JP2010068642A - 交流直流変換装置、圧縮機駆動装置、空気調和機 - Google Patents
交流直流変換装置、圧縮機駆動装置、空気調和機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010068642A JP2010068642A JP2008233280A JP2008233280A JP2010068642A JP 2010068642 A JP2010068642 A JP 2010068642A JP 2008233280 A JP2008233280 A JP 2008233280A JP 2008233280 A JP2008233280 A JP 2008233280A JP 2010068642 A JP2010068642 A JP 2010068642A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bidirectional switch
- voltage
- rectifier
- failure
- resistor
- 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
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
【解決手段】整流器3の出力端子間に直列接続された抵抗6、7と、整流器3の出力端子間に直列接続されたコンデンサ9、10と、整流器3の一方の入力端子に一端が接続された双方向スイッチ4と、整流器3の他方の入力端子に一端が接続された双方向スイッチ5と、一端が抵抗6、7の接続点に接続され、他端がコンデンサ9、10の接続点に接続された双方向スイッチ8と、抵抗6の電圧、抵抗7の電圧、整流器3の出力端子間の電圧のうち少なくとも2つを検出する電圧検出手段と、双方向スイッチの故障を検知する異常検知手段20と、を備え、双方向スイッチ4および双方向スイッチ5の他端は抵抗6、7の接続点に接続されており、異常検知手段20は、電圧検出手段の検出結果に基づき故障を検知する。
【選択図】図1
Description
そのため、もし双方向スイッチのどちらか一方がショート故障している状態で交流電源が印加されると、倍電圧回路の状態となる。
このとき、整流回路の直流出力端子間に接続されている部品の保障耐圧以上の電圧が掛かり、二次破壊を起こす可能性がある。
図1は、本発明の実施の形態1に係る交流直流変換装置の回路図である。
本実施の形態1に係る交流直流変換装置は、リアクタ2、整流器3、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、抵抗6および7、第3双方向スイッチ8、コンデンサ9および10、バランス抵抗11および12、クランプダイオード13および14、負荷15、第1電圧検出器16、第2電圧検出器17、電源電圧ゼロクロス検出回路18、制御手段19、異常検知手段20、異常報知手段21を備える。
整流器3は、ブリッジ状に接続されたダイオード3a〜3dから構成されており、交流電源1が供給する交流を整流して出力する。
第1双方向スイッチ4の一端は、整流器3の一方の入力端子に接続されている。
第2双方向スイッチ5の一端は、整流器3の他方の入力端子に接続されている。
抵抗6と抵抗7の接続点は、第1双方向スイッチ4と第2双方向スイッチ5の負荷15側の端子に接続されている。また、同接続点は、第3双方向スイッチ8の交流電源1側の端子にも接続されている。
抵抗6と抵抗7は、同じ抵抗値のものを用いるものとする。
バランス抵抗11および12は、コンデンサ9の端子間電圧とコンデンサ10の端子間電圧をバランスさせるためのものである。
クランプダイオード13および14は、コンデンサ9の端子間電圧とコンデンサ10の端子間電圧がアンバランスとなった状態で交流電源1をOFFしたとき、前記コンデンサ間に逆電圧が印加されるのを防止するためのものである。
コンデンサ9とコンデンサ10の容量は同じ容量のものを用いるものとする。また、抵抗9と抵抗10は同じ抵抗値のものを用いるものとする。
コンデンサ9および10の接続点と、抵抗11および12の接続点と、ダイオード13および14の接続点は、それぞれ第3双方向スイッチ8の負荷15側の端子に接続されている。
第2電圧検出器17は、抵抗7の両端電圧を検出する。
電源電圧ゼロクロス検出回路18は、交流電源1の電圧ゼロクロスを検出する。
異常検知手段20は、後述の図2で説明する手法を用いて、第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のショート故障を検知する。
例えば、異常を報知する手段として、異常報知LED(Light Emitting Diode)を設けておき、異常検知手段20が第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のショート故障を検知しなかった場合は異常報知LED(図示せず)を消灯し、第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のショート故障を検知した場合は異常報知LED(図示せず)を点灯する、という手法が考えられる。
次に、本実施の形態1に係る交流直流変換装置の動作について説明する。
交流直流変換装置の電源がONされると、交流電源1が印加される。
(STEP2)
制御手段19は、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御する。これにより、交流直流変換装置は全波整流回路として動作することになる。
制御手段19は、外部から与えられる電圧指令値が整流器3の出力端子間の電圧以下の場合は、交流直流変換装置を全波整流回路のまま動作させる。外部から与えられる電圧指令値が整流器3の出力端子間の電圧より高い場合は、STEP4に進む。
なお、整流器3の出力端子間の電圧は、第1電圧検出器16と第2電圧検出器17が検出した電圧の和により求めることができる。
異常検知手段20は、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5にショート故障が生じているか否かを判定する。第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のショート故障を検知しなかった場合はSTEP5へ進み、検知したときはSTEP6へ進む。
ショート故障の検知手法については、後述の図3〜図5を用いて改めて説明する。
