JP2007202296A

JP2007202296A - Power converter

Info

Publication number: JP2007202296A
Application number: JP2006017606A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ibori; 敏井堀; Hiroyuki Kazusa; 裕之上総; Tomoya Kamezawa; 友哉亀澤; Hiroyuki Tomita; 浩之富田; Masayuki Hirota; 雅之広田
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converter which can judge the factor of overheating when a fault occurs. <P>SOLUTION: The power converter comprises modular main elements 1 and 3 in a power semiconductor 13, a temperature detection circuit 11 for detecting overheat temperature of the power semiconductor, and a fan 6 for cooling the power semiconductor 13 by supplying air to a cooling fin 10 mounting the power semiconductor 13. The power converter supplies AC power of variable voltage variable frequency to an AC motor and indicates fault when the AC motor is faulty. The power converter is further provided with a circuit for detecting the number of revolutions of the cooling fan 6, and indicates fault such that the factor of temperature overheat can be judged using an overheat detection signal outputted from the temperature detection circuit 11 and a number of revolutions signal outputted from the number of revolutions detection circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力変換装置に関し、特に交流電動機に可変電圧可変周波数の交流電力を供給出来る様にした電力変換装置のパワー半導体の過熱の要因判別方法に関する。 The present invention relates to a power conversion device, and more particularly to a method for determining a cause of overheating of a power semiconductor of a power conversion device that can supply AC power of variable voltage and variable frequency to an AC motor.

電力変換装置内のパワー半導体は大きな損失を発生するため、この損失による発熱を冷却フィンに熱伝導させ、冷却ファンにより冷却フィンを冷却することが行われている。 Since the power semiconductor in the power converter generates a large loss, heat generated by the loss is conducted to the cooling fin and the cooling fin is cooled by a cooling fan.

特許文献１には、寿命部品である冷却ファンの長寿命化を図るため、パワー半導体を搭載した冷却フィン上の温度を検出し、この温度検出値の高低により、該冷却ファンのオン、オフ制御を行うことは記載されているが、パワー半導体の温度過熱の要因判別についての記載はない。
特開平７−１５４９７６号公報 In Patent Document 1, in order to extend the life of a cooling fan that is a life component, the temperature on a cooling fin on which a power semiconductor is mounted is detected, and on / off control of the cooling fan is performed based on the level of the temperature detection value. However, there is no description about determining the cause of the temperature overheating of the power semiconductor.
JP-A-7-154976

従来、冷却ファンに冷却ファン自体の寿命を出力する信号が搭載されてなかった。冷却ファンの寿命は、一般的に初期回転数に対し、例えば２０％低下した時点を寿命と定義している。この冷却ファンの回転数は、インバータの主素子を冷却するために、高い回転数で回転出来る物、すなわち高回転数の物の方が望ましい。しかし、経時変化により、冷却ファンの回転数は、稼働時間と共に回転数が低下していくという問題がある。冷却ファンは、回転体であるため、ベアリング及びグリースが使用されている。冷却ファンの寿命は、これらベアリング及びグリースで決定される。 Conventionally, a signal for outputting the life of the cooling fan itself has not been mounted on the cooling fan. The lifetime of the cooling fan is generally defined as the lifetime when it has decreased by, for example, 20% from the initial rotational speed. The number of revolutions of the cooling fan is preferably a thing that can rotate at a high revolution number, that is, a high revolution number, in order to cool the main element of the inverter. However, there is a problem that the rotational speed of the cooling fan decreases with the operating time due to a change with time. Since the cooling fan is a rotating body, a bearing and grease are used. The life of the cooling fan is determined by these bearings and grease.

