JP2011239642A - 電源検査装置、電源検査方法、電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電源検査装置は、入力される三相交流電圧を整流する整流素子を含む整流回路と、整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、を備える電源装置の整流回路及びコンデンサからの出力電流を測定する測定部と、測定部の測定結果に基づいて、出力電流の交流成分を検出する交流検出部と、交流検出部の検出結果に基づいて、整流素子が三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部と、を備える。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施形態である直流電源装置10の構成例を示す図である。直流電源装置10は、例えば電気所(不図示)に設けられ、入力される三相交流電圧から、継電器等(不図示)を動作させるための電源を生成する装置であり、電源供給装置20、変流器21、及び検査装置22を含んで構成される。
ここで、電源供給装置20の構成について説明する。整流回路30は、入力される三相交流電圧Vr,Vs,Vtを整流して出力する回路であり、サイリスタ50〜52、ダイオード60〜62を含んで構成される。なお、サイリスタ50〜52、ダイオード60〜62はいわゆるブリッジ回路を構成する。
ここで、サイリスタ50〜52の点弧角が180度の際に、整流回路30に含まれる整流素子の全てが正常である場合と、整流素子の何れか一つが例えば開放故障している場合の電源供給装置20の動作を説明する。なお、ここでは電源供給装置20は、負荷として接続された継電器(不図示)の内部に含まれる抵抗(不図示)に電源を供給することとする。つまり、本実施形態では、配電用遮断器42,43の間には、等価的に抵抗負荷が接続されていることになる。
図2は、サイリスタ50〜52の点弧角が180度であり、整流回路30に含まれる整流素子の全てが正常である場合の電源供給装置20の主要な波形を説明するための図である。なお、時刻t0〜t6までの期間は、三相交流電圧Vr,Vs,Vtの夫々の1周期の期間である。
図3は、サイリスタ50〜52の点弧角が180度であり、例えば、サイリスタ51が開放故障している場合の電源供給装置20の主要な波形を説明するための図である。なお、サイリスタ50,52は、図2を用いて説明した場合と同様に動作する。つまり、三相交流電圧Vrが最も高くなる時刻t0〜t2までの期間と、三相交流電圧Vtが最も高くなる時刻t4〜t6までの期間とにおける出力電圧Voutは、図2と同様に変化するため詳細な説明は省略する。
図4は、サイリスタ50〜52の点弧角が90度であり、整流回路30に含まれる整流素子の全てが正常である場合の電源供給装置20の主要な波形を説明するための図である。なお、時刻t10〜t16までの期間は、三相交流電圧Vr,Vs,Vtの夫々の1周期の期間である。
図5は、サイリスタ50〜52の点弧角が90度で制御される際に、サイリスタ51が開放故障している場合の電源供給装置20の主要な波形を説明するための図である。なお、サイリスタ50,52の動作は図4で示した場合と同様であるためここでは省略する。
ここで、図1及び図6を参照しつつ、コンデンサ31の容量値が経年変化等により低下した場合の出力電流Ioutの変化について説明する。
コンデンサ31の容量値が経年変化等により低下すると、コンデンサ31のインピーダンスは増加するため、出力電流Ioutのリップル電流は、コンデンサ31に流れにくくなる。このため、コンデンサ31の容量値が低下すると、出力電流Ioutのリップル電流は増加する。なお、リップル電流の振幅レベルは、コンデンサ31の容量値の低下に応じて増加する。
図7は、前述した各場合における出力電流Ioutの特性をまとめた図である。図7において、“基本波”とは、出力電流Ioutのうち、三相交流電圧Vrの周波数で変化する電流を意味し、“2次”とは、出力電流Ioutのうち、三相交流電圧Vrの周波数の2倍の周波数で変化する電流(以下、第2高調波電流とする)を意味する。さらに、“3次”とは、出力電流Ioutのうち、三相交流電圧Vrの周波数の3倍の周波数で変化する電流(以下、第3高調波電流とする)を意味し、“6次”とは、出力電流Ioutのうち、三相交流電圧Vrの周波数の6倍の周波数で変化する電流(以下、第6高調波電流とする)を意味する。また、“増加”とは、対象となる電流の振幅レベルが増加することを意味し、“小”とは、対象となる電流の振幅レベルの変化が小さいことを意味する。
ここで、図1に示す検査装置22の詳細について説明する。検査装置22は、出力電流Ioutに基づいて、整流回路30、コンデンサ31、制御装置33の異常の有無を検査する。
ここで、図9を参照しつつ、検査装置22が直流電源装置10に異常があるか否かを検査する処理の一例を説明する。検査装置22は、例えば所定周期ごとに図9に示した処理を実行することとする。また、図9に示すフローチャートの処理の主体はマイコン82が実現する各機能ブロックである。
20 電源供給装置
21 変流器
22 検査装置
30 整流回路
31 コンデンサ
32 蓄電池
33 制御装置
35,36 電源線
40〜45 配電用遮断器
50〜52 サイリスタ
60〜62 ダイオード
80 ADコンバータ
81 記憶装置
82 マイコン
83 インターフェース回路
84 表示器
90 直流検出部
91 交流検出部
92 判定部
93 処理部
Claims (11)
- 入力される三相交流電圧を整流する整流素子を含む整流回路と、前記整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、を備える電源装置の前記整流回路及び前記コンデンサからの出力電流を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の交流成分を検出する交流検出部と、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする電源検査装置。 - 請求項1に記載の電源検査装置であって、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の直流成分を検出する直流検出部を更に備え、
前記判定部は、
前記直流検出部で検出された前記出力電流の直流成分と、前記交流検出部で検出された前記出力電流の交流成分との比に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定すること、