制御手段19は、第3双方向スイッチ8をON状態に制御し、整流器3の出力端子間の電圧が外部から与えられる電圧指令値になるように第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5のON/OFFを制御する。
(STEP6)
制御手段19は、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御する。これにより、交流直流変換装置は全波整流回路として動作することになる。
(STEP7)
異常報知手段21は、異常を報知する。
そのため、負荷15として、例えば空気調和機の圧縮機を駆動するためのインバータ回路などが接続されている場合は、圧縮機の運転範囲を制限することが好ましい。
次に、図2のSTEP4におけるショート故障検知手法の詳細を説明する。
第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5の正常時およびショート故障時における各部波形について、次の図3〜5を用いて詳細に説明する。
図4は、第1双方向スイッチ4にショート故障が生じ、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8が正常な場合における各部波形の一例である。
図5は、第2双方向スイッチ5にショート故障が生じ、第1双方向スイッチ4、第3双方向スイッチ8が正常な場合における各部波形の一例である。
この一例では、交流電源1の電圧としてAC200Vを印加し、負荷15として100W一定負荷を接続しているものとする。
また、(f)〜(i)において、整流器3の出力端子間の電圧も併記した。
STEP2の状態で、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8が正常なときは、図3(f)(g)のように、抵抗6の両端電圧および抵抗7の両端電圧には整流器3の出力端子間の電圧の1/2の電圧が現れる。
STEP2の状態で、第1双方向スイッチ4にショート故障が生じ、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8が正常なときは、図4(f)(g)のように交流電源1の電圧状態により、抵抗6の両端電圧と抵抗7の両端電圧に異なった電圧が現れる。
これは、交流電源1が正極性の場合で、交流電源1の電圧>抵抗7の両端電圧のときは、交流電源1→リアクタ2→第1双方向スイッチ4(ショート故障)→抵抗7→ダイオード3d→交流電源1の経路で電流が流れる状態が生じるためである。
即ち、このとき抵抗7の両端には、ほぼ交流電源1の電圧が印加されるので、抵抗7の両端電圧が抵抗6の両端電圧より高くなるのである。
そのため、抵抗6の両端には、ほぼ交流電源1の電圧が印加されるので、抵抗6の両端電圧が抵抗7の両端電圧より高くなる。
同様に、STEP2の状態で、第2双方向スイッチ5にショート故障が生じ、第1双方向スイッチ4、第3双方向スイッチ8が正常なときも、図5(f)(g)のように交流電源1の電圧状態により、抵抗6の両端電圧と抵抗7の両端電圧に異なった電圧が現れる。
しかし、コンデンサ9およびコンデンサ10の端子間電圧を検出したとしても、図3〜5の(h)(i)を見てわかるように、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5のショート故障の有無に関らず、コンデンサ9の端子間電圧とコンデンサ10の端子間電圧にはほとんど差異が生じていない。したがって、これらの端子間電圧に基づき第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のショート故障を検知するのは困難である。
また、異常検知手段20が第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のショート故障を判定する方法として、整流器3の出力端子間の電圧の1/2の値と、抵抗6の両端電圧もしくは抵抗7の両端電圧との差の絶対値が所定値以上になったときに、第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5にショート故障が生じていると判定してもよい。
異常検知手段20は、これを利用して、抵抗6と7の両端電圧の検出値に基づき、第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のショート故障を検知することができる。
これにより、他の素子等の2次破壊を防止することができる。
図6は、本発明の実施の形態2に係る交流直流変換装置の回路図である。
図6において、図1と同じ構成要素には同符号を付す。
4’は、図1における第1双方向スイッチ4と等価となる第1双方向スイッチ等価モジュールであり、ダイオード4a〜4dおよびスイッチング素子4eから構成されている。
5’は、図1における第2双方向スイッチ5と等価となる第2双方向スイッチ等価モジュールであり、ダイオード5a〜5dおよびスイッチング素子5eから構成されている。
スイッチング素子4eおよび5eは、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)で構成することができる。
始めに各双方向スイッチ等価モジュール内のスイッチング素子のショート故障について説明し、次に各双方向スイッチ等価モジュール内のダイオードのショート故障について説明する。
(1.1)全ての部品が正常な場合
第1双方向スイッチ等価モジュール4’、第2双方向スイッチ等価モジュール5’、および第3双方向スイッチ8が正常な場合における各部波形は、図3と同様な波形となる。
第1双方向スイッチ等価モジュール4’内のスイッチング素子4eが少なくともショート故障で、第2双方向スイッチ等価モジュール5’および第3双方向スイッチ8が正常な場合における各部波形は、図4と同様な波形となる。
第2双方向スイッチ等価モジュール5’内のスイッチング素子5eが少なくともショート故障で、第1双方向スイッチ等価モジュール4’および第3双方向スイッチ8が正常な場合における各部波形は、図5と同様な波形となる。
図7は、第1双方向スイッチ等価モジュール4’内のダイオード4aのみがショート故障で、第2双方向スイッチ等価モジュール5’および第3双方向スイッチ8が正常な場合における、各部波形の一例である。
制御手段19は、第1双方向スイッチ等価モジュール4’、第2双方向スイッチ等価モジュール5’、および第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御している。
