JP2003259653A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

Info

Publication number
JP2003259653A
JP2003259653A JP2002059984A JP2002059984A JP2003259653A JP 2003259653 A JP2003259653 A JP 2003259653A JP 2002059984 A JP2002059984 A JP 2002059984A JP 2002059984 A JP2002059984 A JP 2002059984A JP 2003259653 A JP2003259653 A JP 2003259653A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
main circuit
reactor
inverter main
circuit
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002059984A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3851576B2 (ja
Inventor
Masayuki Haratsu
津 昌 之 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2002059984A priority Critical patent/JP3851576B2/ja
Publication of JP2003259653A publication Critical patent/JP2003259653A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3851576B2 publication Critical patent/JP3851576B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主回路構成を複雑化することなく、リアクト
ルの巻線間短絡に起因する損壊から速やかに、かつ、確
実に装置を保護することのできる電力変換装置を提供す
る。 【解決手段】 スイッチング素子がブリッジ接続された
インバータ主回路3と、リアクトル4及びコンデンサ5
を含み、インバータ主回路の出力端に接続された電圧平
滑フィルタと、リアクトル4に流れる電流を検出する電
流センサ7と、インバータ主回路のスイッチング素子を
オン、オフ制御する制御回路10と、電流センサの電流
検出信号の基本波成分を除去し、リアクトルに流れるリ
ップル電流成分を抽出するフィルタ8aと、抽出された
リップル電流成分のピーク値を検出し、このピーク値が
予め定めた値を超えたとき、リアクトルが異常であると
判定し、インバータ主回路に対する制御信号の出力を停
止する判定回路9とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧制御型インバ
ータの出力の高周波成分を平滑するためのフィルタを構
成するリアクトルの異常を検出し、装置を保護する手段
を備えた電力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】インバータ主回路の直流入力側に接続さ
れているフィルタコンデンサの寿命を判定するために温
度センサを用いることが、例えば、特開平8−1960
82号公報に開示されている。この技術を応用すること
によって、インバータ主回路の出力端に電圧平滑フィル
タの構成要素として接続されているリアクトルの巻線間
短絡、すなわち、レアショートを検出することができ
る。すなわち、リアクトルの巻線間短絡による異常過熱
を温度センサによって検出し、その検出信号によって異
常と判定すれば、これによって装置を保護することがで
きる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】インバータ主回路の入
力端に電圧平滑コンデンサが接続され、出力端にリアク
トル及びコンデンサを含む電圧平滑フィルタが接続され
ている電圧制御型インバータにあっては、主回路の構成
をできるだけ簡易化することが望まれている。しかる
に、上述したように温度センサを設けた場合、主回路構
成が複雑化すると同時に高コスト化が避けられなかっ
た。
【0004】本発明は上記の事情を考慮してなされたも
ので、主回路構成を複雑化することなく、リアクトルの
巻線間短絡による異常過熱、発煙、発火、装置損傷に至
る前に速やかに、かつ、確実に装置を保護することので
きる電力変換装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
スイッチング素子がブリッジ接続されたインバータ主回
路と、リアクトル及びコンデンサを含み、インバータ主
回路の出力端に接続された電圧平滑フィルタと、リアク
トルに流れる電流を検出する電流センサと、インバータ
主回路のスイッチング素子をオン、オフ制御する制御回
路と、電流センサの電流検出信号の基本波成分を除去
し、リアクトルに流れるリップル電流成分を抽出するフ
ィルタと、抽出されたリップル電流成分のピーク値を検
