JP2009232620A - Power converting device - Google Patents

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Toshiaki Oka
利明 岡
Akihiko Kuroiwa
昭彦 黒岩
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Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converting device for excellently discharging a smoothing capacitor disposed in the power converting device. <P>SOLUTION: The power converting device 1 includes the smoothing capacitor CN connected between the positive side and the negative side of a dc power supply PW and switching elements S11 to S32 connected between the positive side and the negative side of the dc power supply PW. The power converting device 1 includes a controller 2 which carries out control to turn on all switching elements S11 to S32 to discharge electric charges accumulated in smoothing capacitor CN and turn off the switching elements before the current grows into excess current. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device.

一般的に、電力変換装置には、直流電源からの直流電力を交流電力に変換するために、直流電力を平滑する平滑コンデンサが設けられている。このため、直流電源からの直流電力の供給の停止又は直流電力が供給される回路の切り離しの際に、メンテナンス等のために平滑コンデンサに蓄えられた電荷を放電させる必要がある。   In general, a power converter is provided with a smoothing capacitor for smoothing DC power in order to convert DC power from a DC power source into AC power. For this reason, when the supply of the DC power from the DC power supply is stopped or the circuit to which the DC power is supplied is disconnected, it is necessary to discharge the charge stored in the smoothing capacitor for maintenance or the like.

このため、このような平滑コンデンサを放電させる方法としては、放電抵抗を直流回路に挿入して放電させる方法や負荷である電動機の巻線抵抗で消費させる方法などが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−７０１９６号公報 For this reason, as a method of discharging such a smoothing capacitor, a method of discharging by inserting a discharge resistor into a DC circuit, a method of consuming by a winding resistance of an electric motor as a load, etc. are known (for example, patents) Reference 1).
JP-A-9-70196

しかしながら、上述のような平滑コンデンサを放電させる方法では、以下のような問題がある。   However, the method for discharging the smoothing capacitor as described above has the following problems.

放電抵抗を直流回路に挿入する方法では、通常運転時でも電力を消費するため、装置効率が落ちる。このため、放電抵抗値を大きくすることができない。また、切替スイッチなどで停止時だけ放電抵抗を挿入する場合では、回路を小型化することができなくなる。   In the method of inserting the discharge resistor into the DC circuit, the power consumption is consumed even during the normal operation, so that the efficiency of the apparatus is lowered. For this reason, the discharge resistance value cannot be increased. In addition, when a discharge resistor is inserted only when stopped by a changeover switch or the like, the circuit cannot be reduced in size.

一方、電動機の巻線抵抗で消費させる方法では、電動機と電力変換装置との間に遮断機や断路スイッチ等がなく常時接続されている必要がある。   On the other hand, in the method of consuming with the winding resistance of the electric motor, there is no circuit breaker, disconnection switch or the like between the electric motor and the power converter, and it is necessary to be always connected.

そこで、本発明の目的は、電力変換装置に設けられた平滑コンデンサを放電させることに優れた電力変換装置を提供することにある。   Then, the objective of this invention is providing the power converter device excellent in discharging the smoothing capacitor provided in the power converter device.

本発明の観点に従った電力変換装置は、直流電源の正側と負側との間に平滑コンデンサが接続され、前記直流電源の正側と負側との間に直列に接続された２以上のスイッチング素子を備えた電力変換装置であって、全ての前記２以上のスイッチング素子をオン状態にし、前記スイッチング素子に流れる電流が過電流となる前に、前記２以上のスイッチング素子のうち少なくとも１の前記スイッチング素子をオフにする制御をする制御手段を備えた構成である。   In the power conversion device according to the aspect of the present invention, a smoothing capacitor is connected between the positive side and the negative side of the DC power supply, and two or more connected in series between the positive side and the negative side of the DC power supply. A power conversion device including all of the two or more switching elements, wherein all of the two or more switching elements are turned on, and before the current flowing through the switching element becomes an overcurrent, at least one of the two or more switching elements. It is the structure provided with the control means which controls to turn off the said switching element.

本発明によれば、電力変換装置に設けられた平滑コンデンサを放電させることに優れた電力変換装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power converter device excellent in discharging the smoothing capacitor provided in the power converter device can be provided.

以下、図面を参照して、本発明の各実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図２を参照して、各実施形態に共通する電力変換回路３について説明する。   First, with reference to FIG. 2, the power conversion circuit 3 common to each embodiment is demonstrated.