また、この一例では、交流電源1の電圧としてAC200Vを印加し、負荷15として100W一定負荷を接続しているものとする。
また、(f)〜(i)においては、整流器3の出力端子間の電圧も記載している。
これは、交流電源1が負極性の場合で、交流電源1の電圧の絶対値>抵抗6の両端電圧のときは、交流電源1→ダイオード3b→抵抗6→ダイオード4b→ダイオード4a(ショート故障)→リアクタ2→交流電源1の経路で電流が流れる状態が生じることによる。
即ち、抵抗6の両端にほぼ交流電源1の電圧が印加されるので、抵抗6の両端電圧が抵抗7の両端電圧より高くなるのである。
したがって、制御手段19が第1双方向スイッチ等価モジュール4’、第2双方向スイッチ等価モジュール5’、および第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御しており、かつ抵抗6の両端電圧と抵抗7の両端電圧の差分の絶対値が所定値(例えば50V)以上あるときは、異常検知手段20は、第1双方向スイッチ等価モジュール4’または第2双方向スイッチ等価モジュール5’にショート故障が生じていると判定することができる。
しかし、コンデンサ9およびコンデンサ10の端子間電圧を検出したとしても、図3〜5(ただし、第1双方向スイッチ4の制御信号,第2双方向スイッチ5の制御信号をそれぞれ第1双方向スイッチ等価モジュール4’の制御信号、第2双方向スイッチ等価モジュール5’の制御信号と置き換える必要がある)の(h)(i)および図7の(h)(i)を見てわかるように、第1双方向スイッチ等価モジュール4’、第2双方向スイッチ等価モジュール5’のショート故障の有無に関らず、コンデンサ9の端子間電圧とコンデンサ10間の端子間電圧にはほとんど差異が生じていない。
したがって、これらの端子間電圧に基づき、第1双方向スイッチ等価モジュール4’または第2双方向スイッチ等価モジュール5’のショート故障を検知するのは困難である。
本発明の実施の形態3では、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8のショート故障およびオープン故障を検知する手法を説明する。
なお、本実施の形態3に係る交流直流変換装置の回路構成は、実施の形態1で説明した図1または実施の形態2で説明した図6と同様である。以下の説明では、図1の回路構成を用いる。
異常報知手段21は、異常検知手段20が第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8のショート故障もしくはオープン故障を検知したとき、異常を報知する。
図9の動作フローは、図2の動作フローにSTEP4a〜4cおよび5aを追加したものであり、その他のステップは図2と同様であるため、図2と同じステップには同じステップ番号を付す。
以下、図9の各ステップについて、図2と異なる点を中心に説明する。
STEP4で異常検知手段20が第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のショート故障を検知しなかった場合、制御手段19は、第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御したまま、第1双方向スイッチ4および第2双方向スイッチ5を片方ずつON状態に制御する。
異常検知手段20は、STEP4aの状態において、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5のオープン故障検知判定および第3双方向スイッチ8のショート故障判定を行う。
STEP4bで異常検知手段20が第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5のオープン故障、および第3双方向スイッチ8のショート故障を検知しなかった場合、制御手段19は、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8を一旦OFF状態に制御する。
制御手段19がSTEP5で第3双方向スイッチ8をON状態に制御し、整流器3の出力端子間の電圧が外部から与えられる電圧指令値になるように第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5のON/OFFを制御しているとき、異常検知手段20は第3双方向スイッチ8のオープン故障判定を行う。
第3双方向スイッチ8のオープン故障を検知しなかったときは、STEP5に戻る。
STEP4、4b、5aで第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8のショート故障もしくはオープン故障のいずれか少なくとも1つを検知した場合、制御手段19は、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御する。
次に、STEP4、4b、5aにおける故障検知手法について説明する。
STEP4における異常検知手段20の第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のショート故障判定方法は、実施の形態1の交流直流変換装置のときと同様である。
即ち、制御手段19が第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御しており、かつ抵抗6の両端電圧と抵抗7の両端電圧の差分の絶対値が所定値以上であるとき、異常検知手段20は第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5にショート故障が生じていると判定する。
制御手段19が第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御し、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5を片方ずつON状態に制御しているとき、抵抗6の両端電圧と抵抗7の両端電圧の差分の絶対値が所定値以上にならない場合は、異常検知手段20は第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5にオープン故障が生じていると判定する。
この手法を用いる理由について、以下に説明する。