を特徴とする電源検査装置。 - 請求項2に記載の電源検査装置であって、
前記電源装置は、
前記出力電流が供給されると充電される蓄電池を更に備え、
前記交流検出部は、
前記蓄電池の充電電圧が第1レベルから第2レベルへと上昇している間の前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の交流成分を検出し、
前記直流検出部は、
前記充電電圧が前記第1レベルから前記第2レベルへと上昇している間の前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の直流成分を検出すること、
を特徴とする電源検査装置。 - 請求項1に記載の電源検査装置であって、
前記整流回路は全波整流回路であり、
前記交流検出部は、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流のうち、前記三相交流電圧の何れか一相の電圧の周波数に応じた周波数の電流を検出し、
前記判定部は、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定すること、
を特徴とする電源検査装置。 - 請求項4に記載の電源検査装置であって、
前記電源装置は、
前記出力電流が供給されると充電される蓄電池を更に備え、
前記交流検出部は、
前記蓄電池の充電電圧が第1レベルから第2レベルへと上昇している間の前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流のうち、前記何れか一相の電圧の周波数に応じた周波数の電流を検出すること、
を特徴とする電源検査装置。 - 請求項4または請求項5に記載の電源検査装置であって、
前記交流検出部は、
前記出力電流のうち、前記何れか一相の電圧の周波数で変化する電流を検出し、
前記判定部は、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するかを判定すること、
を特徴とする電源検査装置。 - 請求項4または請求項5に記載の電源検査装置であって、
前記交流検出部は、
前記出力電流のうち、前記何れか一相の電圧の周波数の6倍の周波数で変化する電流を検出し、
前記判定部は、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記コンデンサの容量値が所定の値であるかを判定すること、
を特徴とする電源検査装置。 - 請求項6に記載の電源検査装置であって、
前記全波整流回路は、前記整流素子としてサイリスタを含み、
前記電源装置は、前記電源装置から出力される出力電圧が所定の電圧となるよう、前記出力電圧に基づいて前記サイリスタを制御する制御装置を更に備え、
前記交流検出部は、
前記出力電流のうち、前記何れか一相の電圧の周波数で変化する電流と、前記何れか一相の電圧の周波数の2倍の周波数で変化する電流と、のうち少なくとも何れか一方を検出し、
前記判定部は、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するかを判定すること、
を特徴とする電源検査装置。 - 請求項7に記載の電源検査装置であって、
前記全波整流回路は、前記整流素子としてサイリスタを含み、
前記電源装置は、前記電源装置から出力される出力電圧が所定の電圧となるよう、前記出力電圧に基づいて前記サイリスタを制御する制御装置を更に備え、
前記交流検出部は、
前記出力電流のうち、前記何れか一相の電圧の周波数の3倍の周波数で変化する電流と、前記何れか一相の電圧の周波数の6倍の周波数で変化する電流と、のうち少なくとも何れか一方を検出し、
前記判定部は、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記コンデンサの容量値が所定の値であるかを判定すること、
を特徴とする電源検査装置。 - 入力される三相交流電圧を整流する整流素子を含む整流回路と、前記整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、を備える電源装置の前記整流回路及び前記コンデンサからの出力電流を測定し、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の交流成分を検出し、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定すること、
を特徴とする電源検査方法。 - 入力される三相交流電圧から出力電圧を生成する電源装置であって、
前記三相交流電圧を整流する整流素子を含む整流回路と、
前記整流回路の出力を平滑化して前記出力電圧を生成するコンデンサと、
前記整流回路及び前記コンデンサからの出力電流を測定し、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する検査装置と、
を備え、
前記検査装置は、
前記出力を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の交流成分を検出する交流検出部と、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部と、
を含むことを特徴とする電源装置。
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JPH089647A (ja) * | 1994-06-17 | 1996-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置、交直変換装置および周波数変換装置 |
JPH11215808A (ja) * | 1998-01-29 | 1999-08-06 | Toshiba Fa Syst Eng Corp | 電源装置 |
JP2001275247A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-05 | Nissin Electric Co Ltd | 素子故障検出装置 |
JP2010043959A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Mitsubishi Electric Corp | 電源保護装置、それを備えた冷凍空調装置、洗濯機及び電気掃除機、並びに、電源保護方法 |
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