JP2010148326A - 電源回路の故障検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】永久磁石同期発電機2の出力端子に交流入力端子を接続するとともに、直流出力端子を直列にして負荷に接続した複数の整流装置3,7と、この整流装置の直流出力端子電圧を検出して出力する複数の電圧検出器9,10と、この電圧検出器から出力された電圧検出信号を入力し、その差分が予め設定された値よりも大きいとき、複数の電源回路のいずれかに故障が発生したのかを判定する判定手段13とを備えた。
【選択図】図1
Description
図6において、1は風車等の原動機、2はこの原動機1によって駆動される永久磁石同期発電機等の発電機である。3は整流装置であって、ダイオード3−1〜3−6を三相ブリッジ接続して構成されており、交流入力端子を前記永久磁石同期発電機2の電機子巻線(固定子巻線)の出力端子に接続されている。4はこの整流装置3の直流出力端子に接続され、リアクトル4−1および平滑コンデンサ4−2を備えたフィルタ回路である。なお、リアクトル12は省略される場合もある。5はこのフィルタ回路4から出力された直流電圧が供給される負荷である。この負荷5は抵抗負荷やインバータ等の直流電力を電源とする負荷を示す。
図1は本発明の第1の実施形態を示す電源回路の故障検出装置の構成図であり、図2は図1に示した回路の波形図である。
図1において、原動機1〜負荷5までの部品については図6で説明したものと同じ構成要素であるため、説明は省略する。なお、説明の便宜上、整流装置3を第1の整流装置3と称し、フィルタ回路4を第1のフィルタ回路4と称する。
図2において、(a)は第1の電圧検出器9から出力される電圧信号V9を、(b)は第2の電圧検出器10から出力される電圧信号V10を、(c)は減算器11から出力される差分電圧αを、(d)は絶対値回路12から出力される絶対値信号βおよび設定信号Aを、そして(e)は判定回路13から出力される判定信号Bをそれぞれ示す。
図3は本発明の第2の実施形態を示す電源回路の故障検出装置の構成図である。なお、作用を説明するための波形図は前掲の図2を参照する。
図3において、第2の実施形態が図1の実施形態と異なる点は、永久磁石同期発電機2および変圧器6に替えて、永久磁石同期発電機2Aを設けた点にある。この永久磁石同期発電機2Aは図示していないが出力電圧が互いに等しい2つの電機子巻線(固定子巻線)を備えている。
本実施形態における第1の電圧検出器9から判定回路13までの波形図は第1の実施形態の場合と同じ図2のとおりである。すなわち、電源回路の正常状態では第1の整流装置3および第2の整流装置7に入力される交流入力電圧は等しいので、第1の電圧検出器9からの電圧信号V9および第2の電圧検出器10からの電圧信号V10の大きさはほぼ等しく、しかもこれらの電圧信号V9、V10は脈動分を有しており、減算器11から出力される差分電圧α(V9−V10=α)、絶対値回路12の出力β(β=|α|)、判定回路13の各出力は図2の場合と同じである。
図4は本発明の第3の実施形態を示す電源回路の故障検出装置の構成図であり、図5は図4に示した回路の波形図である。
図4において、本実施形態が図1の実施形態と異なる点は、減算器11の出力である差分電圧α(V9−V10=α)をゼロ値「0」と比較して出力する判定回路14、この判定回路14の出力Cの極性を反転して出力する否定回路15、この判定回路13の出力Bおよび否定回路15の出力の論理積を演算して出力する論理積回路16および判定回路13の出力Bおよび判定回路14の出力Cの論理積を演算して出力する論理積回路17を付加した点にある。その他の回路構成は図1に示す第1の実施形態と同じであるので説明を省略する。なお説明の便宜上、13を第1の判定回路、14を第2の判定回路、16を第1の論理積回路、17を第2の論理積回路とそれぞれ称する。
図5(a)〜図5(e)までは図2と同じなので説明を省略する。
図5(f)は第2の判定回路14の出力Cを、図5(g)は否定回路15の出力Dを、図5(h)は第1の論理積回路16の出力Eを、そして図5(i)は第2の論理積回路17の出力Fをそれぞれ示す。
第1の実施形態の場合と同じように、時刻t1で第1の整流装置3のダイオード3−1に開放故障(整流アームが非導通状態となる故障)が発生したとすると、時刻t2およびt3で第1の比較器13の出力Bが真(“1”)となり、このとき第2の比較器14の出力Cは「偽」(“0”)なので否定回路15の出力Dは真(“1”)となる。
このようにして、第1の論理積回路16による出力によって、第1の整流装置3側の回路に故障が生じたことが警報される。
第2の整流装置7側に故障が発生した場合は、減算器11から出力される差分電圧α(V9−V10=α)は図5(c)の場合と比べて逆極性になるので、第2の判定回路14の出力Dも図5(f)とは逆極性となる。