また、制御手段19が第1双方向スイッチ4、第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御し、第2双方向スイッチ5をON状態に制御しており、かつ第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8が正常であるときは(図8の正常ケース)、抵抗6の両端電圧および抵抗7の両端電圧にはそれぞれ図5(f)(g)のような電圧が現れる。
また、制御手段19が第1双方向スイッチ4、第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御し、第2双方向スイッチ5をON状態に制御しており、かつ第2双方向スイッチ5がオープン故障で、第1双方向スイッチ4、第3双方向スイッチ8が正常であるときも(図8の故障ケース5)、抵抗6の両端電圧および抵抗7の両端電圧には、それぞれ図3(f)(g)のような電圧が現れる。
制御手段19が第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御し、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5を片方ずつON状態に制御しているとき、整流器3の出力端子間の電圧がSTEP4a前の電圧値より所定値以上高くなった場合、異常検知手段20は、第3双方向スイッチ8にショート故障が生じていると判定する。
この手法を用いる理由について、以下に説明する。
なお、整流器3の出力端子間の電圧は、第1電圧検出器16と第2電圧検出器17が検出した電圧の和により求めることができる。
そのため、整流器3の出力端子間の電圧は、STEP4a前の電圧値より高くなる。
制御手段19が第3双方向スイッチ8をON状態に制御し、整流器3の出力端子間の電圧が外部から与えられる電圧指令値になるように第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5をON/OFF制御している場合で、整流器3の出力端子間の電圧が外部から与えられる電圧指令値に達しないとき、異常検知手段20は、第3双方向スイッチ8にオープン故障が生じていると判定する。
この手法を用いる理由について、以下に説明する。
なお、整流器3の出力端子間の電圧は、第1電圧検出器16と第2電圧検出器17が検出した電圧の和により求めることができる。
そのため、整流器3の出力端子間の電圧が外部から与えられる電圧指令値に達しない。
なお、図8の故障ケース1、故障ケース2については、実施の形態1と同じく、STEP4にて検出することが可能である。
これにより、他の素子等の2次破壊を防止することができる。
本発明の実施の形態4では、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8のショート故障およびオープン故障を検知する他の手法を説明する。
なお、本実施の形態3に係る交流直流変換装置の回路構成は、実施の形態1で説明した図1または実施の形態2で説明した図6と同様である。以下の説明では、図1の回路構成を用いる。
異常報知手段21は、異常検知手段20が第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8のショート故障もしくはオープン故障を検知したとき、異常を報知する。
図10の動作フローは、図9の動作フローのSTEP4aと4bをそれぞれSTEP4a’と4b’に変更したものであり、その他のステップは図9と同様であるため、図9と同じステップには同じステップ番号を付す。
以下、図10の各ステップについて、図9と異なる点を中心に説明する。
制御手段19は、第3双方向スイッチ8をOFF状態に制御したまま、第1双方向スイッチ4および第2双方向スイッチ5を、電源電圧ゼロクロス検出回路18の出力に基づき電源電圧が正ピーク値および負ピーク値付近で片方ずつ所定時間(例えば500μs)のみON状態に制御する。
所定時間(例えば500μs)のみON状態としているのは、もし第3双方向スイッチ8がショート故障している状態で第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5を長時間ON状態に制御した場合、交流直流変換装置が倍電圧回路となり、整流器3の出力端子間に高電圧が印加されて各部品の負担となるからである。
本ステップでは、これを防ぐため、第1双方向スイッチ4および第2双方向スイッチ5を短時間のみONに制御することとした。
STEP4a’の状態において、制御手段19が第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5をON状態に制御している場合に、抵抗6の両端電圧と抵抗7の両端電圧の差分の絶対値が所定値以上にならないとき、異常検知手段20は、第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5にオープン故障が生じているか、もしくは第3双方向スイッチ8にショート故障が生じていると判定する。
次に、STEP4b’における故障検知手法について説明する。
図12は、第1双方向スイッチ4がオープン故障で、第2双方向スイッチ5、第3双方向スイッチ8が正常である場合(図8の故障ケース4)における各部波形の一例である。
図13は、第2双方向スイッチ5がオープン故障で、第1双方向スイッチ4、第3双方向スイッチ8が正常である場合(図8の故障ケース5)における各部波形の一例である。
図14は、第3双方向スイッチ8がショート故障で、第1双方向スイッチ4、第2双方向スイッチ5が正常である場合(図8の故障ケース3)の各部波形の一例である。
これらの一例では、交流電源1の電圧としてAC200Vを印加し、負荷15として100W一定負荷を接続しているものとする。
また、(f)〜(i)において、整流器3の出力端子間の電圧も記載している。
これは、第1双方向スイッチ4にオープン故障が生じているため、図12の前半区間で第1双方向スイッチ4をONするよう制御しても、第1双方向スイッチ4がONにならないことによる。
これは、第2双方向スイッチ5にオープン故障が生じているため、図13の後半区間で第2双方向スイッチ5をONするよう制御しても、第2双方向スイッチ5がONにならないことによる。
しかし、コンデンサ9およびコンデンサ10の端子間電圧を検出したとしても、図11〜14の(h)(i)を見てわかるように、第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のオープン故障もしくは第3双方向スイッチ8のショート故障が生じても、コンデンサ9の端子間電圧とコンデンサ10の端子間電圧にはほとんど差異が生じていない。