一般に電力変換装置である汎用インバータに搭載されている冷却ファンは、寿命が２〜３年と言われ、寿命部品と定義されている。当然、電力変換装置の周囲温度が高ければ高い程、冷却ファンの寿命は更に短くなる。しかし、電力変換装置の周囲温度は年間で一定ではなく、また、ユーザの設置環境でも周囲温度は大幅に異なる。このため、冷却ファンの寿命を定量的に予告することは不可能であった。このため、従来の寿命を出力する信号が搭載されていない冷却ファンを使用すると、インバータの主素子の温度検出器が加熱を検出した場合、主素子を冷却している冷却ファンの回転数が低下し冷却能力が低下したための要因なのか、インバータ装置の周囲温度が上昇したための要因なのか、判断が付かず要因を特定し排除するために、設備を停止し、要因を特定し保守するまでの時間が掛かるという問題があった。また、設備に対する予防保全を完全に行うことは不可能であったため、有事の際にはこの保守する時間は設備停止であり、当然生産性に大きな障害をもたらす要因となっていた。 Generally, a cooling fan mounted on a general-purpose inverter that is a power converter is said to have a lifetime of 2 to 3 years, and is defined as a lifetime component. Of course, the higher the ambient temperature of the power converter, the shorter the life of the cooling fan. However, the ambient temperature of the power conversion device is not constant yearly, and the ambient temperature varies greatly depending on the user's installation environment. For this reason, it has been impossible to quantitatively predict the life of the cooling fan. For this reason, when a cooling fan that does not have a signal for outputting the conventional life is used, if the temperature detector of the main element of the inverter detects heating, the number of revolutions of the cooling fan that cools the main element decreases. Whether the cause is a decrease in cooling capacity or an increase in the ambient temperature of the inverter, whether to determine and eliminate the cause without being able to judge, until the facility is stopped, the cause is identified and maintained There was a problem of taking time. In addition, since it was impossible to carry out preventive maintenance for the equipment completely, the maintenance time was the equipment stoppage in the event of an emergency, which naturally caused a great obstacle to productivity.

本発明の目的は、従来の問題を解決するものであり、異常発生の際の過熱異常における要因判別を可能とする電力変換装置を提供することである。 An object of the present invention is to solve the conventional problem, and to provide a power conversion device capable of determining a factor in an overheat abnormality when an abnormality occurs.

本発明は、電力変換装置内のパワー半導体の過熱を検出する検出回路とパワー半導体を搭載した冷却フィンを冷却するために設けた冷却ファンに回転数を検出する検出回路を設け、過熱検出回路の信号と冷却ファンの回転数検出信号を用いて、パワー半導体の過熱の要因判別に使用することが出来る。 The present invention provides a detection circuit for detecting overheating of a power semiconductor in a power converter and a detection circuit for detecting the number of revolutions in a cooling fan provided for cooling a cooling fin on which the power semiconductor is mounted. The signal and the cooling fan rotation speed detection signal can be used to determine the cause of overheating of the power semiconductor.

すなわち、本発明は、パワー半導体内にモジュール化された主素子と、前記パワー半導体の温度過熱を検出する温度検出回路と、前記パワー半導体を搭載した冷却フィンに送風し冷却する冷却ファンとを備え、交流電動機に可変電圧可変周波数の交流電力を供給し、異常時に異常表示を行う電力変換装置において、前記冷却ファンの回転数を検出する回転数検出回路を備え、異常表示を行う際に、前記温度検出回路が出力する過熱検出信号と前記回転数検出回路が出力する回転数検出信号を用いて前記パワー半導体の温度過熱の要因判別を可能とする表示を行う電力変換装置である。 That is, the present invention includes a main element modularized in a power semiconductor, a temperature detection circuit that detects temperature overheating of the power semiconductor, and a cooling fan that blows and cools cooling fins mounted with the power semiconductor. In the power converter that supplies AC power of variable voltage variable frequency to the AC motor and displays an abnormality at the time of abnormality, the power converter includes a rotation number detection circuit that detects the number of rotations of the cooling fan. The power conversion device performs display that enables determination of the cause of temperature overheating of the power semiconductor using the overheat detection signal output from the temperature detection circuit and the rotation speed detection signal output from the rotation speed detection circuit.

また、本発明は、異常表示を行う際に、前記過熱検出信号と前記回転数検出信号を用いて前記パワー半導体の温度過熱の有無及び前記冷却ファンの異常の有無を区別する異常表示を行う電力変換装置である。 In the present invention, when performing an abnormal display, the power for performing an abnormal display for distinguishing the presence or absence of temperature overheating of the power semiconductor and the abnormality of the cooling fan using the overheat detection signal and the rotation speed detection signal. It is a conversion device.