出し、このピーク値が予め定めた値を超えたとき、リア
クトルが異常であると判定し、インバータ主回路に対す
る制御信号の出力を停止する判定回路と、を備えた電力
変換装置である。
【0006】請求項2に係る発明は、スイッチング素子
がブリッジ接続されたインバータ主回路と、インバータ
主回路の入力端に接続された電圧平滑コンデンサと、リ
アクトル及びコンデンサを含み、インバータ主回路の出
力端に接続された電圧平滑フィルタと、電圧平滑コンデ
ンサに流れる電流を検出する電流センサと、インバータ
主回路のスイッチング素子をオン、オフ制御する制御回
路と、電流センサの電流検出信号から、インバータ主回
路の動作周波数より低周波の信号成分を除去し、リアク
トルに流れるリップル電流成分を抽出するフィルタと、
抽出されたリップル電流成分のピーク値を検出し、この
ピーク値が予め定めた値を超えたとき、リアクトルが異
常であると判定し、インバータ主回路に対する制御信号
の出力を停止する判定回路と、を備えた電力変換装置で
ある。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係
る電力変換装置の第1の実施形態の構成を示すブロック
図である。同図において、電力変換装置20Aは直流電
源1の直流を交流に変換して負荷6に供給する。直流電
源1は全波整流回路等でなり、電力変換装置20Aは直
流電源1の出力電圧を平滑するための平滑コンデンサ2
を有し、この平滑コンデンサ2は直流電力の供給源とし
て機能する。そして、平滑コンデンサ2にインバータ主
回路3の入力側が接続されている。インバータ主回路3
はトランジスタやIGBT等のスイッチング素子がブリ
ッジ接続された周知の構成のものである。インバータ主
回路3の出力側にリアクトル4及びコンデンサ5でなる
平滑フィルタが接続されている。この平滑フィルタはイ
ンバータ主回路3のスイッチング動作による高周波成分
を除去するものである。これによって、高周波成分が除
去された交流電圧が負荷6に供給される。
【0008】電流センサ7はリアクトル4に流れる電流
を検出して電流信号Saを出力する。この電流センサ7
は負荷6へ供給する電流の監視にも使用される。すなわ
ち、インバータ主回路3の制御にも使用される。この電
流センサ7にフィルタ8aが接続されている。フィルタ
8aは電流センサ7の電流信号Saより、リアクトル4
に流れるリップル電流分を抽出する、高域フィルタ又は
帯域フィルタでなっている。このフィルタ8aに判定回
路9が接続されている。判定回路9はフィルタ8aの出
力信号であるリップル電流信号Sbを検出し、リアクト
ル4の状態が正常である範囲の値を超過した場合、イン
バータ主回路3を制御するゲート制御回路10にゲート
停止信号Scを加える。インバータ主回路3はゲート制
御回路10の指令信号に基づいて動作しており、ゲート
制御回路10は、図示を省略したが、例えば、マイクロ
コンピュータでなるインバータ制御回路からのスイッチ
ング信号を出力し、判定回路9からゲート停止信号Sc
が送信されたときインバータ主回路3のスイッチング動
作を停止する構成になっている。
【0009】図2(a),(b),(c)は、負荷6が
抵抗器の場合の電流信号Sa、リップル電流信号Sb及
びゲート停止信号Scの相互の関係を示す波形図であ
る。同図において、時刻t1までリアクトル4は正常で
あり、このため、リップル電流信号Sbのピーク値は判
定回路9の異常検出レベルを超過しておらず、ゲート停
止信号ScはLレベルである。すなわち、ゲート制御回
路10に対する制御動作の停止指令は出力されない。次
に、時刻t1においてリアクトル4に巻線間短絡が発生
し、インダクタンスが低下したとする。このときリップ
ル電流信号Sbのピーク値が判定回路9の異常検出レベ
ルを超過する。これによって、ゲート停止信号Scは
「L」レベルから「H」レベルに変化し、この変化に応
動してゲート制御回路10はインバータ主回路3のスイ
ッチング動作を停止する。
【0010】かくして、第1の実施形態によれば、リア
クトル4の巻線間短絡による過熱を検出するだけの専用
の温度センサを設けることなく、負荷6への供給電流を
検出する目的で設けられている電流センサ7の出力信号
の整形とピークレベルの判定だけで、巻線間の短絡を速
やかに検出し、これによってインバータ主回路3のスイ
ッチング動作を停止することにより、リアクトル4の異
常から電力変換装置20Aを保護することができる。
【0011】図3は本発明に係る電力変換装置の第2の
実施形態の構成を示すブロック図である。図中、第1の
実施形態を示す図1と同一の要素には同一の符号を付し
てその説明を省略する。ここに示した電力変換装置20
Bは、インバータ主回路3の入力側に平滑コンデンサ2
が接続され、インバータ主回路3の出力側にリアクトル
4及びコンデンサ5でなる平滑フィルタが接続されてい
る。平滑コンデンサ2の電流値を監視するために電流セ
ンサ7が設けられている。本実施形態はこの電流センサ
7の出力信号に基づいてリアクトル4の巻線間短絡を検
出するものである。そのために、電流センサ7の電流信
号Sdを入力して、平滑コンデンサ2に流れる電流のう
ち、インバータ主回路3の動作周波数以下の低周波成分
を遮断してこれよりも周波数の高いリップル分を抽出す
る、高域フィルタ又は帯域フィルタで構成されるフィル