したがって、これらの端子間電圧に基づき、第1双方向スイッチ4または第2双方向スイッチ5のオープン故障、もしくは第3双方向スイッチ8のオープン故障を検知するのは困難である。
なお、図8の故障ケース1、故障ケース2については、実施の形態1と同じく、STEP4にて検出することが可能である。また、故障ケース6については、STEP5aにて検出することが可能である。
そのため、ショート故障やオープン故障を判定する際に各部品にかかる負担を抑えることができる。
(1)検出値の瞬時値と所定値を比較し、瞬時値が所定値を超えた時点で故障発生と判断する。
(2)検出バラツキを考慮して、所定期間内(例えば数十ms)に瞬時値が所定値を所定回数超えた時点で故障発生と判断する。
以上の実施の形態1〜4で説明した交流直流変換装置は、直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータに直流電圧を供給する装置として用いることができる。
また、その電動機を用いて、圧縮機を駆動する圧縮機駆動装置を構成し、さらにはその圧縮機を用いて冷媒を循環させる空気調和機を構成することもできる。
Claims (15)
- 交流電源にリアクタを介して接続される整流器と、
前記整流器の出力端子間に直列接続された抵抗で構成される直列抵抗回路と、
前記整流器の出力端子間に直列接続されたコンデンサで構成されるコンデンサ直列回路と、
前記整流器の一方の入力端子に一端が接続された第1双方向スイッチと、
前記整流器の他方の入力端子に一端が接続された第2双方向スイッチと、
一端が前記抵抗の接続点に接続され、他端が前記コンデンサの接続点に接続された第3双方向スイッチと、
前記第1双方向スイッチ、前記第2双方向スイッチ、および前記第3双方向スイッチの動作を制御する制御手段と、
前記整流器の出力端子正側に接続された前記抵抗の電圧、前記整流器の出力端子負側に接続された前記抵抗の電圧、前記整流器の出力端子間の電圧のうち少なくとも2つの電圧値を検出する電圧検出手段と、
前記第1双方向スイッチまたは前記第2双方向スイッチの少なくとも一方の故障を検知する異常検知手段と、
を備え、
前記第1双方向スイッチの他端および前記第2双方向スイッチの他端は前記抵抗の接続点に接続されており、
前記異常検知手段は、前記電圧検出手段の検出結果に基づき前記故障を検知する
ことを特徴とする交流直流変換装置。 - 前記異常検知手段は、
前記制御手段が、前記第1双方向スイッチ、前記第2双方向スイッチ、および前記第3双方向スイッチをOFF状態に制御している場合で、
前記整流器の出力端子正側に接続された前記抵抗の電圧と、前記整流器の出力端子負側に接続された前記抵抗の電圧との差分の絶対値が、所定値以上であるとき、
または、
前記整流器の出力端子間電圧の半分の電圧と前記抵抗の電圧との差分の絶対値が、所定値以上であるとき、
前記第1双方向スイッチまたは前記第2双方向スイッチにショート故障が生じていると判定する
ことを特徴とする請求項1記載の交流直流変換装置。 - 前記異常検知手段は、
前記電圧検出手段の検出結果に基づき、
前記第1双方向スイッチまたは前記第2双方向スイッチの少なくとも一方のオープン故障を検知する
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の交流直流変換装置。 - 前記制御手段は、
前記第3双方向スイッチをOFF状態に制御するとともに、
前記第1双方向スイッチまたは前記第2双方向スイッチをON状態に制御し、
前記異常検知手段は、
前記整流器の出力端子正側に接続された前記抵抗の電圧と、前記整流器の出力端子負側に接続された前記抵抗の電圧との差分の絶対値が、所定値以上にならないとき、
または、
前記整流器の出力端子間電圧の半分の電圧と前記抵抗の電圧との差分の絶対値が、所定値以上にならないとき、
前記オープン故障が生じていると判断する
ことを特徴とする請求項3記載の交流直流変換装置。 - 前記異常検知手段は、
前記電圧検出手段の検出結果に基づき、
前記第3双方向スイッチのショート故障を検知する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の交流直流変換装置。 - 前記制御手段は、
前記第3双方向スイッチをOFF状態に制御するとともに、
前記第1双方向スイッチおよび前記第2双方向スイッチを交互にON状態に制御し、
前記異常検知手段は、
前記整流器の出力端子正側に接続された前記抵抗の電圧と、前記整流器の出力端子負側に接続された前記抵抗の電圧との差分の絶対値が、
前記第1双方向スイッチおよび前記第2双方向スイッチが交互ON動作を開始する前後で所定値以上上昇したとき、
前記第3双方向スイッチにショート故障が生じていると判断する
ことを特徴とする請求項5記載の交流直流変換装置。 - 前記異常検知手段は、
前記電圧検出手段の検出結果に基づき、
前記第3双方向スイッチのオープン故障を検知する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の交流直流変換装置。 - 前記制御手段が、
前記整流器の出力端子間電圧が目標値になるように、
前記第3双方向スイッチをON状態に制御するとともに、
前記第1双方向スイッチおよび前記第2双方向スイッチをON/OFF制御しても、
前記整流器の出力端子間電圧が目標値に達しないとき、
前記異常検知手段は、
前記第3双方向スイッチにオープン故障が生じていると判断する
ことを特徴とする請求項7記載の交流直流変換装置。 - 前記交流電源の電圧ゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記ゼロクロス検出手段の検出結果に基づき前記交流電源の正負それぞれのピークを検出し、
前記第1双方向スイッチおよび前記第2双方向スイッチをそのピーク時のみONする
ことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の交流直流変換装置。 - 前記制御手段は、
前記異常検知手段が前記第1双方向スイッチ、前記第2双方向スイッチ、または前記第3双方向スイッチの故障を検知したとき、
前記第1双方向スイッチ、前記第2双方向スイッチ、および前記第3双方向スイッチをOFFにする
ことを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の交流直流変換装置。 - 前記異常検知手段の検知結果に基づき、前記第1双方向スイッチ、前記第2双方向スイッチ、または前記第3双方向スイッチの故障を報知する異常報知手段を備えた