そして、本発明は、前記温度検出回路は、前記パワー半導体内にモジュール化されている電力変換装置である。 And this invention is a power converter device in which the said temperature detection circuit is modularized in the said power semiconductor.

更に、本発明は、前記温度検出回路は、前記パワー半導体を搭載した冷却フィン上に設けた温度検出素子からの温度検出信号を用いて前記過熱検出信号を出力する電力変換装置である。 Furthermore, the present invention is the power conversion device in which the temperature detection circuit outputs the overheat detection signal using a temperature detection signal from a temperature detection element provided on a cooling fin on which the power semiconductor is mounted.

また、本発明は、前記温度検出素子は、温度に比例して抵抗値が変化するサーミスタ、又は、予め設定された温度以上になった時に出力する温度リレーである電力変換装置である。 Further, the present invention is the power conversion device, wherein the temperature detecting element is a thermistor whose resistance value changes in proportion to the temperature, or a temperature relay that outputs when the temperature becomes higher than a preset temperature.

そして、本発明は、前記回転数検出回路は、前記冷却ファンの内部に設けられ、該冷却ファンからの出力信号を用いて前記回転数検出信号を出力する電力変換装置である。 And this invention is a power converter device which the said rotation speed detection circuit is provided in the inside of the said cooling fan, and outputs the said rotation speed detection signal using the output signal from this cooling fan.

更に、本発明は、前記回転数検出信号は、前記冷却ファンの回転数に比例したパルス列で構成された信号からなる電力変換装置である。 Furthermore, the present invention is the power conversion device, wherein the rotation speed detection signal is a signal composed of a pulse train proportional to the rotation speed of the cooling fan.

また、本発明は、前記回転数検出信号は、予め設定された回転数以下であるか否かを示す信号からなる電力変換装置である。 Moreover, this invention is a power converter device which consists of a signal which shows whether the said rotation speed detection signal is below the rotation speed set beforehand.

本発明によれば、異常発生の際の過熱異常における要因判別を可能とする電力変換装置を提供するができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power converter device which enables the factor discrimination | determination in overheating abnormality at the time of abnormality generation can be provided.

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の電力変換装置の実施例について、図面を用いて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described.
Embodiments of the power conversion device of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施例１を説明する。図１は、本発明の第１の実施例の電力変換装置の主回路構成図を示す。符号１は交流電力を直流電力に変換する順変換器、符号２は平滑用コンデンサ、符号３は直流電力を任意の周波数の交流電力に変換する逆変換器、符号４は交流電動機である。符号６は、順変換器１及び逆変換器３を搭載したパワー半導体を冷却する冷却ファンである。符号８は、電力変換装置の各種制御データを設定、変更及び異常表示が行えるデジタル操作パネルである。符号７は、冷却フィン上に搭載され、順変換器１及び逆変換器３を搭載したパワー半導体の過熱を検出する温度検出器である。温度検出器７は、予め設定された温度以上で出力接点がオンあるいは出力接点がオフする温度リレーであっても差し支えない。また、温度に比例して抵抗値が変化するサーミスタでも良い。このサーミスタは、温度上昇と共に抵抗値が上昇する特性の物でも、温度上昇と共に抵抗値が減少する特性の物であっつても差し支えない。 Example 1 will be described. FIG. 1 is a main circuit configuration diagram of a power conversion device according to a first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a forward converter that converts AC power into DC power, reference numeral 2 denotes a smoothing capacitor, reference numeral 3 denotes an inverse converter that converts DC power into AC power having an arbitrary frequency, and reference numeral 4 denotes an AC motor. Reference numeral 6 denotes a cooling fan that cools the power semiconductor on which the forward converter 1 and the reverse converter 3 are mounted. Reference numeral 8 denotes a digital operation panel capable of setting, changing, and displaying an abnormality in various control data of the power conversion device. Reference numeral 7 denotes a temperature detector that is mounted on the cooling fin and detects overheating of the power semiconductor on which the forward converter 1 and the inverse converter 3 are mounted. The temperature detector 7 may be a temperature relay in which the output contact is turned on or the output contact is turned off at a preset temperature or higher. Further, a thermistor whose resistance value changes in proportion to temperature may be used. This thermistor may have a characteristic in which the resistance value increases with an increase in temperature, or may have a characteristic in which the resistance value decreases with an increase in temperature.

