JP2015023601A - Power conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device that shortens a discharge time by controlling on/off switching elements of an inverter circuit.SOLUTION: An inverter section 10 of the power conversion device includes: switching elements Q1, Q2, Q3 and Q4 connected in series from a positive input section to a negative input section of a DC power supply smoothed by smoothing capacitors C1, C2; resistors R3 and R4 connected in parallel with the switching elements Q2 and Q3, respectively; and a control section connected to respective gate terminals of the switching elements Q1-Q4 to control on/off the four switching elements individually. The control section turns on the switching elements Q1 and Q4 and turns off the switching elements Q2 and Q3 to discharge charges stored in the smoothing capacitors C1, C2 via the resistors R3, R4 as well as via resistors R1, R2.

Description

本発明の実施形態は、電力変換装置内部の平滑コンデンサの放電時間を短縮できる電力変換装置に適用する。   Embodiment of this invention is applied to the power converter device which can shorten the discharge time of the smoothing capacitor inside a power converter device.

通常、インバータ装置又はコンバータ装置などの電力変換装置には、装置内部の平滑コンデンサに残留した電荷を放電させるための放電回路が備えられている。この放電回路は、保守などで装置内部を点検・修理する際の人体への感電を防止するためのものである。   Usually, a power conversion device such as an inverter device or a converter device is provided with a discharge circuit for discharging electric charge remaining in a smoothing capacitor inside the device. This discharge circuit is for preventing an electric shock to the human body when the inside of the apparatus is inspected and repaired for maintenance or the like.

この放電回路は、平滑コンデンサの残留電荷を放電し、平滑コンデンサの残留電圧を規定時間(例えば、10[min])内に人体に悪影響を及ぼさない程度の規定の安全電圧(例えば50[V])まで低下させている。上記平滑コンデンサの残留電圧を低下させる方法として外部に設けた放電回路を用いて放電する方法あるいは、残留電圧に応じて放電電流を制限する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   This discharge circuit discharges the residual charge of the smoothing capacitor, and a specified safety voltage (for example, 50 [V]) that does not adversely affect the human body within a specified time (for example, 10 [min]). ). As a method of reducing the residual voltage of the smoothing capacitor, a method of discharging using an external discharge circuit or a method of limiting the discharge current according to the residual voltage is known (for example, see Patent Document 1). .

特開2009−112156号公報JP 2009-112156 A

上述した外部に放電回路を設ける方法は、電力変換装置により制御される電力容量が大容量になるに従い放電電流も大電流になるため、放電回路も大型になるという課題がある。また、特許文献1記載の放電電流制限方法は、定電力放電を行うことにより運転時の電力損失を抑える方法に関するもので、放電時間の短縮を目的としていない。   The above-described method of providing a discharge circuit externally has a problem that the discharge circuit also becomes large because the discharge current becomes large as the power capacity controlled by the power converter increases. Further, the discharge current limiting method described in Patent Document 1 relates to a method of suppressing power loss during operation by performing constant power discharge, and does not aim at shortening the discharge time.

上述したように、電力変換装置によって制御される電動機の電力容量が大容量の場合には、電力変換装置への直流電源が遮断された場合の平滑コンデンサの残留電荷量も大きな値になり、上述した例の場合のように10[min]と長いため、短時間で簡易に放電させる方法が望まれる。   As described above, when the electric power capacity of the electric motor controlled by the power conversion device is large, the residual charge amount of the smoothing capacitor when the DC power supply to the power conversion device is shut off also becomes a large value. Since it is as long as 10 [min] as in the case of the above example, a method of easily discharging in a short time is desired.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、従来から用いられているインバータ回路のスイッチング素子をオン・オフ制御することにより、放電時間を短縮する電力変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a power conversion device that shortens a discharge time by controlling on / off of a switching element of a conventional inverter circuit. Objective.

上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載の電力変換装置は、直流電源の供給をオン・オフするスイッチを介して供給された直流電源を平滑する平滑部と、この平滑部を介して供給された直流電源を交流電源に変換するインバータ部とを備えた電力変換装置であって、前記平滑部は、前記スイッチを介して供給された直流電源の+側入力部と基準電位との間に接続された第1の平滑コンデンサ及び前記直流電源の-側入力部と基準電位との間に接続された第2の平滑コンデンサと、前記第1及び第2の平滑コンデンサに並列に接続された第1及び第2の抵抗と、を備え、前記インバータ部は、前記平滑コンデンサによって平滑された直流電源の+側入力部から-側入力部に直列に接続された第1、第2、第3及び第4のスイッチング素子と、前記第2のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第3及び第4の抵抗と、前記第2のスイッチング素子と第3のスイッチング素子の接続点に接続され、外部に接続された負荷に対して交流電源を供給するためのインバータ出力端子と、前記第1乃至第4のスイッチング素子のそれぞれのゲート端子に接続され、当該4個のスイッチング素子のオン・オフを個別に制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチがオフし、直流電源の供給が遮断されたとき、前記第1及び第4のスイッチング素子をオンし、前記第2及び第4のスイッチング素子をオフすることにより、前記第1及び第2の平滑コンデンサに充電された電荷を前記第3及び第4の抵抗を介して放電することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power conversion device according to claim 1 of the present invention includes a smoothing unit that smoothes a DC power supplied via a switch that turns on and off the supply of DC power, and a smoothing unit. An inverter unit that converts a DC power supplied via an AC power source to the AC power source, wherein the smoothing unit includes a + side input unit and a reference potential of the DC power supplied via the switch Connected in parallel to the first smoothing capacitor, the second smoothing capacitor connected between the negative input side of the DC power supply and a reference potential, and the first and second smoothing capacitors First and second resistors, wherein the inverter unit is connected in series from a + side input unit to a − side input unit of a DC power source smoothed by the smoothing capacitor. 3rd and 4th switching element A third and a fourth resistor connected in parallel to the second switching element and the third switching element, respectively, and a connection point between the second switching element and the third switching element; Connected to an inverter output terminal for supplying AC power to an externally connected load and to the respective gate terminals of the first to fourth switching elements, the four switching elements are turned on / off. A control unit that individually controls the control unit, and when the switch is turned off and the supply of DC power is cut off, the control unit turns on the first and fourth switching elements, and the second and second control elements. By turning off the switching element 4, the charge charged in the first and second smoothing capacitors is discharged through the third and fourth resistors.

実施例1に係る電力変換装置の回路図。1 is a circuit diagram of a power conversion apparatus according to Embodiment 1. FIG. インバータ部の動作を説明するタイミングチャート。The timing chart explaining operation | movement of an inverter part. 実施例1に係る放電特性を示す図。FIG. 6 is a diagram showing discharge characteristics according to Example 1. 実施例2に係る電力変換装置の回路図。The circuit diagram of the power converter device which concerns on Example 2. FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係る電力変換装置100の回路図である。電力変換装置100は、平滑部1・2、スナバ部3・4、U相インバータ部10・V相インバータ部20、W相インバータ部30及び制御部50などを有して構成される。   FIG. 1 is a circuit diagram of a power conversion apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. The power conversion apparatus 100 includes a smoothing unit 1 and 2, a snubber unit 3 and 4, a U-phase inverter unit 10 and a V-phase inverter unit 20, a W-phase inverter unit 30, a control unit 50, and the like.

なお、この図1には、当該電力変換装置100電力を供給するための直流電源P、当該直流電源Pから電力変換装置100に供給される直流電源をオン・オフするスイッチSW1・SW2及び電力変換装置の負荷として電動機40が接続されているものとして説明する。   FIG. 1 shows a DC power source P for supplying power to the power conversion device 100, switches SW1 and SW2 for turning on / off the DC power supplied from the DC power source P to the power conversion device 100, and power conversion. A description will be given assuming that the electric motor 40 is connected as a load of the apparatus.