ことを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の交流直流変換装置。 - 前記第1双方向スイッチおよび前記第2双方向スイッチは、
ダイオードとスイッチング素子を用いて構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の交流直流変換装置。 - 請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の交流直流変換装置と、
前記交流直流変換装置が出力する直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータと、
を備え、
前記電動機は圧縮機を駆動する
ことを特徴とする圧縮機駆動装置。 - 前記制御手段は、
前記異常検知手段が前記第1双方向スイッチ、前記第2双方向スイッチ、または前記第3双方向スイッチの故障を検知したとき、
前記第1双方向スイッチ、前記第2双方向スイッチ、および前記第3双方向スイッチをOFF状態に制御するとともに、
前記圧縮機の運転範囲を制限する
ことを特徴とする請求項13記載の圧縮機駆動装置。 - 請求項13または請求項14記載の圧縮機駆動装置により冷媒を循環させる
ことを特徴とする空気調和機。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008233280A JP4642101B2 (ja) | 2008-09-11 | 2008-09-11 | 交流直流変換装置、圧縮機駆動装置、空気調和機 |
ES09009378.2T ES2507082T3 (es) | 2008-09-11 | 2009-07-20 | Convertidor de CA/CC para un accionador de compresor y acondicionador de aire con un mecanismo de resolución de problemas para conmutadores bidireccionales defectuosos |
EP09009378.2A EP2164161B1 (en) | 2008-09-11 | 2009-07-20 | AC/DC converter for a compressor driver and air conditioner with a troubleshooting mechanism for faulty bidirectional switches |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008233280A JP4642101B2 (ja) | 2008-09-11 | 2008-09-11 | 交流直流変換装置、圧縮機駆動装置、空気調和機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010068642A true JP2010068642A (ja) | 2010-03-25 |
JP4642101B2 JP4642101B2 (ja) | 2011-03-02 |
Family
ID=41510787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008233280A Expired - Fee Related JP4642101B2 (ja) | 2008-09-11 | 2008-09-11 | 交流直流変換装置、圧縮機駆動装置、空気調和機 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2164161B1 (ja) |
JP (1) | JP4642101B2 (ja) |
ES (1) | ES2507082T3 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102948061A (zh) * | 2010-06-23 | 2013-02-27 | 住友重机械工业株式会社 | 注射成形机及电源再生转换器 |
JP2013093924A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | 直流電源装置、それを備えた電動機駆動装置、ならびにその電動機駆動装置を備えた空気調和機、洗濯機および洗濯乾燥機 |
JP2013172632A (ja) * | 2012-02-23 | 2013-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
JP2015070644A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-13 | 三菱電機株式会社 | 交流直流変換装置および圧縮機駆動装置ならびに空気調和機 |
US9628003B2 (en) | 2013-10-18 | 2017-04-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct current power supply device, motor driving device, air conditioner, and refrigerator |
US9692289B2 (en) | 2013-06-25 | 2017-06-27 | Mitsubishi Electric Corporation | DC power-supply device and refrigeration-cycle application device including the same |
CN107230968A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 发那科株式会社 | 电动机控制装置 |
WO2017179112A1 (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | コンバータおよびそれを用いた電力変換装置 |
US9816737B2 (en) | 2013-10-29 | 2017-11-14 | Mitsubishi Electric Corporation | DC power-supply device and refrigeration cycle device |