図２は、本発明の各実施形態に係る電力変換回路３の構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。   FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the power conversion circuit 3 according to each embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in subsequent figures, the detailed description is abbreviate | omitted, and a different part is mainly described. In the following embodiments, the same description is omitted.

電力変換回路３は、直流電源ＰＷから供給された直流電力を交流電力に変換して、負荷である電動機４に三相交流電力を供給する。電力変換回路３は、出力する交流電力を可変電圧・可変周波数（ＶＶＶＦ：Variable voltage variable frequency）にすることで、電動機４の駆動を制御する。   The power conversion circuit 3 converts the DC power supplied from the DC power source PW into AC power, and supplies three-phase AC power to the motor 4 that is a load. The power conversion circuit 3 controls driving of the electric motor 4 by changing the output AC power to a variable voltage / variable frequency (VVVF).

直流電源ＰＷは、正極が電力変換回路３の正側直流母線ＰＢに、負極が電力変換回路３の負側直流母線ＮＢに接続される。   The DC power supply PW has a positive electrode connected to the positive DC bus PB of the power conversion circuit 3 and a negative electrode connected to the negative DC bus NB of the power conversion circuit 3.

平滑コンデンサＣＮは、正側直流母線ＰＢと負側直流母線ＮＢとの間に、直流電源ＰＷと並列に接続される。平滑コンデンサＣＮは、直流電源ＰＷから出力された直流電圧を平滑する。電力変換回路３は、平滑コンデンサＣＮにより平滑された直流電圧を交流電圧に変換する。   Smoothing capacitor CN is connected in parallel with DC power supply PW between positive DC bus PB and negative DC bus NB. Smoothing capacitor CN smoothes the DC voltage output from DC power supply PW. The power conversion circuit 3 converts the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor CN into an AC voltage.

電力変換回路３は、正側直流母線ＰＢと負側直流母線ＮＢとの間に、３つのレグＬ１，Ｌ２，Ｌ３が並列に接続された構成である。   The power conversion circuit 3 has a configuration in which three legs L1, L2, and L3 are connected in parallel between the positive side DC bus PB and the negative side DC bus NB.

レグＬ１は、２つのスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２と、２つのダイオードＤ１１，Ｄ１２により構成されている。   The leg L1 is composed of two switching elements SW11 and SW12 and two diodes D11 and D12.

２つのスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２は、正側直流母線ＰＢと負側直流母線ＮＢとの間に、直列に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２は、例えばＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）である。   The two switching elements SW11 and SW12 are connected in series between the positive DC bus PB and the negative DC bus NB. The switching elements SW11 and SW12 are, for example, IGBTs (insulated gate bipolar transistors).

ダイオードＤ１１，Ｄ１２は、それぞれスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２と逆並列に接続されている。   The diodes D11 and D12 are connected in antiparallel with the switching elements SW11 and SW12, respectively.

同様にして、レグＬ２は、２つのスイッチング素子ＳＷ２１，ＳＷ２２と、２つのダイオードＤ２１，Ｄ２２により構成されている。また、レグＬ３は、２つのスイッチング素子ＳＷ３１，ＳＷ３２と、２つのダイオードＤ３１，Ｄ３２により構成されている。   Similarly, the leg L2 includes two switching elements SW21 and SW22 and two diodes D21 and D22. The leg L3 is composed of two switching elements SW31 and SW32 and two diodes D31 and D32.

電力変換回路３は、３つのレグＬ１，Ｌ２，Ｌ３により三相交流電力を出力する。   The power conversion circuit 3 outputs three-phase AC power through the three legs L1, L2, and L3.

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置１の構成を示す構成図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the power conversion device 1 according to the first embodiment of the present invention.

電力変換装置１は、電力変換回路３と、電力変換回路３を制御する制御装置２とを備えている。   The power conversion device 1 includes a power conversion circuit 3 and a control device 2 that controls the power conversion circuit 3.

制御装置２は、ゲート制御部５と、ゲート駆動部６とを備えている。   The control device 2 includes a gate control unit 5 and a gate drive unit 6.

ゲート制御部５は、スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２のそれぞれに対するオン・オフの信号Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２をスイッチングパターンとしてゲート駆動部６に出力する。   The gate controller 5 outputs on / off signals S11, S12, S21, S22, S31, and S32 for the switching elements SW11, SW12, SW21, SW22, SW31, and SW32 to the gate driver 6 as switching patterns.