タ8bを備えている。フィルタ8bの出力信号は、ダイ
オード11を介して、判定回路9に入力される。ダイオ
ード11は平滑コンデンサ2の放電方向のリップル成分
のみ、つまり、リアクトル4に供給されるリップル電流
分のみを抽出するために設けられている。判定回路9は
フィルタ8bの出力信号であるリップル電流信号Sbの
ピークを検出し、リアクトル4が正常な範囲を超過した
場合に、ゲート制御回路10に対してゲート停止信号S
cを出力する。インバータ主回路3はゲート制御回路1
0の指令信号に基づいて動作しており、ゲート制御回路
10は、図示を省略したが、例えば、マイクロコンピュ
ータでなるインバータ制御回路からのスイッチング信号
を出力し、判定回路9からゲート停止信号Scが送信さ
れたときインバータ主回路3のスイッチング動作を停止
する構成になっている。
【0012】かくして、第2の実施形態によれば、リア
クトル4の巻線間短絡による過熱を検出するだけの専用
の温度センサを設けることなく、平滑コンデンサ2の電
流を検出する目的で電力変換装置が本来備えている平滑
コンデンサ2の出力信号の整形とピークレベルの判定だ
けで、巻線間の短絡を速やかに検出し、これによってイ
ンバータ主回路3のスイッチング動作を停止することに
より、リアクトル4の異常から電力変換装置20Bを保
護することができる。
【0013】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、装置が本来的に備えている電流センサの
電流検出信号に基づいてリアクトルの巻線間の短絡によ
るインダクタンス低下を検出するので、主回路構成を複
雑化することなく、リアクトルの巻線間短絡による異常
過熱、発煙、発火、装置損傷に至る前に速やかに、か
つ、確実に装置を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電力変換装置の第1の実施形態の
構成を示すブロック図。
【図2】図1に示した第1の実施形態の動作を説明する
ために、主要な構成要素の信号の波形、及び、相互関係
を示す波形図。
【図3】本発明に係る電力変換装置の第2の実施形態の
構成を示すブロック図。
【符号の説明】 1 直流電源 2 平滑コンデンサ 3 インバータ主回路 4 リアクトル 5 コンデンサ 6 負荷 7 電流センサ 8a,8b フィルタ 9 判定回路 10 ゲート制御回路 11 ダイオード 20A,20B 電力変換装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイッチング素子がブリッジ接続されたイ
    ンバータ主回路と、 リアクトル及びコンデンサを含み、前記インバータ主回
    路の出力端に接続された電圧平滑フィルタと、 前記リアクトルに流れる電流を検出する電流センサと、 前記インバータ主回路のスイッチング素子をオン、オフ
    制御する制御回路と、 前記電流センサの電流検出信号の基本波成分を除去し、
    前記リアクトルに流れるリップル電流成分を抽出するフ
    ィルタと、 抽出された前記リップル電流成分のピーク値を検出し、
    このピーク値が予め定めた値を超えたとき、前記リアク
    トルが異常であると判定し、前記インバータ主回路に対
    する制御信号の出力を停止する判定回路と、 を備えた電力変換装置。
  2. 【請求項2】スイッチング素子がブリッジ接続されたイ
    ンバータ主回路と、 前記インバータ主回路の入力端に接続された電圧平滑コ
    ンデンサと、 リアクトル及びコンデンサを含み、前記インバータ主回
    路の出力端に接続された電圧平滑フィルタと、 前記電圧平滑コンデンサに流れる電流を検出する電流セ
    ンサと、 前記インバータ主回路のスイッチング素子をオン、オフ
    制御する制御回路と、 前記電流センサの電流検出信号から、前記インバータ主
    回路の動作周波数以下の低周波の信号成分を除去し、前
    記リアクトルに流れるリップル電流成分を抽出するフィ
    ルタと、 抽出された前記リップル電流成分のピーク値を検出し、
    このピーク値が予め定めた値を超えたとき、前記リアク
    トルが異常であると判定し、前記インバータ主回路に対
    する制御信号の出力を停止する判定回路と、 を備えた電力変換装置。
JP2002059984A 2002-03-06 2002-03-06 電力変換装置 Expired - Fee Related JP3851576B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002059984A JP3851576B2 (ja) 2002-03-06 2002-03-06 電力変換装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002059984A JP3851576B2 (ja) 2002-03-06 2002-03-06 電力変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003259653A true JP2003259653A (ja) 2003-09-12
JP3851576B2 JP3851576B2 (ja) 2006-11-29

