JP2006014483A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 同期信号出力回路から出力され、伝送路の影響を受けた同期信号を、キャリア信号発生回路が検出して任意の位相に同期し、この同期されたキャリア信号と電圧指令発生回路の出力信号とを比較器で比較し、スイッチング回路に出力する。
【選択図】 図1
Description
電力変換モジュールにはキャリア信号発生回路と、電圧指令発生回路と比較器と、スイッチング回路とが設けられており、
制御モジュールに設けられた同期信号出力回路から出力され、伝送路の影響を受けた同期信号F’の変化を検出するキャリア信号発生回路は、その出力するキャリア信号を任意の位相に同期させ、同期されたキャリア信号と、電圧指令発生回路の出力信号とが比較器で比較され、その結果がスイッチング回路に出力されるものである。
電力変換モジュールには同期信号出力回路と、キャリア信号発生回路と、電圧指令発生回路と、比較器とスイッチング回路が設けられており、さらに伝送路を監視する異常検出期間を任意に設定可能な第1の同期異常検出回路と同期信号出力回路を監視する第2の同期異常検出回路と、第1、第2の同期異常検出回路の出力により接続・切り離しを行う同期信号出力回路と伝送路をつないで設けられた接続回路とを有しており、
複数の電力変換モジュールに設けられた第1の同期異常検出回路は異常検出期間を電力変換モジュール毎にそれぞれ異なる期間に設定することにより、最も短い期間に設定されたモジュールに設けられた同期信号出力回路を伝送路に接続し、伝送路に接続された同期信号出力回路が正常なときは、同期信号出力回路から出力され伝送路の影響を受けた同期信号F’の変化を検出するキャリア信号発生回路は、その出力するキャリア信号を任意の位相に同期させ、同期されたキャリア信号と電圧指令発生回路の出力信号とが比較器で比較され、その結果がスイッチング回路に出力されるものであり、伝送路に接続された同期信号出力回路に異常が発生して同期信号が変化しない状態が所定の期間継続すると、異常が発生した同期信号出力回路を監視している第2の同期異常検出回路は、同期回路を異常と検出して同一電力変換モジュール内の接続回路を動作させ伝送路を切り離すことで、複数の電力変換モジュールの同期信号F’は一定となり、同期信号F’が変化しない状態が所定の期間継続すると、残りの正常な同期信号出力回路と同じ電力変換モジュールに設けられた第1の同期異常検出回路の中で異常検出期間の設定が最も短い第1の同期異常検出回路が同期異常を認識して同一電力変換モジュール内の接続回路を動作させて同一電力変換モジュール内の同期信号出力回路が伝送路に接続され、この同期信号出力回路の出力する同期信号が、複数の電力変換モジュールに出力され、キャリア信号は同期信号に同期されるものである。
伝送路に接続された同期信号出力回路に異常が発生して同期信号が変化しない状態が所定の期間継続すると、異常が発生した同期信号出力回路を監視している第2の同期異常検出回路は、同期回路を異常と検出して同一電力変換モジュール内の接続回路を動作させ伝送路を切り離すことで、複数の電力変換モジュールの同期信号F’は一定となり、同期信号F’が変化しない状態が所定の期間継続すると、残りの正常な同期信号出力回路と同じ電力変換モジュールに設けられた第1の同期異常検出回路の中で異常検出期間の設定が最も短い第1の同期異常検出回路が同期異常を認識して同一電力変換モジュール内の接続回路を動作させて同一電力変換モジュール内の同期信号出力回路が伝送路に接続され、この同期信号出力回路の出力する同期信号が、複数の電力変換モジュールに出力され、キャリア信号は同期信号に同期されるので、使用中の同期信号出力回路に異常が発生しても、異常な同期信号出力回路の切り離し及び健全な同期信号出力回路の接続を行うことができるため、装置全体の信頼性を向上させることができる。
以下、この発明の実施の形態1を図に基づいて説明する。
図1(a)は、実施の形態1に係る電力変換装置500の構成を示すブロック図である。同図において、制御モジュール1には同期信号出力回路101を、複数の、この場合2台の電力変換モジュール2a、2bにはキャリア信号発生回路102a、102bをそれぞれ設けており、伝送路3のケーブルで前記電力変換モジュール2a、2b間を接続している。同時に、電力変換モジュール2a、2b内には電圧指令発生回路103a、103bと比較器104a、104bと、スイッチング回路105a、105bをそれぞれ設けている。
このような構成において前記制御モジュール1に設けられた同期信号出力回路101から出力される同期信号のHigh→Lowの変化により、キャリア信号発生回路102a、102bから出力されるキャリア信号Ca、Cbをキャリア下限に同期させる。そして、キャリア信号Ca、Cbと電圧指令発生回路103a、103bの出力信号を比較器104a、104bで比較し、その結果によりスイッチング回路105a、105bを動作させる。