ゲート駆動部６は、ゲート制御部５から入力されたスイッチングパターンに従って、スイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２をそれぞれスイッチングする。   The gate driving unit 6 switches the switching elements SW11 to SW32 according to the switching pattern input from the gate control unit 5, respectively.

次に、制御装置２による平滑コンデンサＣＮを放電させる動作について説明する。   Next, the operation of discharging the smoothing capacitor CN by the control device 2 will be described.

直流電源部の遮断などの平滑コンデンサＣＮを放電させる必要のある状態を検出すると、ゲート制御部５に放電指令ＳＤが入力される。   When it is detected that the smoothing capacitor CN needs to be discharged, such as when the DC power supply is shut off, a discharge command SD is input to the gate controller 5.

ゲート制御部５は、放電指令ＳＤを受信すると、全てのスイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２を極短時間オン状態にするスイッチングパターンを連続してゲート駆動部６に出力する。即ち、ゲート制御部５は、正側直流母線ＰＢと負側直流母線ＮＢとを、スイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２を介して短絡した状態にするための指令を出力する。   When the gate control unit 5 receives the discharge command SD, the gate control unit 5 continuously outputs a switching pattern that turns on all the switching elements SW11 to SW32 for an extremely short time to the gate driving unit 6. That is, the gate control unit 5 outputs a command for putting the positive side DC bus PB and the negative side DC bus NB into a short-circuited state via the switching elements SW11 to SW32.

ゲート制御部５は、過電流となる電流値に達しないように予め決まった時間だけ全てのスイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２をオン状態にした後、全てのスイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２をオフにする。ここで、過電流の基準となる電流値は、例えば、定格電流に基づいて決められ、スイッチング素子が熱破壊する電流値とならないように決められた電流値の限界値である。   The gate control unit 5 turns on all the switching elements SW11 to SW32 after turning on all the switching elements SW11 to SW32 for a predetermined time so as not to reach an overcurrent current value. Here, the current value serving as a reference for the overcurrent is, for example, a limit value of the current value determined based on the rated current and determined so as not to be a current value at which the switching element is thermally destroyed.

次に、スイッチング素子（ＩＧＢＴ）の特性について説明する。   Next, characteristics of the switching element (IGBT) will be described.

図３は、ＩＧＢＴのターンオン波形を示す波形図である。   FIG. 3 is a waveform diagram showing a turn-on waveform of the IGBT.

図３は、ゲート電圧ＶＧＥ、コレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥ、コレクタ電流ＩＣ、消費電力ＥＯＮの相関関係を示している。   FIG. 3 shows the correlation among the gate voltage VGE, the collector-emitter voltage VCE, the collector current IC, and the power consumption EON.

コレクタ電流ＩＣは、図３に示すように、立ち上がり時間には回路のインダクタンスＬで決まる遅れ時間がある。従って、コレクタ電流ＩＣの立ち上がりから過電流に到達する前までの極短時間であれば、直流回路を短絡するゲートパルスを与えても、過電流を検出することなく電流を遮断することができる。   As shown in FIG. 3, the collector current IC has a delay time that is determined by the inductance L of the circuit. Therefore, in a very short time from the rise of the collector current IC to before reaching the overcurrent, the current can be cut off without detecting the overcurrent even if a gate pulse for short-circuiting the DC circuit is given.

本実施形態によれば、制御装置２により、直流回路をスイッチング素子を介して短絡することで、平滑コンデンサＣＮの端子間が短絡され、スイッチング素子の内部抵抗による通電ロスが発生する。従って、全てのスイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２を極短時間オン状態にすることを繰り返すことで、平滑コンデンサＣＮに蓄えられた電荷を放電させることができる。また、極短時間の短絡状態であるため、スイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２に過電流は流れない。   According to the present embodiment, the control device 2 causes the DC circuit to be short-circuited via the switching element, so that the terminals of the smoothing capacitor CN are short-circuited and an energization loss due to the internal resistance of the switching element occurs. Therefore, by repeatedly turning on all the switching elements SW11 to SW32 for an extremely short time, the electric charge stored in the smoothing capacitor CN can be discharged. Moreover, since it is a short-circuit state for a very short time, no overcurrent flows through the switching elements SW11 to SW32.