US9960703B2 (en) | 2013-09-06 | 2018-05-01 | Mitsubishi Electric Corporation | DC power-supply device and refrigeration-cycle application device including the same |
WO2022149321A1 (ja) * | 2021-01-07 | 2022-07-14 | 株式会社村田製作所 | スイッチングモジュール |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103986310B (zh) * | 2014-05-30 | 2017-07-14 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 变流器电路及其开路检测方法 |
FR3034924A1 (fr) * | 2015-04-07 | 2016-10-14 | St Microelectronics Tours Sas | Convertisseur alternatif-continu a limitation du courant d'appel |
CN106152658B (zh) * | 2015-04-10 | 2019-04-19 | 新昌县七星街道锦驰机械厂 | 交流电和光伏直流电两用电冰箱 |
CN113125872B (zh) * | 2019-12-31 | 2022-10-18 | 比亚迪股份有限公司 | 一种充放电电路的检测方法、检测系统、存储介质及车辆 |
US20230101287A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-03-30 | Carrier Corporation | Active converter for air conditioning systems |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63191881U (ja) * | 1987-05-26 | 1988-12-09 | ||
JP2004187391A (ja) * | 2002-12-03 | 2004-07-02 | Hitachi Ltd | 過電圧保護回路 |
JP2005110491A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | コンバータ回路及びモータ駆動装置 |
JP2005160214A (ja) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
JP2008022625A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 交流−直流変換装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008099512A (ja) | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源装置 |
-
2008
- 2008-09-11 JP JP2008233280A patent/JP4642101B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-07-20 ES ES09009378.2T patent/ES2507082T3/es active Active
- 2009-07-20 EP EP09009378.2A patent/EP2164161B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63191881U (ja) * | 1987-05-26 | 1988-12-09 | ||
JP2004187391A (ja) * | 2002-12-03 | 2004-07-02 | Hitachi Ltd | 過電圧保護回路 |
JP2005110491A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | コンバータ回路及びモータ駆動装置 |
JP2005160214A (ja) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
JP2008022625A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 交流−直流変換装置 |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102948061A (zh) * | 2010-06-23 | 2013-02-27 | 住友重机械工业株式会社 | 注射成形机及电源再生转换器 |
JP2013093924A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Mitsubishi Electric Corp | 直流電源装置、それを備えた電動機駆動装置、ならびにその電動機駆動装置を備えた空気調和機、洗濯機および洗濯乾燥機 |
JP2013172632A (ja) * | 2012-02-23 | 2013-09-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
US9692289B2 (en) | 2013-06-25 | 2017-06-27 | Mitsubishi Electric Corporation | DC power-supply device and refrigeration-cycle application device including the same |
US9960703B2 (en) | 2013-09-06 | 2018-05-01 | Mitsubishi Electric Corporation | DC power-supply device and refrigeration-cycle application device including the same |
JP2015070644A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-13 | 三菱電機株式会社 | 交流直流変換装置および圧縮機駆動装置ならびに空気調和機 |
