベルインバータ回路のU,V,W各相の正極と
中性点との間に接続された第1の平滑コンデンサにそれ
ぞれ並列に接続された第1の補助コンデンサと、3レベ
ルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と負極との間
に接続された第2の平滑コンデンサにそれぞれ並列に接
続された第2の補助コンデンサと、U,V,W各相の第1
および第2の補助コンデンサを流れる電流をそれぞれ検
知する電流検知手段と、U,V,W各相の電流検知手段に
より検知された検知信号を検知する検知手段と、検知手
段から送出される検知信号が到達する順序を判定するこ
とにより、直流短絡故障が発生した3レベルインバータ
回路を特定する特定手段を備えている。
換装置においては、電力変換装置の正極と中性点との
間、もしくは中性点と負極との間にて直流短絡故障が発
生した場合に、補助コンデンサを流れる短絡電流を電流
検知手段で検出し、その信号を検知手段で検知し、その
検知信号から最初に検知した検知信号を特定手段によっ
て特定し、直流短絡故障が発生した相を特定することが
可能となり、よって短絡故障発生相を有効に検出して、
装置故障復旧を容易に行なうことができる。
て図面を参照して詳細に説明する。
態による3レベル電力変換装置の構成例を示す回路図で
あり、図11と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
力変換装置は、図1に示すように、前記図11における
インバータ回路部12のU,V,W各相に設けていたアー
ムヒューズ25を省略し、これらに代えて新たに、イン
バータ回路部12のU相3レベルインバータ回路15、
V相3レベルインバータ回路16、およびW相3レベル
インバータ回路17の正極Pと中性点Cとの間に接続さ
れた平滑コンデンサ3aに、それぞれ直列に直流ヒュー
ズ13aを接続し、さらにインバータ回路部12のU相
3レベルインバータ回路15、V相3レベルインバータ
回路16、およびW相3レベルインバータ回路17の中
性点Cと負極Nとの間に接続された平滑コンデンサ3b
に対して、それぞれ直列に直流ヒューズ13bを接続し
た構成としている。
による3レベル電力変換装置においては、インバータ回
路部12のU相3レベルインバータ回路15、V相3レ
ベルインバータ回路16、およびW相3レベルインバー
タ回路17の正極Pと中性点Cとの間、および中性点C
と負極Nとの間にそれぞれ接続された平滑コンデンサ3
aおよび3bに対してそれぞれ直列に直流ヒューズ13
aおよび13bを接続していることにより、それぞれの
直流ヒューズ13aおよび13bには直流電力のリプル
分しか電流は流れず、前述した従来の場合に比べて容量
の小さなヒューズで機能を満足できるため、配線インダ
クタンスが従来の場合に比べて小さくなり、半導体スイ
ッチング素子1のサージ電圧の低減、および電力変換装
置の外形の小型化を図ることができる。
る。
す回路図である。
されている回路には、負荷18に供給する電流が流れる
ため、アームヒューズ27の容量を大きくとる必要があ
り、ヒューズ27外形もそれに伴って大型化していた。
27のために、図示破線部で示される配線インダクタン
ス31が大きくなり、半導体スイッチング素子1がスイ
ッチングする際に発生するサージ電圧が大きくなるた
め、それを吸収するスナバ回路の巨大化、およびそのス
ナバ回路からの発熱を冷却するための冷却装置の巨大化
等、電力変換装置の外形が大型化する傾向にあった。
回路図を示すように、図示位置の直流ヒューズ13a,
13bには、直流電力のリプル分しか電流は流れず、図
2に示す場合に比べて容量の小さな直流ヒューズ13
a,13bで機能を満足することができる。
2の場合に比べて小さくなり、半導体スイッチング素子
1のサージ電圧の低減、および電力変換装置の外形の小
型化を図ることができる。
ベル電力変換装置では、半導体スイッチング素子1のサ
ージ電圧の低減、および電力変換装置の外形の小型化を
図ることが可能となる。
3レベル電力変換装置は、前記図1におけるインバータ
回路部12のU相3レベルインバータ回路15、V相3
レベルインバータ回路16、およびW相3レベルインバ
ータ回路17の正極Pと中性点Cとの間に接続された平
滑コンデンサ3aの中性点C側に、それぞれ直列に直流
ヒューズ13aを接続し、さらにインバータ回路部12
のU相3レベルインバータ回路15、V相3レベルイン
バータ回路16、およびW相3レベルインバータ回路1
7の中性点Cと負極Nとの間に接続された平滑コンデン
サ3bの中性点C側に、それぞれ直列に直流ヒューズ1
3bを接続した構成としている。
による3レベル電力変換装置においては、インバータ回
路部12のU相3レベルインバータ回路15、V相3レ
ベルインバータ回路16、およびW相3レベルインバー
タ回路17の正極Pと中性点Cとの間、および中性点C
と負極Nとの間にそれぞれ接続された平滑コンデンサ3
aおよび3bに対して中性点C側にそれぞれ直列に直流
ヒューズ13aおよび13bを接続していることによ
り、それぞれの直流ヒューズ13aおよび13bには直
流電力のリプル分しか電流は流れず、前述した従来の場
合に比べて容量の小さなヒューズで機能を満足できるた
め、配線インダクタンスが従来の場合に比べて小さくな
り、半導体スイッチング素子1のサージ電圧の低減、お
よび電力変換装置の外形の小型化を図ることができる。
る。
明したように、アームヒューズ27が接続されている回
路には、負荷18に供給する電流が流れるため、アーム