従って、電動機４の接続や放電抵抗の設置がされていなくても、予め備えられているスイッチング素子のスイッチングのみで、平滑コンデンサＣＮの放電をすることができる。   Therefore, even if the electric motor 4 is not connected or a discharge resistor is not installed, the smoothing capacitor CN can be discharged only by switching of a switching element provided in advance.

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置１Ａの構成を示す構成図である。 (Second Embodiment)
FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a power conversion device 1A according to the second embodiment of the present invention.

電力変換装置１Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換装置１において、制御装置２を、制御装置２Ａに置き換えた点以外は、同様の構成である。制御装置２Ａは、制御装置２の構成に、ゲート電圧切替回路７を追加した構成である。   1 A of power converters are the same structures except the point which replaced the control apparatus 2 with 2 A of control apparatuses in the power converter device 1 which concerns on 1st Embodiment shown in FIG. The control device 2 </ b> A has a configuration in which a gate voltage switching circuit 7 is added to the configuration of the control device 2.

ゲート電圧切替回路７は、ゲート駆動部６にゲート電圧を供給する回路である。ゲート電圧切替回路７は、高い電圧を供給する電源ＶＨと、低い電圧を供給する電源ＶＬと、電源ＶＨと電源ＶＬとを切り替える切替スイッチＳＷＴとを備えている。ゲート電圧切替回路７は、電動機４の駆動時（通常時）は、ゲート駆動部６に電源ＶＨからの電圧を供給している。   The gate voltage switching circuit 7 is a circuit that supplies a gate voltage to the gate driving unit 6. The gate voltage switching circuit 7 includes a power source VH that supplies a high voltage, a power source VL that supplies a low voltage, and a selector switch SWT that switches between the power source VH and the power source VL. The gate voltage switching circuit 7 supplies a voltage from the power source VH to the gate driving unit 6 when the electric motor 4 is driven (normal time).

次に、制御装置２Ａによる平滑コンデンサＣＮを放電させる動作について説明する。   Next, the operation of discharging the smoothing capacitor CN by the control device 2A will be described.

直流電源部の遮断などの平滑コンデンサＣＮを放電させる必要のある状態を検出すると、ゲート制御部５及びゲート電圧切替回路７に放電指令ＳＤが入力される。   When it is detected that the smoothing capacitor CN needs to be discharged, such as when the DC power supply is shut off, a discharge command SD is input to the gate controller 5 and the gate voltage switching circuit 7.

電圧切替回路７は、放電指令ＳＤを受信すると、切替スイッチＳＷＴにより電源ＶＨから電源ＶＬに切り替えて、ゲート駆動部６に電圧を供給する。   When the voltage switching circuit 7 receives the discharge command SD, the voltage switching circuit 7 switches the power supply VH to the power supply VL by the changeover switch SWT and supplies the voltage to the gate driving unit 6.

ゲート制御部５は、放電指令ＳＤを受信すると、全てのスイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２をオン状態にするスイッチングパターンをゲート駆動部６に出力する。即ち、ゲート制御部５は、正側直流母線ＰＢと負側直流母線ＮＢとを、スイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２を介して短絡した状態にするための指令を出力する。   When receiving the discharge command SD, the gate control unit 5 outputs a switching pattern for turning on all the switching elements SW11 to SW32 to the gate driving unit 6. That is, the gate control unit 5 outputs a command for putting the positive side DC bus PB and the negative side DC bus NB into a short-circuited state via the switching elements SW11 to SW32.

次に、スイッチング素子（ＩＧＢＴ）の特性について説明する。   Next, characteristics of the switching element (IGBT) will be described.

図５は、ゲート電圧（オン電圧）ＶＧＥに対するＩＧＢＴのコレクタ電流ＩＣとコレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥとの相関関係を示すグラフ図である。   FIG. 5 is a graph showing a correlation between the collector current IC of the IGBT and the collector-emitter voltage VCE with respect to the gate voltage (ON voltage) VGE.

図５中では、ゲート電圧ＶＧＥが７［Ｖ］、８［Ｖ］、９［Ｖ］、１０［Ｖ］、１５［Ｖ］、２０［Ｖ］のときのそれぞれのグラフを示している。   FIG. 5 shows respective graphs when the gate voltage VGE is 7 [V], 8 [V], 9 [V], 10 [V], 15 [V], and 20 [V].