Family

ID=28669481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002059984A Expired - Fee Related JP3851576B2 (ja) 2002-03-06 2002-03-06 電力変換装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3851576B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112004002512B4 (de) * 2003-12-20 2011-09-08 Bombardier Transportation Gmbh Detektieren eines Fehlers in einem Stromrichter-Last-System
ITTO20100661A1 (it) * 2010-07-30 2012-01-31 Bitron Spa Metodo e dispositivo per la massimizzazione della potenza elettrica prodotta da un generatore, in particolare un generatore basato su una fonte energetica rinnovabile.
JP2018207763A (ja) * 2017-05-30 2018-12-27 ニチコン株式会社 電力変換装置および該電力変換装置が備えるリアクトルの異常検出方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112004002512B4 (de) * 2003-12-20 2011-09-08 Bombardier Transportation Gmbh Detektieren eines Fehlers in einem Stromrichter-Last-System
ITTO20100661A1 (it) * 2010-07-30 2012-01-31 Bitron Spa Metodo e dispositivo per la massimizzazione della potenza elettrica prodotta da un generatore, in particolare un generatore basato su una fonte energetica rinnovabile.
WO2012014182A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Bitron S.P.A. Method and device for maximizing the electrical power produced by a generator, particularly a generator based on a renewable power source
JP2018207763A (ja) * 2017-05-30 2018-12-27 ニチコン株式会社 電力変換装置および該電力変換装置が備えるリアクトルの異常検出方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3851576B2 (ja) 2006-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4759968B2 (ja) Pwm整流回路の保護方法およびその装置
JP2011067037A (ja) 過電圧保護回路
US6721151B2 (en) Ground fault interrupter
JP3401238B2 (ja) ワールドワイド電源装置
US20050017665A1 (en) Brushless DC motor having an AC power control device
JP2003259653A (ja) 電力変換装置
JP5259941B2 (ja) インバータ装置及び空気調和機
JPH0638520A (ja) Dc−dcコンバータの過電流保護回路
JP2000117146A (ja) 電気集塵装置の火花検出装置
JP3475653B2 (ja) スイッチング電源過電流保護回路
JP3740937B2 (ja) コンデンサの過電圧抑制回路
JP3543692B2 (ja) オゾン発生装置
JPH0795775A (ja) インバータ保護装置
KR100308563B1 (ko) 분리형 공기조화기의 실외기 전원공급장치및 그 방법
JPH0756582Y2 (ja) 過電流検出回路
JPH06176883A (ja) 蛍光灯点灯装置
JP3763256B2 (ja) 空気調和機
JP2549072B2 (ja) 波形異常検出回路
JP2650960B2 (ja) マグネトロン用インバータ電源
JPH11266580A (ja) 電源装置
JPH08182338A (ja) インバータの過電流保護装置
JPH05205890A (ja) 蛍光灯インバータ装置
JPH038079B2 (ja)
JPS6288514A (ja) 放電加工用電極送り制御装置
JP2005130593A (ja) 降圧型チョッパ回路

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20040922

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040924

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060809

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060829

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060901

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090908

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100908

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100908

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110908

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120908

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130908

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees