JP2012257397A

JP2012257397A - 電力変換装置

Info

Publication number: JP2012257397A
Application number: JP2011129114A
Authority: JP
Inventors: kenichi Higaki; 謙一檜垣
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-27
Also published as: CN102820768A

Abstract

【課題】直流電源部と、所望の直流電力又は交流電力に変換して負荷に供給する出力電源部と、この直流電源部と出力電源部との接続径路に挿設される電流遮断手段とから構成されてなる好適な電力変換装置を提供する。
【解決手段】直流電源部１０では交流電源１の交流電圧を整流回路１１により整流電圧に変換して出力し、出力電源部２０では平滑コンデンサ２１により前記整流電圧が平滑され、この平滑されてなる直流電圧を入力とする電力変換回路としてのインバータ回路２２により、所望の振幅・周波数の三相交流電圧に変換して電動機３に出力する電力変換装置において、直流電源部１０の出力電圧と出力電源部２０の入力電圧とを監視する１組の電圧監視手段４０を備えることにより、感電等の危険状態を回避するため、電流遮断手段３０が遮断動作をしたときにも、直流電源部１０に交流電源１からの電圧が印加されているか否かを容易に確認することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は直流電源部と、電力変換回路などからなり所望の直流電力又は交流電力に変換して負荷に供給する出力電源部と、この直流電源部と出力電源部との接続径路に挿設される電流遮断手段とから構成される電力変換装置に関する。

電力変換装置内部の直流電圧を平滑する平滑コンデンサの充電放電を確認するため、発光ダイオード素子と抵抗素子との直列接続回路を平滑コンデンサの両端に並列接続し、この平滑コンデンサに電荷が蓄積されていることを発光ダイオード素子の点灯状態により警告することが知られている（例えば特許文献１参照）。

図３は、この種の電力変換装置の従来例を示す回路構成図である。

この図において、１は商用電源などの交流電源、２は直流電源部１０と出力電源部２０と電流遮断手段３０と電圧監視回路３１とからなる電力変換装置、３は電力変換装置２から給電される負荷としての誘導電動機などの電動機である。

この電力変換装置２の直流電源部１０では交流電源１の交流電圧を、例えば図示の如く２相ダイオードブリッジ構成の整流回路１１により整流電圧に変換して出力している。

一方、電力変換装置２の出力電源部２０では、図示の電解コンデンサからなる平滑コンデンサ２１により前記整流電圧が平滑され、この平滑されてなる直流電圧を入力として、例えば図示のトランジスタとダイオードの逆並列回路を３相ブリッジ接続にした構成の電力変換回路としてのインバータ回路２２により、所望の振幅・周波数の三相交流電圧に変換して電動機３に出力している。

また、電力変換装置２の電流遮断手段３０は、例えば電流遮断型ヒューズからなり、図示の如く直流電源部１０と出力電源部２０との間に挿設され、インバータ回路２２や電動機３での何らかの要因の不具合によって電力変換装置２に生ずる恐れがある過電流状態により、その内部が損傷するのを回避するために、この過電流状態のときに前記ヒューズを溶断させる動作を行うものである。

さらに、電力変換装置２の電圧監視手段３１は、図示の如く出力電源部２０の入力側に設置され、例えば発光ダイオード素子と抵抗素子の直列接続回路からなり、電力変換装置２内部に電圧が印加されていることを前記発光ダイオードの点灯状態でユーザに知らせるために備えている。

特開２００９−５５６５０号公報（図２等）

通常、電圧監視手段３１は、平滑コンデンサ２１に蓄積された電荷により電力変換装置２内部に電圧が印加されていることをユーザに知らせるのを主目的としていることから、例えば発光ダイオード素子と抵抗素子との直列接続回路からなる電圧監視手段３１は平滑コンデンサ２１の両端に並列接続されている。

図３に示した従来の電力変換装置２において、上述の過電流状態に陥ったときに電流遮断手段３０を形成する電流遮断型ヒューズを溶断させる動作に伴って、平滑コンデンサ２１の蓄積された電荷が徐々に放出され、やがて、電圧監視手段３１を形成する発光ダイオード素子が消灯する。しかしながら、このとき、感電などの危険な状態を回避するため、直流電源部１０に交流電源１からの電圧が印加されているか否かを、この電力変換装置２では目視により確認ができないという問題点があった。

この発明の目的は、上記問題点を解決した電力変換装置を提供することにある。

この第１の発明は、直流電源部と、電力変換回路などからなり所望の直流電力又は交流電力に変換して負荷に供給する出力電源部と、この直流電源部と出力電源部との接続径路に挿設される電流遮断手段とから構成される電力変換装置において、
前記直流電源部から前記電流遮断部への通流径路の電圧と、該電流遮断部から前記出力電源部への通流径路の電圧とを監視する１組の電圧監視手段を備えたことを特徴とする。

また第２の発明は、前記電力変換装置において、
前記電流遮断手段の両端の端子電圧を監視する１組の電圧監視手段を備えたことを特徴とする。

さらに第３の発明は、前記第１又は第２の発明の電力変換装置において、
前記電圧監視手段は、オア結合ダイオード素子と抵抗素子と発光ダイオード素子との直列接続回路からなることを特徴とする。

この発明によれば、電力変換装置の直流電源部から前記電流遮断部への通流径路の電圧および該電流遮断部から前記出力電源部への通流径路の電圧、または電流遮断手段の両端の端子電圧を監視する１組の電圧監視手段を備えた回路構成にすることにより、前記電流遮断手段による遮断動作の有無に拘らず、単一の電圧監視手段により電力変換装置内部に電圧が印加されているか否かを確認することができる。