図５に示すように、ゲート電圧ＶＧＥが低くなると、コレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥが高くなっても、コレクタ電流ＩＣは増えなくなる。また、ゲート電圧ＶＧＥが低いほど、コレクタ電流ＩＣの流れる限界量（一定となる量）は少ない。   As shown in FIG. 5, when the gate voltage VGE decreases, the collector current IC does not increase even if the collector-emitter voltage VCE increases. Further, the lower the gate voltage VGE, the smaller the limit amount (a constant amount) through which the collector current IC flows.

従って、コレクタ電流ＩＣの流れる限界量が過電流となる電流量よりも低くなるようなゲート電圧ＶＧＥ（電源ＶＬからの電圧）を供給することで、スイッチング素子１１〜ＳＷ３２を介して直流回路を短絡状態のままにしても、過電流が流れることはない。   Accordingly, by supplying a gate voltage VGE (voltage from the power supply VL) such that the limit amount through which the collector current IC flows is lower than the amount of overcurrent, the DC circuit is short-circuited via the switching elements 11 to SW32. Even if it remains in the state, no overcurrent flows.

本実施形態によれば、制御装置２Ａにより、直流回路をスイッチング素子を介して短絡することで、平滑コンデンサＣＮの端子間が短絡され、スイッチング素子の内部抵抗による通電ロスが発生する。また、ゲート電圧ＶＧＥを通常時よりも低減することで、スイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２に過電流が流れないようにする。従って、全てのスイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２をオン状態にしたままでも、過電流が流れることなく平滑コンデンサＣＮに蓄えられた電荷を放電させることができる。   According to the present embodiment, the control device 2A causes the DC circuit to be short-circuited via the switching element, so that the terminals of the smoothing capacitor CN are short-circuited and an energization loss due to the internal resistance of the switching element occurs. Further, by reducing the gate voltage VGE from the normal time, an overcurrent is prevented from flowing through the switching elements SW11 to SW32. Therefore, even if all the switching elements SW11 to SW32 are kept in the on state, the charge stored in the smoothing capacitor CN can be discharged without overcurrent flowing.

従って、電動機４の接続や放電抵抗の設置がされていなくても、予め備えられているスイッチング素子のスイッチングのみで、平滑コンデンサＣＮの放電をすることができる。   Therefore, even if the electric motor 4 is not connected or a discharge resistor is not installed, the smoothing capacitor CN can be discharged only by switching of a switching element provided in advance.

なお、各実施形態において、放電抵抗を設けない構成としたが、設けてもよい。放電抵抗のみによる場合よりも、各実施形態による作用効果により、平滑コンデンサＣＮの放電をより早く完了させることができる。   In each embodiment, the discharge resistor is not provided, but may be provided. The discharge of the smoothing capacitor CN can be completed earlier by the action and effect of each embodiment than in the case of using only the discharge resistance.

各実施形態では、全てのスイッチング素子ＳＷ１１〜ＳＷ３２を同時にオン状態にする構成としたが、レグＬ１〜Ｌ３単位毎にスイッチング素子をオン状態にしてもよい。１つのレグを構成する全てのスイッチング素子をオン状態にすることでも、直流回路のスイッチング素子を介した短絡状態にすることができる。また、レグ単位で順次にオンすることで、温度の分散をさせることもできる。   In each embodiment, all the switching elements SW11 to SW32 are turned on simultaneously, but the switching elements may be turned on for each leg L1 to L3. A short circuit state via the switching elements of the DC circuit can also be achieved by turning on all the switching elements constituting one leg. Further, the temperature can be dispersed by sequentially turning on each leg.

第１の実施形態において、全てのスイッチング素子をオン状態にした後に、オフにするスイッチング素子は、直流回路の正側直流母線ＰＢと負側直流母線ＮＢとの短絡状態を解消できるのであれば、全てのスイッチング素子でなくともよく、例えば１つのスイッチング素子でもよい。また、平滑コンデンサＣＮを放電するために予め決まった時間だけオン状態にする構成としたが、これに限らない。直流回路の電流を検出する電流検出機能を持たせることで、検出した電流値が過電流となる前の所定のレべル以上に電流が達した場合にオフにし、所定の電流レべル以下の場合にオンにする構成としても、同様の効果が得られる。   In the first embodiment, after all the switching elements are turned on, the switching element that is turned off can solve the short-circuit state between the positive DC bus PB and the negative DC bus NB of the DC circuit. Not all switching elements, for example, one switching element may be used. In addition, although the smoothing capacitor CN is turned on for a predetermined time in order to discharge the smoothing capacitor CN, the present invention is not limited to this. By providing a current detection function that detects the current of the DC circuit, it turns off when the detected current value exceeds a predetermined level before the overcurrent, and below the predetermined current level In the case of turning on in the case, the same effect can be obtained.