平滑部1は、平滑コンデンサC1(第1の平滑コンデンサ)及このコンデンサC1に並列接続されたブリーダ抵抗R1(第1の抵抗)を有して構成される。スイッチSW1・SW2がオン時、直流電源Pから電力変換装置100に対して電圧±E[V]が供給される。この直流電源Pは、整流直後の電源が使用されるため、脈流含んでおり、当該平滑コンデンサC1でこの脈流を吸収して平滑にすると共に、負荷変動があった場合に当該コンデンサC1から変動電力を負荷に供給することにより電圧を一定に保持する効果がある。   The smoothing unit 1 includes a smoothing capacitor C1 (first smoothing capacitor) and a bleeder resistor R1 (first resistor) connected in parallel to the capacitor C1. When the switches SW1 and SW2 are turned on, the voltage ± E [V] is supplied from the DC power source P to the power converter 100. Since this DC power supply P uses a power supply immediately after rectification, the DC power supply P includes a pulsating flow. The smoothing capacitor C1 absorbs the pulsating flow and smoothes it. There is an effect of keeping the voltage constant by supplying the variable power to the load.

ブリーダ抵抗R1は、平滑コンデンサC1に並列に接続することにより、常時所定の電流を流し、平滑部1の出力が無負荷時あるいは軽負荷時の出力電圧を安定にする効果がある。   By connecting the bleeder resistor R1 in parallel to the smoothing capacitor C1, the bleeder resistor R1 has an effect of constantly flowing a predetermined current and stabilizing the output voltage when the output of the smoothing unit 1 is no load or light load.

スナバ部3は、U相インバータ部10のスイッチング素子Q1(第1のスイッチング素子)〜Q4(第4のスイッチング素子)のオン・オフ時のスパイク電圧を吸収する。スパイク電圧は、高周波成分を有しているため、コンデンサC11を通過した後、ダイオードD11及び抵抗R11で吸収される。   The snubber unit 3 absorbs the spike voltage when the switching elements Q1 (first switching element) to Q4 (fourth switching element) of the U-phase inverter unit 10 are turned on / off. Since the spike voltage has a high frequency component, the spike voltage is absorbed by the diode D11 and the resistor R11 after passing through the capacitor C11.

インバータ部はU相インバータ部10、V相インバータ部20及びW相インバータ部30を有して構成される。これらのインバータ部の構成は共通であるため、U相インバータ10の構成を説明する。   The inverter unit includes a U-phase inverter unit 10, a V-phase inverter unit 20, and a W-phase inverter unit 30. Since these inverter units have the same configuration, the configuration of the U-phase inverter 10 will be described.

U相インバータ部10は、4個のスイッチング素子Q1〜Q4が、供給される直流電源+E、−Eの両端に対して直列に接続される。スイッチング素子としては、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)などが使用される。このスイッチング素子Q1〜Q4にはそれぞれ逆並列にダイオードD3〜D6(還流ダイオード)が接続される。また、本実施例に示す3レベルインバータには、各相の出力電圧(この場合U相)を中性点にクランプするためのクランプダイオードD1及びD2が接続される。図に示す場合は、スイッチング素子Q2(第2のスイッチング素子)及びQ3(第3のスイッチング素子)をオンすることによりU相の出力電圧(以下、U相電圧と称する。)Vuを中性点にクランプすることができる。詳細は後述する。   In the U-phase inverter unit 10, four switching elements Q1 to Q4 are connected in series to both ends of the supplied DC power sources + E and -E. As the switching element, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used. Diodes D3 to D6 (freewheeling diodes) are connected in antiparallel to the switching elements Q1 to Q4, respectively. Also, clamp diodes D1 and D2 for clamping the output voltage of each phase (in this case, the U phase) to a neutral point are connected to the three-level inverter shown in the present embodiment. In the case shown in the figure, by turning on switching elements Q2 (second switching element) and Q3 (third switching element), the U-phase output voltage (hereinafter referred to as U-phase voltage) Vu is neutral. Can be clamped to. Details will be described later.

本実施例ではスイッチング素子Q2及びQ3と並列にそれぞれ抵抗R3(第3の抵抗)及び抵抗R4(第4の抵抗)が接続されている。これは、U相電圧Vuと中性点の間にクランプダイオードD1及びD2を介して抵抗R3及びR4が接続されたことになり、スイッチング素子故障時などの際のU相インバータ出力電圧を安定にしている。   In this embodiment, a resistor R3 (third resistor) and a resistor R4 (fourth resistor) are connected in parallel with the switching elements Q2 and Q3, respectively. This means that the resistors R3 and R4 are connected between the U-phase voltage Vu and the neutral point via the clamp diodes D1 and D2, and the U-phase inverter output voltage at the time of switching element failure is stabilized. ing.