符号５は、逆変換器３のスイッチング素子を制御すると共に、電力変換装置全体の制御を司る働きをする、例えばマイコンからなる制御回路であり、デジタル操作パネル８から入力される各種の制御データに応じて必要な制御処理が行なえる様に構成されている。符号１２は、逆変換器３のスイッチング素子を駆動するドライバ回路である。電力変換装置であるインバータは公知の技術であるため、詳細な説明は割愛する。 Reference numeral 5 denotes a control circuit composed of, for example, a microcomputer that controls the switching element of the inverter 3 and also controls the entire power conversion apparatus. Various control data input from the digital operation panel 8 are It is configured so that necessary control processing can be performed accordingly. Reference numeral 12 denotes a driver circuit that drives the switching element of the inverse converter 3. Since the inverter which is a power converter is a well-known technique, detailed description is omitted.

図２は、主回路部品配置図の一例である。順変換器１と逆変換器３と温度センサ７が一個のモジュール内に搭載された複合モジュールであるパワー半導体１３を冷却フィン１４に搭載し、冷却フィン１４に送風し冷却する冷却ファン６（図中の点線部分）が冷却フィン１４の上面に取り付けられた構造である。 FIG. 2 is an example of a main circuit component layout diagram. A cooling fan 6 (see FIG. 3) is mounted on a cooling fin 14 with a power semiconductor 13 which is a composite module in which a forward converter 1, an inverse converter 3 and a temperature sensor 7 are mounted in one module. The middle dotted line portion) is attached to the upper surface of the cooling fin 14.

複合モジュールであるパワー半導体１３は大きな損失を発生するため、この損失による発熱を冷却フィン１４に熱伝導させ、冷却ファン６により冷却フィン１４を冷却する。この冷却ファン６により、複合モジュールであるパワー半導体１３を温度上昇の過熱から保護することが出来る。 Since the power semiconductor 13 which is a composite module generates a large loss, heat generated by this loss is conducted to the cooling fin 14 and the cooling fan 6 cools the cooling fin 14. The cooling fan 6 can protect the power semiconductor 13 which is a composite module from overheating due to a temperature rise.

ここで、電力変換装置の周囲温度が異常に高かった場合、この周囲温度を吸気する冷却ファン６の吸気温度が高くなり、冷却効果が落ち、あらかじめ設定された温度以上で動作する温度センサ７がオンとなり、電力変換装置内のパワー半導体１３の温度過熱を表示する。 Here, when the ambient temperature of the power conversion device is abnormally high, the intake air temperature of the cooling fan 6 that intakes the ambient temperature becomes high, the cooling effect is reduced, and the temperature sensor 7 that operates at a preset temperature or higher is provided. Turns on and displays the temperature overheating of the power semiconductor 13 in the power converter.

しかし、電力変換装置の周囲温度が仕様範囲内であっても、電力変換装置内のパワー半導体１３の温度過熱を表示する場合がある。冷却ファン６は、回転体であるため、ベアリング及びグリースが使用されている。冷却ファン６の寿命は、これらベアリング及びグリースで決定される。このため、経時変化により、冷却ファン６の回転数は、稼働時間と共に回転数が低下していくという問題がある。 However, even if the ambient temperature of the power converter is within the specification range, the temperature overheating of the power semiconductor 13 in the power converter may be displayed. Since the cooling fan 6 is a rotating body, a bearing and grease are used. The life of the cooling fan 6 is determined by these bearings and grease. For this reason, there is a problem that the rotational speed of the cooling fan 6 decreases with the operating time due to a change with time.

また、電力変換装置の設置環境が、繊維機械等綿埃の多い場合、冷却フィン１４などに目詰まりし、この目詰まりに起因して冷却フィン１４の管損失が増大し、やはり冷却ファン６の回転数が低下するという場合がある。 Further, when the installation environment of the power converter is a lot of dust such as a textile machine, the cooling fin 14 is clogged, and the tube loss of the cooling fin 14 increases due to this clogging. In some cases, the rotational speed decreases.