このため、図1(b)に示すようにキャリア信号発生回路102aから出力されたキャリア信号Caと、キャリア信号発生回路102bから出力されたキャリア信号Cbとを同期信号F’のHigh→Lowの変化により、それぞれキャリア下限に同期させることができる。
そして、キャリア信号発生回路102aと比較器104a、及びキャリア信号発生回路102bと比較器104bはそれぞれが同じ電力変換モジュール1aと1b内にあるため、キャリア信号Ca、Cbは伝送路3のインピーダンスの影響を受けず、歪みのないキャリア信号を得ることができる。
次に実施の形態2に係る電力変換装置500aの構成のブロック図を図2(a)に示す。同図において、制御モジュール1に同期信号出力回路101を、複数の、この場合2台の電力変換モジュール2a、2bにはキャリア信号発生回路102a、102bをそれぞれ設けており、伝送路3のケーブルで前記電力変換モジュール2a、2b間を接続している。同時に、電力変換モジュール2a、2b内には電圧指令発生回路103a、103bと比較器104a、104bと、スイッチング回路105a、105bをそれぞれ設け、さらにそれぞれに基準電圧発生回路106a、106bと、検出幅付き比較器107a、107bと、ラッチ付バッファ108a、108bとで構成される異常停止回路が設けられている。
前記基準電圧発生回路106a、106bは前記電力変換モジュール2a、2b内にキャリア下限時に相当する電圧を発生する。
ラッチ付バッファ108a、108bでは同期信号F’がHigh→Lowに変化するタイミングで入力信号を出力に反映し、1度でもHighを出力すると以後は“異常”とみなしてHighを出力し続ける。この様にして同期信号入力時のキャリア信号の状態が後述する図2(b)のキャリア下限値+Lと−Lに示す範囲の許容値を超えていれば異常と判断する異常検出回路を構成し、スイッチング回路105a、105bへそれぞれ接続する。
そして、出力信号Ea=Highになったことにより、スイッチング回路105aは“異常”と判断してスイッチング動作を停止させる。
次に実施の形態3に係る電力変換装置500bの構成のブロック図を図3に示す。同図において複数の電力変換モジュールこの場合3台の電力変換モジュール2a、2b、2c内にキャリア信号発生回路102a、102b、102cをそれぞれ設けて伝送路3で前記電力変換モジュール2a〜2c間を接続する。同時に、電力変換モジュール2a、2b、2c内に電圧指令発生回路103a、103b、103cと、比較器104a、104b、104cおよびスイッチング回路105a、105b、105cをそれぞれ設けている。
また、電力変換モジュール2a、2b、2c内にそれぞれ同期信号出力回路101a、101b、101cを設けるとともに第1の同期異常検出回路109a、109b、109cおよび第2の同期異常検出回路109d、109e、109f及び接続回路110a、110b、110cを設けている。
一方、第2の同期異常検出回路109dは、同期信号出力回路101aの出力信号Faを監視し、キャリア2周期の期間に前記同期信号Faが変化しない場合、第2の同期異常検出回路109dは“同期回路異常”と検出するように設定されている。同様に、第2の同期異常検出回路109eは、同期信号出力回路101bの出力信号Fbを、第2の同期異常検出回路109fは同期信号出力回路101cの出力信号Fcを、それぞれ監視する。
電力変換モジュール2a内において、第1の同期異常検出回路109aが“同期異常”を検出すると、接続回路110aは同期信号出力回路101aを伝送路3に接続し、第2の同期異常検出回路109dが“同期回路異常”と検出すると接続回路110aは同期信号出力回路101aと伝送路3を切り離す。
図4において、起動直後の第1の電力変換モジュール2a内の同期信号出力回路101aが正常な状態では、接続回路110a、110b、110cは全て“切り離し”状態であり、各電力変換モジュールにおける同期信号F’は変化しない。ここで、各電力変換モジュールの第1の同期異常検出回路109a、109b、109cは異常検出期間は前述したようにそれぞれ異なる様に設定されているため、同期信号F’一定の状態がキャリア3周期連続すると第1の電力変換モジュール2aの第1の同期異常検出回路109aのみが“同期異常”と認識し、接続回路110aが動作して同期信号出力回路101aが伝送路3に接続される。
これにより、同期信号出力回路101aから出力された同期信号Faが、各電力変換モジュール2a、2b、2cに出力され、キャリア信号発生回路102a、102b、102cから出力されたキャリア信号Ca、Cb、Ccは同期信号Faに同期する。
ここで、電力変換モジュール2b、2cの接続回路110b、110cは“切り離し”状態になっているため、各電力変換モジュールにおける同期信号F’はLow一定になる。この状態がキャリア4周期以上連続すると、今度は第1の電力変換モジュール2aの次に設けられた第2の電力変換モジュール2bに設けられた前記第1の同期異常検出回路109bが“同期異常”と認識し、接続回路110bが動作して同期信号出力回路101bが伝送路3に接続される。