なお、第1および第3の実施形態では、変圧器6の二つの出力巻線6−1、6−2の出力電圧は電源回路の正常状態において等しいものとして説明したが、出力巻線6−1、6−2の出力電圧は電源回路の正常状態において等しくなくてもよい。この場合には、第1の電圧検出器9および第2の電圧検出器10の分圧抵抗器を調整することによって、電源回路の正常状態検出電圧V9およびV10をほぼ等しくなるように調整すればよい。要は、電源回路の正常状態で減算器11に入力される電圧がほぼ等しければよい。
Claims (6)
- 永久磁石同期発電機の出力端子側に直接または間接的に交流入力端子を接続するとともに、直流出力端子を直列にして負荷に接続した複数の整流装置と、
前記複数の整流装置の直流出力端子電圧をそれぞれ検出して出力する複数の電圧検出器と、
前記各電圧検出器から出力された電圧検出信号を入力し、その差分が予め設定された値よりも大きいとき、前記複数の電源回路のいずれかに故障が発生したことを判定する判定手段を備えたことを特徴とする電源回路の故障検出装置。 - 永久磁石同期発電機の1つの出力端子に入力巻線を接続するとともに複数の出力巻線を備えた変圧器と、
前記変圧器の各出力巻線に交流入力端子をそれぞれ接続するとともに、直流出力端子を直列にして負荷に接続した複数の整流装置と、
前記複数の整流装置の直流出力端子電圧をそれぞれ検出して出力する複数の電圧検出器と、
前記各電圧検出器から出力された電圧検出信号を入力し、その差分が予め設定された値よりも大きいとき、前記複数の電源回路のいずれかに故障が発生したことを判定する判定手段を備えたことを特徴とする電源回路の故障検出装置。 - 複数の電機子巻線を備え、各電機子巻線の出力端子から交流電圧を出力する永久磁石同期発電機と、
前記永久磁石同期発電機の各電機子巻線の出力端子に交流入力端子をそれぞれ接続するとともに、直流出力端子を直列にして負荷に接続した複数の整流装置と、
前記複数の整流装置の直流出力端子電圧をそれぞれ検出して出力する複数の電圧検出器と、
前記各電圧検出器から出力された電圧検出信号を入力し、その差分が予め設定された値よりも大きいとき、前記複数の電源回路のいずれかに故障が発生したことを判定する判定手段を備えたことを特徴とする電源回路の故障検出装置。 - 前記判定手段は前記各電圧検出器から出力された電圧検出信号を入力し、その差分を演算して出力する減算部と、前記減算部から出力された差分電圧の絶対値および予め設定された比較信号を入力し、差分電圧の絶対値が前記比較信号よりも大きいとき、出力を生じるように構成されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電源回路の故障検出装置。
- 前記判定手段に加えて、前記減算部から出力された差分電圧を入力し、当該差分電圧の極性を判定する第2の判定手段と、前記判定手段の出力および前記第2の判定手段の反転出力との論理積を演算して電源回路の故障検出を行う第1の論理積手段と、前記判定手段の出力および前記第2の判定手段の出力との論理積を演算して電源回路の故障検出を行う第2の論理積手段とを設けたことを特徴とする請求項4に記載の電源回路の故障検出装置。
- 前記複数の整流装置の直流出力端子に、整流電圧を平滑して出力するフィルタ回路をそれぞれ接続し、各フィルタ回路の出力側に前記電圧検出器をそれぞれ接続したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電源回路の故障検出装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014027824A (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Hitachi Ltd | 発電システム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH1080143A (ja) * | 1996-07-09 | 1998-03-24 | Hitachi Ltd | ダイオード整流回路 |
JP2005341671A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Honda Motor Co Ltd | 可搬型発電機 |
JP2007500498A (ja) * | 2003-05-13 | 2007-01-11 | ニューエージ インターナショナル リミテッド | 電力供給システムおよびそのシステム向け永久磁石発電機 |
-
2008
- 2008-12-22 JP JP2008325843A patent/JP4899109B2/ja active Active
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