主素子を内部に有するパワー半導体１３を冷却している冷却ファン６の回転数が低下し、冷却能力が低下するとやはり冷却ファン６の吸気温度が高くなり、冷却効果が落ち、あらかじめ設定された温度以上で動作する温度センサ７がオンとなる。この場合も、電力変換装置内のパワー半導体１３の温度過熱が表示する。 When the rotational speed of the cooling fan 6 that cools the power semiconductor 13 having the main element inside decreases and the cooling capacity decreases, the intake air temperature of the cooling fan 6 also increases, the cooling effect decreases, and the preset temperature is reached. The temperature sensor 7 that operates as described above is turned on. Also in this case, the temperature overheating of the power semiconductor 13 in the power converter is displayed.

しかし、この場合、電力変換装置内のパワー半導体１３の温度過熱表示の要因が、電力変換装置の周囲温度が異常に高かったためなのか、あるいは、経時変化により冷却ファン６の回転数が稼働時間と共に低下したためなのかが不明であり、その要因を特定できない。 However, in this case, the cause of the temperature overheat indication of the power semiconductor 13 in the power converter is that the ambient temperature of the power converter is abnormally high, or the rotation speed of the cooling fan 6 is changed along with the operation time due to the change over time. It is unclear whether it was due to the decline, and the cause cannot be identified.

図３（ａ）は、上記問題に鑑みなされた異常検出方法に関わる冷却ファンの一例である。２４Ｖは、冷却ファン６への印加直流電圧である。Ｓｉｇ１は、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、冷却ファン６自体の回転数Ｎｒに比例した信号、すなわち回転数のパルス列である。このため、制御回路にこのＳｉｇ１信号を取り込めば、上記パルス列をカウントすることにより、冷却ファン６の回転数をリアルタイムに測定監視出来る。つまり、冷却ファン６の回転数異常を初期回転数から例えば２０％低下した時点と予め決定しておけば、上記パルス列をカウントすることにより、冷却ファン６の寿命をリアルタイムに測定監視出来る訳である。 FIG. 3A is an example of a cooling fan related to the abnormality detection method made in view of the above problem. 24 V is a DC voltage applied to the cooling fan 6. As shown in FIGS. 3B and 3C, Sig1 is a signal proportional to the rotational speed Nr of the cooling fan 6 itself, that is, a pulse train of the rotational speed. Therefore, if the Sig1 signal is taken into the control circuit, the rotation number of the cooling fan 6 can be measured and monitored in real time by counting the pulse train. That is, if the abnormality in the rotational speed of the cooling fan 6 is determined in advance as, for example, 20% lower than the initial rotational speed, the life of the cooling fan 6 can be measured and monitored in real time by counting the pulse train. .

図４（ａ）は、更に、異常検出方法に関わる冷却ファンの他の例である。Ｓｉｇ２は、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、例えば予め決定しておいた冷却ファン６の回転数が、初期回転数から２０％低下した時点の回転数Ｎｒｄで出力するオン信号である。上記図３で説明した例と同様に、制御回路にこのＳｉｇ２信号を取り込めば、冷却ファン６の回転数異常をリアルタイムに監視出来る。なお、この例では、複数個の冷却ファンからの信号をＯＲ回路に入力して１個の出力信号とすることも可能である。 FIG. 4A further shows another example of the cooling fan related to the abnormality detection method. As shown in FIGS. 4B and 4C, Sig2 is an ON signal that is output at the rotation speed Nrd when the rotation speed of the cooling fan 6 determined in advance is reduced by 20% from the initial rotation speed, for example. is there. Similar to the example described with reference to FIG. 3, if the Sig2 signal is taken into the control circuit, an abnormality in the rotational speed of the cooling fan 6 can be monitored in real time. In this example, it is also possible to input signals from a plurality of cooling fans to the OR circuit to form one output signal.