ヒューズ27の容量を大きくとる必要があり、ヒューズ
27外形もそれに伴って大型化していた。
27のために、図示破線部で示される配線インダクタン
ス31が大きくなり、半導体スイッチング素子1がスイ
ッチングする際に発生するサージ電圧が大きくなるた
め、それを吸収するスナバ回路の巨大化、およびそのス
ナバ回路からの発熱を冷却するための冷却装置の巨大化
等、電力変換装置の外形が大型化する傾向にあった。
3で説明した場合と同様に、図示位置の直流ヒューズ1
3a,13bには、直流電力のリプル分しか電流は流れ
ず、図2に示す場合に比べて容量の小さな直流ヒューズ
13a,13bで機能を満足することができる。
2の場合に比べて小さくなり、半導体スイッチング素子
1のサージ電圧の低減、および電力変換装置の外形の小
型化を図ることができる。
a,13bを平滑コンデンサ3a,3bの中性点C側に
接続していることにより、中性点Cを接地している場合
には、直流ヒューズ13a,13bの対アース耐圧を下
げる効果を得ることもできる。
ベル電力変換装置では、半導体スイッチング素子1のサ
ージ電圧の低減、および電力変換装置の外形の小型化を
図ることが可能となる。
直流ヒューズ13a,13bの対アース耐圧を下げるこ
とも可能となる。
態による3レベル電力変換装置の構成例を示す回路図で
あり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
力変換装置は、図4に示すように、前記図1における電
力変換装置の直流電源装置11およびインバータ回路部
12を複数台(図では2台)備えて、各電力変換装置か
ら負荷18である複巻線モータ(図では2巻線モータ)
19に交流電力を供給する構成とし、直流電源装置11
からインバータ回路部12に直流電力を供給する直流母
線、すなわち直流電源装置11と直流電源装置とインバ
ータ回路部12との間を繋ぐ正極、負極、中性点の3本
の直流母線B1,B2を、複数(図では2つ)に分離す
る構成としている。
による3レベル電力変換装置においては、複数台の電力
変換装置の直流電源装置11およびインバータ回路部1
2を使用して、負荷である2巻線モータ19に交流電力
を供給する場合に、直流電源装置11からインバータ回
路部12へ直流電力を供給する直流母線B1,B2を2
つに分離して構成していることにより、直流短絡故障時
に溶断するヒューズの個数を減らすことが可能となり、
よって装置復旧を容易に行なうことができ、経済的とす
ることができる。
その直流母線B1,B2に接続されている直流ヒューズ
は全て溶断するため、多数の直流ヒューズ交換等の手間
がかかり、経済的ではない。
1,B2を分離していることにより、直流短絡故障時に
溶断する直流ヒューズの個数を減らすことが可能とな
り、よって装置故障復旧を容易に行なうことができ、経
済的となる。
ベル電力変換装置では、前記第1の実施の形態と同様の
効果を得ることが可能であると共に、装置故障復旧を容
易に行なうことができ、経済性を向上することが可能と
なる。
態による3レベル電力変換装置の構成例を示す回路図で
あり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
力変換装置は、図5に示すように、前記図1における電
力変換装置の直流電源装置11およびインバータ回路部
12を複数台(図では2台)備えて、各電力変換装置か
ら負荷18である複巻線モータ(図では2巻線モータ)
19に交流電力を供給する構成とし、直流電源装置11
からインバータ回路部12に直流電力を供給する直流母
線、すなわち直流電源装置11と直流電源装置とインバ
ータ回路部12との間を繋ぐ正極、負極、中性点の3本
の直流母線B1,B2のうちの少なくとも2本(図では
2本)の直流母線間に、直流母線ヒューズ20を接続す
る構成する構成としている。
による3レベル電力変換装置においては、複数台の電力
変換装置の直流電源装置11およびインバータ回路部1
2を使用して、負荷である2巻線モータ19に交流電力
を供給する場合に、直流電源装置11からインバータ回
路部12へ直流電力を供給する直流母線B1,B2間に
直流母線ヒューズ20を接続して構成していることによ
り、直流母線B1,B2同士の接合部に直流母線ヒュー
ズ20を接続して、直流短絡故障時に溶断するヒューズ
の個数を減らすことが可能となり、よって装置故障復旧
を容易に行なうことができ、経済的とすることができ
る。
その直流母線B1,B2に接続されている直流ヒューズ
は全て溶断するため、多数の直流ヒューズ交換等の手間
がかかり、経済的ではない。
1,B2同士の接合部に直流母線ヒューズ20を接続し
ていることにより、直流短絡故障時に溶断する直流ヒュ
ーズの個数を減らすことが可能となり、よって装置故障
復旧を容易に行なうことができ、経済的となる。
ベル電力変換装置では、前記第1の実施の形態と同様の
効果を得ることが可能であると共に、装置故障復旧を容
易に行なうことができ、経済性を向上することが可能と
なる。
態による3レベル電力変換装置の構成例を示す回路図で
あり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
力変換装置は、図6に示すように、前記図1におけるイ
ンバータ回路部12のU相3レベルインバータ回路1
5、V相3レベルインバータ回路16、およびW相3レ
ベルインバータ回路17の平滑コンデンサ3a,3bに
直列に設けていた直流ヒューズ13a,13bを省略
し、これらに代えて新たに、平滑コンデンサ3a,3b