第２の実施形態では、ゲート電圧ＶＧＥを予め決められた所定のレべルに低減する構成としたが、これに限らない。直流回路の電流を検出する電流検出機能を持たせることで、検出した電流値に応じてゲート電圧を低減・調整する構成としても、同様の効果が得られる。   In the second embodiment, the gate voltage VGE is reduced to a predetermined level, but the present invention is not limited to this. By providing a current detection function for detecting the current of the DC circuit, the same effect can be obtained even if the gate voltage is reduced or adjusted according to the detected current value.

なお、本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the power converter device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の各実施形態に係る電力変換回路の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the power converter circuit which concerns on each embodiment of this invention. ＩＧＢＴのターンオン波形を示す波形図。The wave form diagram which shows the turn-on waveform of IGBT. 本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the power converter device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. ゲート電圧に対するＩＧＢＴのコレクタ電流とコレクタ−エミッタ間電圧の相関関係を示すグラフ図。The graph which shows the correlation of the collector current of IGBT with respect to gate voltage, and the collector-emitter voltage.

符号の説明Explanation of symbols

１…電力変換装置、２…制御装置、３…電力変換回路、４…電動機、５…ゲート制御部、６…ゲート駆動部、７…ゲート電圧切替回路、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ３１，Ｄ３２…ダイオード、Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２…信号、ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２…スイッチング素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power converter device, 2 ... Control apparatus, 3 ... Power converter circuit, 4 ... Electric motor, 5 ... Gate control part, 6 ... Gate drive part, 7 ... Gate voltage switching circuit, D11, D12, D21, D22, D31, D32... Diode, S11, S12, S21, S22, S31, S32... Signal, SW11, SW12, SW21, SW22, SW31, SW32.

Claims (9)