ここで、温度センサ７の構成の例について説明する。図５は、温度センサ７がサーミスタの場合の温度検出回路の一例である。この場合のサーミスタは、温度上昇と共にその抵抗値が増加する特性を有する。サーミスタが温度異常を検出しない場合、比較器１６の出力は“Ｈ”であるが、サーミスタが温度異常を検出した場合、サーミスタの抵抗値が大きくなるため、比較器１６の出力は“Ｌ”となり、制御回路５のＰＤ端子で温度異常を検出出来る。サーミスタが温度上昇と共にその抵抗値が減少する特性を有していても、本実施例の意図するところになんら問題はない。 Here, an example of the configuration of the temperature sensor 7 will be described. FIG. 5 is an example of a temperature detection circuit when the temperature sensor 7 is a thermistor. The thermistor in this case has a characteristic that its resistance value increases as the temperature rises. When the thermistor does not detect a temperature abnormality, the output of the comparator 16 is “H”. However, when the thermistor detects a temperature abnormality, the resistance value of the thermistor increases, so the output of the comparator 16 becomes “L”. The temperature abnormality can be detected at the PD terminal of the control circuit 5. Even if the thermistor has a characteristic that its resistance value decreases as the temperature rises, there is no problem as intended in this embodiment.

図６は、温度センサ７が温度リレーの場合の温度検出回路の他の例である。この例では、温度リレーをｂ接点で構成している。図５と同様に、温度リレー７が温度異常を検出した場合、温度リレーの接点がオフするため、出力は“Ｌ”となり、やはり制御回路５のＰＤ端子で温度異常を検出出来る。ｂ接点の代わりにａ接点の温度リレーであっても本実施例の意図するところになんら問題はない FIG. 6 is another example of the temperature detection circuit when the temperature sensor 7 is a temperature relay. In this example, the temperature relay is composed of b contacts. Similarly to FIG. 5, when the temperature relay 7 detects a temperature abnormality, the contact of the temperature relay is turned off, so the output becomes “L”, and the temperature abnormality can be detected at the PD terminal of the control circuit 5 as well. Even if it is a temperature relay of a contact instead of b contact, there is no problem in the place which this example intends.

また、図１に示す温度検出回路１１は、パワー半導体内部に設けられた過熱検出信号出力回路である。一般的に、この様な温度検出回路１１を内蔵してモジュール化したパワー半導体は、例えばＩＰＭ（Interigent Power Module）という商品名で市販されている。 Moreover, the temperature detection circuit 11 shown in FIG. 1 is an overheat detection signal output circuit provided in the power semiconductor. In general, a power semiconductor in which such a temperature detection circuit 11 is built and modularized is commercially available, for example, under the trade name of IPM (Interigent Power Module).

温度検出回路１１は、予め設定された温度になるとパワー半導体内部のチップを過熱から保護するため、過熱を検出し信号を出力する。温度検出回路１１からの過熱検出信号出力を上記図５及び図６の例による温度センサ７の温度検出回路の異常信号の代替として用いても、本実施例の意図するところはなんら変わらない。 The temperature detection circuit 11 detects overheating and outputs a signal in order to protect the chip inside the power semiconductor from overheating when the temperature reaches a preset temperature. Even if the overheat detection signal output from the temperature detection circuit 11 is used as an alternative to the abnormal signal of the temperature detection circuit of the temperature sensor 7 according to the examples of FIGS. 5 and 6, the intended purpose of the present embodiment is not changed.

図７は、上記図３又は図４の例による冷却ファンの異常信号と上記図５又は図６の例による温度センサ７の温度検出回路の異常信号とを用いて、交流電動機に可変電圧可変周波数の交流電力を供給出来る様にした電力変換装置のパワー半導体の過熱要因判別を特定出来るフローチャート図である。 FIG. 7 shows a variable voltage variable frequency for the AC motor using the abnormal signal of the cooling fan according to the example of FIG. 3 or 4 and the abnormal signal of the temperature detection circuit of the temperature sensor 7 according to the example of FIG. It is a flowchart figure which can specify the overheating factor discrimination | determination of the power semiconductor of the power converter device which enabled supply of the alternating current power.

異常が発生した場合、温度センサ７からの指示が過熱異常か否かを判断して過熱異常でなければ、その異常に関連する異常表示（例えば、過電流、過電圧、不足電圧、瞬時停電表示などの他の異常表示、あるいは冷却ファン異常表示等）をデジタル操作パネル８に表示する。 If an abnormality occurs, it is determined whether or not the instruction from the temperature sensor 7 is an overheating abnormality, and if it is not an overheating abnormality, an abnormality display related to the abnormality (for example, overcurrent, overvoltage, undervoltage, instantaneous power failure display, etc.) Other abnormality indications or cooling fan abnormality indications) are displayed on the digital operation panel 8.