V相インバータ部20及びW相インバータ部30もU相インバータ部10と同様であるため、その説明を省略する。   Since the V-phase inverter unit 20 and the W-phase inverter unit 30 are the same as the U-phase inverter unit 10, description thereof is omitted.

制御部50は、U相インバータ部10、V相インバータ部20及びW相インバータ部30を構成する上記スイッチング素子Q1〜Q4のゲート端子と接続され、当該スイッチング素子Q1〜Q4のオン・オフ制御を行う。   The control unit 50 is connected to the gate terminals of the switching elements Q1 to Q4 constituting the U-phase inverter unit 10, the V-phase inverter unit 20, and the W-phase inverter unit 30, and performs on / off control of the switching elements Q1 to Q4. Do.

図2は、インバータ部(U相インバータ部10、V相インバータ部20及びW相インバータ部30の総称)の動作を説明するタイミングチャートである。横軸は各相の位相角[rad]を示す。Q1〜Q4は、U相インバータ部10のスイッチング素子Q1〜Q4のオン(ON)/オフ(OFF)状態を示す。スイッチング素子はオン時コレクタ端子とエミッタ端子が導通し、オフ時遮断される。   FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the inverter unit (a general term for the U-phase inverter unit 10, the V-phase inverter unit 20, and the W-phase inverter unit 30). The horizontal axis indicates the phase angle [rad] of each phase. Q1 to Q4 indicate ON / OFF (OFF) states of the switching elements Q1 to Q4 of the U-phase inverter unit 10. The switching element is electrically connected between the collector terminal and the emitter terminal when turned on, and is cut off when turned off.

スイッチング素子Q1〜Q4を、図示したタイミングでオン・オフ制御することにより、U相電圧Vuが得られる。その動作の一例を簡単に説明する。   The U-phase voltage Vu is obtained by performing on / off control of the switching elements Q1 to Q4 at the illustrated timing. An example of the operation will be briefly described.

スイッチング素子Q1オン・Q2オン、Q3オフ、Q4オフの時(例えば、図2のT1の時)、U相電圧Vuは+E[V]が出力される。   When switching element Q1 is on, Q2 is on, Q3 is off, and Q4 is off (for example, at T1 in FIG. 2), + E [V] is output as U-phase voltage Vu.

スイッチング素子Q1オフ、Q2オン、Q3オン、Q4オフの時(例えば、図2のT2の時)U相電圧Vuは0[V]が出力される。   When the switching element Q1 is off, Q2 is on, Q3 is on, and Q4 is off (for example, at T2 in FIG. 2), the U-phase voltage Vu is 0 [V].

スイッチング素子Q1オフ、Q2オフ、Q3オン、Q4オフの時(例えば、図2のT3の時)U相電圧Vuは−E[V]が出力される。   When switching element Q1 is off, Q2 is off, Q3 is on, and Q4 is off (for example, at T3 in FIG. 2), -E [V] is output as U-phase voltage Vu.

スイッチング素子Q1オフ、Q2オン、Q3オン、Q4オフの時(例えば、図2のT4の時)U相電圧Vuは0[V]が出力される。   When the switching element Q1 is off, Q2 is on, Q3 is on, and Q4 is off (for example, at T4 in FIG. 2), the U-phase voltage Vu is 0 [V].

スイッチング素子Q1オン・Q2オン、Q3オフ、Q4オフの時(例えば、図2のT5の時)U相電圧Vuは+E[V]が出力される。T5は1周期後のT1と同様であり、以下同様に繰り返して出力される。   When switching element Q1 is on, Q2 is on, Q3 is off, and Q4 is off (for example, at time T5 in FIG. 2), + E [V] is output as U-phase voltage Vu. T5 is the same as T1 after one cycle, and is repeatedly output in the same manner.

以上の説明で明らかなように、3レベルインバータは+E[V]、0[V]、−E[V]の3レベルの電圧を出力する。   As apparent from the above description, the three-level inverter outputs three-level voltages of + E [V], 0 [V], and −E [V].