この発明の実施の形態を示す回路構成図この発明の実施例を示す回路構成図従来例を示す回路構成図

図１は、この発明の実施の形態を示す回路構成図であり、図３に示した従来の回路構成と同一機能を有するものには同一符号を付して、ここではその説明を省略する。

すなわち、図１に示した電力変換装置５が図３に示した電力変換装置２と異なる点は、電圧監視回路３１が省略され、新たに電圧監視回路４０を備えていることである。

この電力変換装置５では、直流電源部１０から電流遮断部３０への通流径路の電圧と、電流遮断部３０から出力電源部２０への通流径路の電圧とを監視する１組の電圧監視手段４０を備えた回路構成にすることにより、感電などの危険な状態を回避するため、電流遮断手段３０が遮断動作をしたときにも、直流電源部１０に交流電源１からの電圧が印加されているか否かを容易に確認することができる。

図１に示した電力変換装置５では整流回路１１を２相ダイオードブリッジ構成で示したが、３相ダイオードブリッジ構成にすると共に交流電源１を３相出力にしてもよく、また、交流電源１を蓄電池設備などの直流電源設備に変えると共に直流電源部１０にチョッパ回路などを用いて所望の直流電圧に昇降圧して出力する回路構成でもよい。さらに、出力電源部２０のインバータ回路２２に代えて、チョッパ回路などを用いて所望の直流電圧に昇降圧して負荷に給電する回路構成でもよい。

なお、上述のように直流電源１０や出力電源２０の内部構成が図１の構成とは異なるときには、直流電源部１０から電流遮断部３０への通流径路の電圧又は電流遮断部３０から出力電源部２０への通流径路の電圧には回り込み電圧が現れることも考えられる。その結果、電圧監視手段４０が誤動作をする恐れがあるので、この誤動作などを回避するためには、電流遮断部３０の両端の端子電圧それぞれを、直接、電圧監視手段４０により監視する回路構成にするのが好適である。

図２は、この発明の実施例を示す回路構成図であり、図１に示した回路構成と同一機能を有するものには同一符号を付している。

すなわち、図２に示した電力変換装置５ａでは、直流電源部１０から電流遮断部３０への通流径路の電圧と、電流遮断部３０から出力電源部２０への通流径路の電圧とを監視する、図示の如く２個のダイオード素子のカソード側を互いに接続した、すなわち、オア結合ダイオード素子４１と、抵抗素子４２と、発光ダイオード素子４３との直列接続回路を用いた１組の安価で且つ回路電源が不要な電圧監視手段４０ａを備えた回路構成にすることにより、インバータ回路２２や電動機３での何らかの要因の不具合に起因して電力変換装置５ａが過電流状態に陥って、例えば電流遮断型ヒューズからなる電流遮断手段３０のヒューズが溶断したときにも、感電などの危険な状態を回避するため、直流電源部１０に交流電源１からの電圧が印加されているか否かを発光ダイオード素子４３の点灯状態でユーザに知らせることが可能になり、従って、目視により容易に確認することができる。

図２に示した電力変換装置５ａでは整流回路１１を２相ダイオードブリッジ構成で示したが、３相ダイオードブリッジ構成にすると共に交流電源１を３相出力にしてもよく、また、交流電源１を蓄電池設備などの直流電源設備に変えると共に直流電源部１０にチョッパ回路などを用いて所望の直流電圧に昇降圧して出力する回路構成でもよい。さらに、出力電源部２０のインバータ回路２２に代えて、チョッパ回路などを用いて所望の直流電圧に昇降圧して負荷に給電する回路構成でもよい。

なお、上述のように直流電源１０や出力電源２０の内部構成が図２の構成とは異なるときには、直流電源部１０から電流遮断部３０への通流径路の電圧又は電流遮断部３０から出力電源部２０への通流径路の電圧には回り込み電圧が現れることも考えられる。その結果、電圧監視手段４０ａが誤動作をする恐れがあるので、この誤動作などを回避するためには、電流遮断部３０の両端の端子電圧それぞれを、直接、電圧監視手段４０ａにより監視する回路構成にするのが好適である。

１…交流電源、２…電力変換装置、３…電動機、５，５ａ…電力変換装置、１０…直流電源部、１１…整流回路、２０…出力電源部、２１…平滑コンデンサ、２２…インバータ回路、３０…電流遮断手段、３１，４０，４０ａ…電圧監視手段、４１…オア結合ダイオード素子、４２…抵抗素子、４３…発光ダイオード素子。

Claims

直流電源部と、電力変換回路などからなり所望の直流電力又は交流電力に変換して負荷に供給する出力電源部と、この直流電源部と出力電源部との接続径路に挿設される電流遮断手段とから構成される電力変換装置において、
前記直流電源部から前記電流遮断部への通流径路の電圧と、該電流遮断部から前記出力電源部への通流径路の電圧とを監視する１組の電圧監視手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。
直流電源部と、電力変換回路などからなり所望の直流電力又は交流電力に変換して負荷に供給する出力電源部と、この直流電源部と出力電源部との接続径路に挿設される電流遮断手段とから構成される電力変換装置において、
前記電流遮断手段の両端の端子電圧を監視する１組の電圧監視手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。
請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置において、
前記電圧監視手段は、オア結合ダイオード素子と抵抗素子と発光ダイオード素子との直列接続回路からなることを特徴とする電力変換装置。