温度センサ７からの指示が過熱異常か否かを判断して過熱異常であれば、次に冷却ファン６の異常か否かを判断する。この際、冷却ファン６の異常が出ていなければ、電力変換装置の周囲温度異常に関わるパワー半導体１３の温度過熱異常表示１、例えばＯＨ−ＰＭ（オーバーヒートパワーモジュール）表示をデジタル操作パネル８に表示する。 It is determined whether or not the instruction from the temperature sensor 7 is an overheat abnormality, and if it is an overheat abnormality, it is next determined whether or not the cooling fan 6 is abnormal. At this time, if there is no abnormality in the cooling fan 6, a temperature overheating abnormality display 1 of the power semiconductor 13 related to an abnormality in the ambient temperature of the power converter, for example, an OH-PM (overheating power module) display is displayed on the digital operation panel 8. To do.

しかし、冷却ファン６の異常が発生していれば、冷却ファン６の回転数低下に伴う異常に関わるパワー半導体の温度過熱異常表示２、例えばＯＨ−Ｆａｎ（オーバーヒート冷却ファン）表示をデジタル操作パネル８に表示する。 However, if an abnormality has occurred in the cooling fan 6, a power semiconductor temperature overheating abnormality display 2, for example, an OH-Fan (overheating cooling fan) display related to the abnormality associated with a decrease in the number of rotations of the cooling fan 6, is displayed. To display.

本実施例のフローチャートによれば、電力変換装置内のパワー半導体の過熱を検出する検出回路とパワー半導体を搭載した冷却フィンを冷却するために設けた冷却ファンに回転数を検出する検出回路を設け、過熱検出回路の信号と冷却ファンの回転数検出信号を用いて、パワー半導体の過熱の要因判別を即座に判断出来るため保守の時間を短縮出来、設備の不稼動時間を大幅に短縮出来るという効果がある。 According to the flowchart of the present embodiment, a detection circuit for detecting overheating of the power semiconductor in the power conversion device and a detection circuit for detecting the rotational speed are provided in the cooling fan provided for cooling the cooling fin mounted with the power semiconductor. Using the overheat detection circuit signal and the cooling fan speed detection signal, it is possible to immediately determine the cause of overheating of the power semiconductor. There is.

本実施例は、交流電動機に可変電圧可変周波数の交流電力を供給出来る様にした電力変換装置のパワー半導体の過熱の要因判別を即座に判断出来、設備の不稼動時間を大幅に短縮出来る電力変換装置に利用可能である。 In this embodiment, power conversion that can immediately determine the cause of overheating of the power semiconductor of the power conversion device that can supply AC power of variable voltage and variable frequency to the AC motor, and can greatly reduce the downtime of the equipment. Available to the device.

本実施例によれば、電力変換装置内のパワー半導体の過熱を検出する検出回路とパワー半導体を搭載した冷却フィンを冷却するために設けた冷却ファンに回転数を検出する検出回路を設け、過熱検出回路の信号と冷却ファンの回転数検出信号を用いて、パワー半導体の過熱の要因判別を即座に判断出来るため、何を対策あるいは交換すれば復旧するかが簡単に判断可能であり、保守の時間を短縮出来、設備の不稼動時間を大幅に短縮出来る。 According to the present embodiment, the detection circuit for detecting overheating of the power semiconductor in the power conversion device and the detection circuit for detecting the rotational speed are provided in the cooling fan provided for cooling the cooling fin mounted with the power semiconductor, By using the detection circuit signal and the cooling fan rotation speed detection signal, it is possible to immediately determine the cause of overheating of the power semiconductor, so it is possible to easily determine what to recover or replace if necessary. Time can be shortened and equipment downtime can be greatly reduced.