に対して、電流検知器21a,21bおよび補助コンデ
ンサ22a,22bの直列回路を並列に接続して、新た
なインバータ回路部25を構成し、さらに検知手段23
を備えた構成としている。
ンサ22a,22bを流れる電流を検知する。
bにより検知された検知信号を検知する。
による3レベル電力変換装置においては、電力変換装置
の正極Pと中性点Cとの間、もしくは中性点Cと負極N
との間にて直流短絡故障が発生した場合に、補助コンデ
ンサ22a,22bを流れる短絡電流を電流検知器21
a,21bにて検知し、その検知信号を検知手段23に
て受信して、電力変換装置における直流短絡故障の発生
を検知することが可能となり、よって短絡故障発生時の
被害拡大を防止することができる。
すブロック図である。
3においては、比較器29を使って電流検知器21a,
21bにて検知した電流値と、検出レベル設定器28か
らの設定値とを比較し、電流値が設定値以上であれば、
直流短絡発生とみなして検知信号32を出力する。
はあらかじめ設定しておき、この設定値以上の電流が電
流検知器21に流れていれば、直流短絡故障の発生を検
知することが可能となる。
ベル電力変換装置では、直流短絡故障の発生を検知する
ことができ、短絡故障発生時の被害拡大を防止すること
が可能となる。
態による3レベル電力変換装置の構成例を示す回路図で
あり、図6と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
力変換装置は、図8に示すように、前記図6における電
力変換装置のインバータ回路部25を複数台(図では2
台)備えて、複数台のインバータ回路部25を、共通の
直流母線Bに接続する構成とし、さらに特定手段24を
備えた構成としている。
出される検知信号が到達する順序を判定することによ
り、直流短絡故障が発生したインバータ回路部25を特
定する。
による3レベル電力変換装置においては、電力変換装置
の正極Pと中性点Cとの間、もしくは中性点Cと負極N
との間にて直流短絡故障が発生した場合に、補助コンデ
ンサ22a,22bを流れる短絡電流を電流検知器21
a,21bにて検知し、その検知信号を検知手段23に
て受信して、その検知信号32から最初に検知した検知
信号を特定手段24によって特定し、電力変換装置にお
ける直流短絡故障が発生した箇所を特定することが可能
となり、よって短絡故障発生箇所を有効に検出して装置
故障復旧を容易に行なうことができる。
部25のいずれかで発生した場合、その直流短絡電流が
他のインバータ回路部25へ到達するまでに、数マイク
ロ秒の時間差が存在する。
て、インバータ回路部25の検知手段23によって検知
された直流短絡故障の検知信号32を特定手段24に伝
え、この検知信号32の中で一番先に特定手段24に到
達した信号を特定することにより、直流短絡故障が発生
したインバータ回路部25を特定することができる。
すブロック図である。
4においては、検知信号32が入力され、ブロック回路
33を通過して、ラッチ回路34に到達する。
号32は、特定信号35を出力すると共に、フィードバ
ックされて、他の全ての検知信号32に対するブロック
回路34に入力され、他の全ての検知信号32をブロッ
クする。
れた検知信号32のみをラッチすることができ、直流短
絡故障が発生したインバータ回路部25を特定すること
が可能となる。
ベル電力変換装置では、直流短絡故障が発生した箇所を
特定することが可能となり、よって短絡故障発生箇所を
有効に検出して、装置故障復旧を容易に行なうことが可
能となる。
形態による3レベル電力変換装置の構成例を示す回路図
であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
力変換装置は、図10に示すように、前記図1における
インバータ回路部12のU相3レベルインバータ回路1
5、V相3レベルインバータ回路16、およびW相3レ
ベルインバータ回路17の平滑コンデンサ3a,3bに
直列に設けていた直流ヒューズ13a,13bを省略
し、これらに代えて新たに、インバータ回路部12のU
相3レベルインバータ回路15、V相3レベルインバー
タ回路16、およびW相3レベルインバータ回路17の
平滑コンデンサ3a,3bに対して、電流検知器21
a,21bおよび補助コンデンサ22a,22bの直列
回路をそれぞれ並列に接続して、新たなインバータ回路
部26を構成し、さらに検知手段23と、特定手段24
とを備えた構成としている。
回路部26のU相3レベルインバータ回路15、V相3
レベルインバータ回路16、およびW相3レベルインバ
ータ回路17の補助コンデンサ22a,22bを流れる
電流を検知する。
U相3レベルインバータ回路15、V相3レベルインバ
ータ回路16、およびW相3レベルインバータ回路17
の電流検知器21a,21bにより検知された検知信号
を検知する。
れる検知信号が到達する順序を判定することにより、直
流短絡故障が発生した3レベルインバータ回路部を特定
する。
による3レベル電力変換装置においては、電力変換装置
の正極Pと中性点Cとの間、もしくは中性点Cと負極N
との間にて直流短絡故障が発生した場合に、補助コンデ
ンサ22a,22bを流れる短絡電流を電流検知器21
a,21bで検出し、その信号を検知手段23にて受信
して、その検知信号32から最初に検知した検知信号を
特定手段24によって特定し、直流短絡故障が発生した
相を特定することが可能となり、よって短絡故障発生相
を有効に検出して装置故障復旧を容易に行なうことがで
きる。