直流電源の正側と負側との間に平滑コンデンサが接続され、前記直流電源の正側と負側との間に直列に接続された２以上のスイッチング素子を備えた電力変換装置であって、
全ての前記２以上のスイッチング素子をオン状態にし、前記スイッチング素子に流れる電流が過電流となる前に、前記２以上のスイッチング素子のうち少なくとも１の前記スイッチング素子をオフにする制御をする制御手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A power conversion apparatus comprising a smoothing capacitor connected between a positive side and a negative side of a DC power supply, and comprising two or more switching elements connected in series between the positive side and the negative side of the DC power supply. ,
Control means for controlling all of the two or more switching elements to be turned on and turning off at least one of the two or more switching elements before the current flowing through the switching element becomes an overcurrent A power conversion device comprising: 前記制御手段による制御を繰り返し、前記平滑コンデンサを放電させる運転をする放電運転手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。   The power conversion device according to claim 1, further comprising: a discharge operation unit configured to repeat the control by the control unit and discharge the smoothing capacitor. 直流電源の正側と負側との間に平滑コンデンサが接続され、前記直流電源の正側と負側との間に直列に接続された２以上のスイッチング素子を備えた電力変換装置であって、
前記各スイッチング素子のオン電圧を、該スイッチング素子を流れる電流が過電流とならない電圧に低減する電圧低減手段と、
前記電圧低減手段により前記オン電圧が低減されている場合、全ての前記２以上のスイッチング素子をオン状態にする制御をする制御手段と
を備えたことを特徴とする電力変換装置。 A power conversion apparatus comprising a smoothing capacitor connected between a positive side and a negative side of a DC power supply, and comprising two or more switching elements connected in series between the positive side and the negative side of the DC power supply. ,
Voltage reducing means for reducing the on-voltage of each switching element to a voltage at which the current flowing through the switching element does not become an overcurrent;
And a control means for controlling all of the two or more switching elements to be in an ON state when the ON voltage is reduced by the voltage reduction means. 前記スイッチング素子を流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記電圧低減手段は、前記電流検出手段により検出した電流値に基づいて、前記オン電圧を低減すること
と特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。 Current detection means for detecting a current flowing through the switching element;
The power converter according to claim 3, wherein the voltage reduction unit reduces the on-voltage based on a current value detected by the current detection unit. 前記制御手段による全ての前記２以上のスイッチング素子をオン状態にした状態を所定時間継続させ、前記平滑コンデンサを放電させる運転をする放電運転手段を備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電力変換装置。   The discharge operation means for carrying out the driving | operation which continues the state which turned on all the said 2 or more switching elements by the said control means for the predetermined time, and discharges the said smoothing capacitor is characterized by the above-mentioned. 4. The power conversion device according to 4. 直流電源の正側と負側との間に平滑コンデンサが接続され、前記直流電源の正側と負側との間に直列に接続された２以上のスイッチング素子を備えた電力変換装置を制御する制御装置であって、
全ての前記２以上のスイッチング素子をオン状態にし、前記スイッチング素子に流れる電流が過電流となる前に、前記２以上のスイッチング素子のうち少なくとも１の前記スイッチング素子をオフにする制御をする制御手段を備えたことを特徴とする電力変換装置の制御装置。 A smoothing capacitor is connected between a positive side and a negative side of a DC power supply, and a power converter including two or more switching elements connected in series between the positive side and the negative side of the DC power supply is controlled. A control device,
Control means for controlling all of the two or more switching elements to be turned on and turning off at least one of the two or more switching elements before the current flowing through the switching element becomes an overcurrent The control apparatus of the power converter device characterized by comprising. 直流電源の正側と負側との間に平滑コンデンサが接続され、前記直流電源の正側と負側との間に直列に接続された２以上のスイッチング素子を備えた電力変換装置を制御する制御装置であって、
前記各スイッチング素子のオン電圧を、該スイッチング素子を流れる電流が過電流とならない電圧に低減する電圧低減手段と、
前記電圧低減手段により前記オン電圧が低減されている場合、全ての前記２以上のスイッチング素子をオン状態にする制御をする制御手段と
を備えたことを特徴とする電力変換装置の制御装置。 A smoothing capacitor is connected between a positive side and a negative side of a DC power supply, and a power converter including two or more switching elements connected in series between the positive side and the negative side of the DC power supply is controlled. A control device,
Voltage reducing means for reducing the on-voltage of each switching element to a voltage at which the current flowing through the switching element does not become an overcurrent;
A control device for a power converter, comprising: control means for controlling all of the two or more switching elements to be in an ON state when the ON voltage is reduced by the voltage reducing means. 直流電源の正側と負側との間に平滑コンデンサが接続され、前記直流電源の正側と負側との間に直列に接続された２以上のスイッチング素子を備えた電力変換装置を制御する制御方法であって、
全ての前記２以上のスイッチング素子をオン状態にする手順と、
前記オン状態にする手順後、前記スイッチング素子に流れる電流が過電流となる前に、前記２以上のスイッチング素子のうち少なくとも１の前記スイッチング素子をオフにする手順と
を含むことを特徴とする電力変換装置の制御方法。 A smoothing capacitor is connected between a positive side and a negative side of a DC power supply, and a power converter including two or more switching elements connected in series between the positive side and the negative side of the DC power supply is controlled. A control method,
A procedure for turning on all the two or more switching elements;
And a step of turning off at least one of the two or more switching elements before the current flowing through the switching element becomes an overcurrent after the procedure of turning on. Control method of conversion device. 直流電源の正側と負側との間に平滑コンデンサが接続され、前記直流電源の正側と負側との間に直列に接続された２以上のスイッチング素子を備えた電力変換装置を制御する制御装置を制御する制御方法であって、
前記各スイッチング素子のオン電圧を、該スイッチング素子を流れる電流が過電流とならない電圧に低減する手順と、
前記オン電圧を低減する手順により前記オン電圧が低減されている場合、全ての前記２以上のスイッチング素子をオン状態にする手順と
を含むことを特徴とする電力変換装置の制御方法。 A smoothing capacitor is connected between a positive side and a negative side of a DC power supply, and a power converter including two or more switching elements connected in series between the positive side and the negative side of the DC power supply is controlled. A control method for controlling a control device, comprising:
A procedure for reducing the on-voltage of each switching element to a voltage at which the current flowing through the switching element does not become an overcurrent;
A control method for a power converter, comprising: a step of turning on all the two or more switching elements when the on-voltage is reduced by the procedure of reducing the on-voltage.
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