実施例の電力変換装置の主回路構成図。The main circuit block diagram of the power converter device of an Example. 実施例の電力変換装置の主回路部品配置図の一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the main circuit component arrangement | positioning figure of the power converter device of an Example. 実施例における冷却ファンの異常検出信号の一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the abnormality detection signal of the cooling fan in an Example. 実施例における冷却ファンの異常検出信号の他の例の説明図。Explanatory drawing of the other example of the abnormality detection signal of the cooling fan in an Example. 実施例におけるサーミスタを用いた温度検出回路の一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the temperature detection circuit using the thermistor in an Example. 実施例における温度リレーを用いた温度検出回路の他の例の説明図。Explanatory drawing of the other example of the temperature detection circuit using the temperature relay in an Example. 実施例における異常要因判別のフローチャートの一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the flowchart of abnormality factor discrimination | determination in an Example.

Explanation of symbols

１順変換器
２平滑用電解コンデンサ
３逆変換器
４交流電動機
５制御回路
６冷却ファン
７温度検出器（温度センサ）
８デジタル操作パネル
１０冷却フィン
１１パワー半導体内部に設けられた温度検出回路
１２ドライバ回路
１３パワー半導体
１４冷却フィン
１５樹脂モールドケース
１６比較器
ＰＭパワー半導体
Ｒ１抵抗
Ｒ２抵抗
Ｒ３抵抗
Ｒ４抵抗
２４直流電圧
５Ｖ直流電圧
ｔ時間
Ｎｒ冷却ファンの回転数
Ｎｒｄ冷却ファンの初期回転数から予め設定した回転数低下時点の回転数
Ｓｉｇ１冷却ファンの回転数信号
Ｓｉｇ２冷却ファンの初期回転数から予め設定した回転数低下時点の信号
ＰＤ温度センサの過熱異常信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Forward converter 2 Smoothing electrolytic capacitor 3 Reverse converter 4 AC motor 5 Control circuit 6 Cooling fan 7 Temperature detector (temperature sensor)
8 Digital operation panel 10 Cooling fin
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Temperature detection circuit provided in power semiconductor 12 Driver circuit 13 Power semiconductor 14 Cooling fin 15 Resin mold case 16 Comparator PM Power semiconductor R1 Resistance R2 Resistance R3 Resistance R4 Resistance 24 DC voltage 5V DC voltage t Time Nr Cooling fan Rotational speed Nrd Rotational speed when the rotational speed is lowered from the initial rotational speed of the cooling fan Sig1 Rotational speed signal of the cooling fan Sig2 Preliminary rotational speed signal from the initial rotational speed of the cooling fan PD Temperature sensor overheat abnormality signal

Claims

A main element modularized in a power semiconductor, a temperature detection circuit that detects temperature overheating of the power semiconductor, and a cooling fan that blows and cools cooling fins mounted with the power semiconductor, and the AC motor has a variable voltage In the power converter that supplies AC power of variable frequency and displays an abnormality at the time of abnormality,
A rotation speed detection circuit for detecting the rotation speed of the cooling fan is provided, and when performing abnormality display, the overheat detection signal output by the temperature detection circuit and the rotation speed detection signal output by the rotation speed detection circuit are used. A power conversion device that performs display that enables determination of a factor of temperature overheating of a power semiconductor.

The power conversion device according to claim 1,
When performing an abnormal display, the power conversion is performed by using the overheat detection signal and the rotation speed detection signal to perform an abnormal display for distinguishing the presence or absence of temperature overheating of the power semiconductor and the abnormality of the cooling fan. apparatus.

The power conversion device according to claim 1,
The temperature detection circuit is modularized in the power semiconductor device.

The power conversion device according to claim 1,
The power detection device, wherein the temperature detection circuit outputs the overheat detection signal using a temperature detection signal from a temperature detection element provided on a cooling fin on which the power semiconductor is mounted.

The power conversion device according to claim 4,
The power conversion device, wherein the temperature detection element is a thermistor whose resistance value changes in proportion to a temperature, or a temperature relay that outputs when a temperature exceeds a preset temperature.

The power conversion device according to claim 1,
The rotation speed detection circuit is provided inside the cooling fan, and outputs the rotation speed detection signal using an output signal from the cooling fan.

The power conversion device according to claim 6,
The power conversion device according to claim 1, wherein the rotation speed detection signal is a signal composed of a pulse train proportional to the rotation speed of the cooling fan.

The power conversion device according to claim 6,
The power conversion device according to claim 1, wherein the rotation speed detection signal includes a signal indicating whether the rotation speed is equal to or lower than a preset rotation speed.