ベルインバータ回路15で発生した場合、他のV相3レ
ベルインバータ回路16、W相3レベルインバータ回路
17へ直流短絡電流が到達するまでに、数マイクロ秒の
時間差が存在する。
て、各相の平滑コンデンサ3a,3bに並列に接続され
た電流検知器21a,21bおよび補助コンデンサ22
a,22bにて検出された直流短絡故障の検知信号32
を特定手段24に伝え、この検知信号32の中で一番先
に特定手段24に到達した信号を特定することにより、
直流短絡故障が発生した相を特定することができる。
ベル電力変換装置では、直流短絡故障が発生した相を特
定することが可能となり、よって短絡故障発生相を有効
に検出して、装置故障復旧を容易に行なうことが可能と
なる。
記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階で
はその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施す
ることが可能である。また、各実施の形態は可能な限り
適宜組合わせて実施してもよく、その場合には組合わせ
た作用効果を得ることができる。さらに、上記各実施の
形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される
複数の構成要件における適宜な組合わせにより、種々の
発明を抽出することができる。例えば、実施の形態に示
される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されて
も、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題(の
少なくとも一つ)が解決でき、発明の効果の欄で述べら
れている効果(の少なくとも一つ)が得られる場合に
は、この構成要件が削除された構成を発明として抽出す
ることができる。
力変換装置のサージ電圧低減による装置小型化、および
直流短絡事故発生時のヒューズ溶断個数の削減、および
直流短絡事故発生箇所の特定が可能となる。
施の形態を示す回路図。
図。
おける作用効果を説明するための回路図。
施の形態を示す回路図。
施の形態を示す回路図。
施の形態を示す回路図。
おける検知手段23の詳細な構成例を示すブロック図。
施の形態を示す回路図。
おける特定手段24の詳細な構成例を示すブロック図。
実施の形態を示す回路図。
回路図。
Claims (7)
- 【請求項1】 正極、負極、および中性点を有し、直流
電力を出力する直流電源装置と、 複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流
電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換し
て、負荷に三相交流電力を供給する3レベルインバータ
回路と、 を備えて構成される電力変換装置において、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の正極と中
性点との間に接続された第1の平滑コンデンサにそれぞ
れ直列に接続された第1のヒューズと、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と
負極との間に接続された第2の平滑コンデンサにそれぞ
れ直列に接続された第2のヒューズと、 を備えて成ることを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項2】 正極、負極、および中性点を有し、直流
電力を出力する直流電源装置と、 複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流
電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換し
て、負荷に三相交流電力を供給する3レベルインバータ
回路と、 を備えて構成される電力変換装置において、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の正極と中
性点との間に接続された第1の平滑コンデンサの前記中
性点側にそれぞれ直列に接続された第1のヒューズと、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と
負極との間に接続された第2の平滑コンデンサの前記中
性点側にそれぞれ直列に接続された第2のヒューズと、 を備えて成ることを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項3】 正極、負極、および中性点を有し、直流
電力を出力する直流電源装置と、 複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流
電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換し
て、負荷に三相交流電力を供給する3レベルインバータ
回路と、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の正極と中
性点との間に接続された第1の平滑コンデンサにそれぞ
れ直列に接続された第1のヒューズと、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と
負極との間に接続された第2の平滑コンデンサにそれぞ
れ直列に接続された第2のヒューズと、 を備えて構成される電力変換装置本体を複数台備えて、 前記各電力変換装置本体から前記負荷である複巻線モー