これにより、第2の電力変換モジュール2bの同期信号出力回路101bから出力された同期信号Fbが、各電力変換モジュール2a、2b、2cに出力され、キャリア信号発生回路102a、102b、102cから出力されたキャリア信号Ca、Cb、Ccは同期信号Fbに同期する。
101,101a,101b,101c 同期信号発生回路、
102a,102b,102c キャリア信号発生回路、
103a,103b,103c 電圧指令発生回路、
104a,104b,104c 比較器、
105a,105b,105c スイッチング回路、
106a,106b 基準電圧発生回路、107a,107b 検出幅付き比較器、
108a,108b ラッチ付バッファ、
109a,109b,109c,109d,109e,109f 同期異常検出回路、
110a,110b,110c 接続回路、
500,500a,500b 電力変換装置、F,F’,Fa,Fb,Fc 同期信号。
Claims (3)
- 電力変換装置であって、
前記電力変換装置には制御モジュールと、前記制御モジュールに伝送路を介して接続された複数の電力変換モジュールが備えられており、
前記電力変換モジュールにはキャリア信号発生回路と、電圧指令発生回路と比較器と、スイッチング回路とが設けられており、
前記制御モジュールに設けられた同期信号出力回路から出力され、前記伝送路の影響を受けた同期信号F’の変化を検出する前記キャリア信号発生回路は、その出力するキャリア信号を任意の位相に同期させ、前記同期されたキャリア信号と、前記電圧指令発生回路の出力信号とが前記比較器で比較され、その結果が前記スイッチング回路に出力されることを特徴とする電力変換装置。 - 前記スイッチング回路には加えて前記キャリア信号発生回路の異常停止回路が設けられており、
前記異常停止回路は基準電圧発生回路と、検出幅付き比較器と、ラッチ付バッファとで構成されているものであり、前記キャリア信号発生回路の出力する前記キャリア信号と前記基準電圧発生回路の出力とを、前記検出幅付き比較器で比較し、その差が許容値内であれば正常信号を、許容値を越えているときには異常信号を前記ラッチ付バッファに出力し、
前記ラッチ付バッファは前記同期信号F’が前記キャリア同期の変化時に前記異常信号を入力すると、前記キャリア信号発生回路が異常であることを前記スイッチング回路に出力することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 伝送路を介して接続された複数の電力変換モジュールを備えた電力変換装置であって、
前記電力変換モジュールには同期信号出力回路と、キャリア信号発生回路と、電圧指令発生回路と、比較器とスイッチング回路が設けられており、さらに前記伝送路を監視する異常検出期間を任意に設定可能な第1の同期異常検出回路と、前記同期信号出力回路を監視する第2の同期異常検出回路と、前記同期信号出力回路と前記伝送路をつないで設けられた前記第1、第2の同期異常検出回路の出力により接続・切り離しを行う接続回路とを有しており、
前記複数の電力変換モジュールに設けられた前記第1の同期異常検出回路は異常検出期間を電力変換モジュール毎にそれぞれ異なる期間に設定することにより、最も短い期間に設定されたモジュールに設けられた前記同期信号出力回路を前記伝送路に接続し、伝送路に接続された前記同期信号出力回路が正常なときは、前記同期信号出力回路から出力され前記伝送路の影響を受けた同期信号F’の変化を検出する前記キャリア信号発生回路は、その出力するキャリア信号を任意の位相に同期させ、前記同期されたキャリア信号と前記電圧指令発生回路の出力信号とが前記比較器で比較され、その結果が前記スイッチング回路に出力されるものであり、伝送路に接続された前記同期信号出力回路に異常が発生して同期信号が変化しない状態が所定の期間継続すると、前記異常が発生した同期信号出力回路を監視している前記第2の同期異常検出回路は、同期回路を異常と検出して同一電力変換モジュール内の前記接続回路を動作させ前記伝送路を切り離すことで、前記複数の電力変換モジュールの同期信号F’は一定となり、前記同期信号F’が変化しない状態が所定の期間継続すると、残りの正常な同期信号出力回路と同じ電力変換モジュールに設けられた前記第1の同期異常検出回路の中で、異常検出期間の設定が最も短い前記第1の同期異常検出回路が同期異常を認識して、同一電力変換モジュール内の前記接続回路を動作させて同一電力変換モジュール内の同期信号出力回路が前記伝送路に接続され、この同期信号出力回路の出力する同期信号が、前記複数の電力変換モジュールに出力され、キャリア信号は前記同期信号に同期されることを特徴とする電力変換装置。
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