US9628003B2 (en) | 2013-10-18 | 2017-04-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct current power supply device, motor driving device, air conditioner, and refrigerator |
US9816737B2 (en) | 2013-10-29 | 2017-11-14 | Mitsubishi Electric Corporation | DC power-supply device and refrigeration cycle device |
CN107230968A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 发那科株式会社 | 电动机控制装置 |
CN107230968B (zh) * | 2016-03-25 | 2019-04-16 | 发那科株式会社 | 电动机控制装置 |
WO2017179112A1 (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | コンバータおよびそれを用いた電力変換装置 |
JPWO2017179112A1 (ja) * | 2016-04-12 | 2018-11-22 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | コンバータおよびそれを用いた電力変換装置 |
US10630195B2 (en) | 2016-04-12 | 2020-04-21 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Converter and power conversion device using same |
WO2022149321A1 (ja) * | 2021-01-07 | 2022-07-14 | 株式会社村田製作所 | スイッチングモジュール |
JPWO2022149321A1 (ja) * | 2021-01-07 | 2022-07-14 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2164161A2 (en) | 2010-03-17 |
EP2164161A3 (en) | 2011-03-23 |
EP2164161B1 (en) | 2014-09-10 |
JP4642101B2 (ja) | 2011-03-02 |
ES2507082T3 (es) | 2014-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4642101B2 (ja) | 交流直流変換装置、圧縮機駆動装置、空気調和機 | |
JP4670582B2 (ja) | 双方向絶縁型dc/acインバータ | |
US20120275202A1 (en) | Series multiplex power conversion apparatus | |
JP5761425B2 (ja) | 過電圧保護回路、及びそれを備えた電力変換装置 | |
CN112134474A (zh) | 半导体装置 | |
JP2009089490A (ja) | 電源異常検出回路 | |
JP2010252536A (ja) | インバータ装置及びその故障診断方法 | |
JP4679477B2 (ja) | モータ駆動装置 | |
AU2019245978A1 (en) | Power source quality management system and air conditioning apparatus | |
JP5678860B2 (ja) | 交流直流変換器 | |
JP4869284B2 (ja) | 交流直流変換装置、並びにこの交流直流変換装置を用いた圧縮機駆動装置、圧縮機及び空気調和機 | |
JP2009261077A (ja) | 交流直流変換装置および圧縮機駆動装置並びに空気調和機 | |
JP6543872B2 (ja) | 制御装置、制御方法及びプログラム | |
JP5115440B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2008187874A (ja) | 三相交流電源の欠相検出装置 | |
WO2016135889A1 (ja) | モータ駆動制御装置及び空気調和機 | |
KR102060068B1 (ko) | 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기 | |
CN112715001A (zh) | 直流电源装置、马达驱动装置、送风机、压缩机以及空气调节机 | |
JP4839704B2 (ja) | 交流交流電力変換器 | |
JP2012042316A (ja) | インバータ装置 | |
JP2007252170A (ja) | 電動機駆動装置 | |
KR20190019289A (ko) | 전력 변환 장치와 그 제어방법 및 전력 변환 장치를 포함하는 공기 조화기 | |
JP2015070644A5 (ja) | ||
JP2018133849A (ja) | 並列インバータ装置 | |
JP6682003B2 (ja) | 電力変換装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100510 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101025 |
|
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: 20101102 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101130 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4642101 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210 Year of fee payment: 3 |
|
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 |
|
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 |