タに交流電力を供給する構成とし、 前記直流電源装置から前記3レベルインバータ回路に直
流電力を供給する直流母線を複数に分離する構成とした
ことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項4】 正極、負極、および中性点を有し、直流
電力を出力する直流電源装置と、 複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流
電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換し
て、負荷に三相交流電力を供給する3レベルインバータ
回路と、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の正極と中
性点との間に接続された第1の平滑コンデンサにそれぞ
れ直列に接続された第1のヒューズと、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と
負極との間に接続された第2の平滑コンデンサにそれぞ
れ直列に接続された第2のヒューズと、 を備えて構成される電力変換装置本体を複数台備えて、 前記各電力変換装置本体から前記負荷である複巻線モー
タに交流電力を供給する構成とし、 前記直流電源装置と前記3レベルインバータ回路との間
を繋ぐ正極、負極、中性点の3本の直流母線のうちの少
なくとも2本の直流母線に第3のヒューズを接続する構
成としたことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項5】 正極、負極、および中性点を有し、直流
電力を出力する直流電源装置と、 複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流
電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換し
て、負荷に三相交流電力を供給する3レベルインバータ
回路と、 を備えて構成される電力変換装置において、 前記3レベルインバータ回路の正極と中性点との間に接
続された第1の平滑コンデンサに並列に接続された第1
の補助コンデンサと、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と
負極との間に接続された第2の平滑コンデンサに並列に
接続された第2の補助コンデンサと、 前記第1および第2の補助コンデンサを流れる電流を検
知する電流検知手段と、 前記電流検知手段により検知された検知信号を検知する
検知手段と、 を備えて成ることを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項6】 正極、負極、および中性点を有し、直流
電力を出力する直流電源装置と、 複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流
電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換し
て、負荷に三相交流電力を供給する3レベルインバータ
回路と、 前記3レベルインバータ回路の正極と中性点との間に接
続された第1の平滑コンデンサに並列に接続された第1
の補助コンデンサと、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と
負極との間に接続された第2の平滑コンデンサに並列に
接続された第2の補助コンデンサと、 前記第1および第2の補助コンデンサを流れる電流を検
知する電流検知手段と、 前記電流検知手段により検知された検知信号を検知する
検知手段と、 を備えて構成される複数台の電力変換装置本体を、共通
の直流母線に接続する構成とし、 前記検知手段から送出される検知信号が到達する順序を
判定することにより、直流短絡故障が発生した前記3レ
ベルインバータ回路を特定する特定手段を備えて成るこ
とを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項7】 正極、負極、および中性点を有し、直流
電力を出力する直流電源装置と、 複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流
電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換し
て、負荷に三相交流電力を供給する3レベルインバータ
回路と、 を備えて構成される電力変換装置において、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の正極と中
性点との間に接続された第1の平滑コンデンサにそれぞ
れ並列に接続された第1の補助コンデンサと、 前記3レベルインバータ回路のU,V,W各相の中性点と
負極との間に接続された第2の平滑コンデンサにそれぞ
れ並列に接続された第2の補助コンデンサと、 U,V,W各相の前記第1および第2の補助コンデンサを
流れる電流をそれぞれ検知する電流検知手段と、 U,V,W各相の前記電流検知手段により検知された検知
信号を検知する検知手段と、 前記検知手段から送出される検知信号が到達する順序を
判定することにより、直流短絡故障が発生した前記3レ
ベルインバータ回路を特定する特定手段を備えて成るこ
とを特徴とする電力変換装置。
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