制御部50は、U相電圧Vuから2π/3遅れたV相電圧Vvが出力されるように制御する。   The control unit 50 performs control so that the V-phase voltage Vv delayed by 2π / 3 from the U-phase voltage Vu is output.

同様に、制御部50は、V相電圧Vvからさらに2π/3遅れたW相電圧Vwが出力されるように制御する。   Similarly, the control unit 50 performs control so that the W-phase voltage Vw delayed by 2π / 3 from the V-phase voltage Vv is output.

また、各相の線間電圧は下式で示される。   Moreover, the line voltage of each phase is shown by the following formula.

U−V間の線間電圧Vuv: Vuv=Vu−Vv・・・・・・(1)
V−W間の線間電圧Vvw: Vvw=Vv−Vw・・・・・・(2)
W−U間の線間電圧Vwu: Vwu=Vw−Vu・・・・・・(3)
図2から明らかなように、各線間電圧は、最大電圧±2E[V]を有する交流電圧が出力される。
Line voltage Vuv between U and V: Vuv = Vu−Vv (1)
Line voltage Vvw between V and W: Vvw = Vv−Vw (2)
Line voltage Vwu between W and U: Vwu = Vw−Vu (3)
As is apparent from FIG. 2, an AC voltage having a maximum voltage ± 2E [V] is output as each line voltage.

ここで、図1を用いて実施例1に係る放電時間を短縮する方法を説明する。   Here, a method for shortening the discharge time according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

電力変換装置100が運転時は、スイッチSW1及びスイッチSW2がオン状態になっており、上述したとおり、平滑コンデンサC1が充電される。   When the power conversion apparatus 100 is in operation, the switch SW1 and the switch SW2 are in the on state, and the smoothing capacitor C1 is charged as described above.

この状態で、電力変換装置100のスイッチSW1及びSW2をオフすると、平滑コンデンサC1の電荷は、ブリーダ抵抗R1を介して図示矢印A1方向に放電する。放電の時定数τ1は下式(4)で示される。   In this state, when the switches SW1 and SW2 of the power conversion apparatus 100 are turned off, the charge of the smoothing capacitor C1 is discharged in the direction of the arrow A1 through the bleeder resistor R1. The discharge time constant τ1 is expressed by the following equation (4).

τ1=C1・R1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
本実施例では、上記抵抗R1を介した放電と共に、抵抗R3及びR4を介した放電を行わせるために、制御部50によってスイッチング素子Q1オン、Q2オフ、Q3オフ、Q4オンにすることにより、平滑コンデンサC1に充電された電荷は、コンデンサC1→スイッチング素子Q1→抵抗R3→抵抗R4→スイッチング素子Q4→コンデンサC2の経路を経て放電する。この結果、平滑コンデンサC1の電荷を抵抗R3及びR4を介して図示矢印A2方法に放電させることができる。
τ1 = C1 ・ R1 (4)
In this embodiment, in order to cause the discharge through the resistors R3 and R4 along with the discharge through the resistor R1, the control unit 50 turns on the switching elements Q1 on, Q2 off, Q3 off, Q4 on, The electric charge charged in the smoothing capacitor C1 is discharged through the path of the capacitor C1, the switching element Q1, the resistance R3, the resistance R4, the switching element Q4, and the capacitor C2. As a result, the electric charge of the smoothing capacitor C1 can be discharged in the illustrated arrow A2 method via the resistors R3 and R4.

この時の放電の時定数τ2は、C1、C2が直列接続され、かつ、このコンデンサC1、C2に対して抵抗R3、R4が直列接続されているので下式(5)及び(6)で示される。   The discharge time constant τ 2 is expressed by the following equations (5) and (6) because C 1 and C 2 are connected in series, and resistors R 3 and R 4 are connected in series to the capacitors C 1 and C 2. It is.

τ2=(C1・C2/(C1+C2))・(R3+R4)・・(5)
C1=C2、R3=R4の場合
τ2=C1・R3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(6)
上記(4)式及び(6)式より、コンデンサC1に対しては、抵抗R1及び抵抗R3が並列接続されたものと等価に扱うことができるため、時定数τは、下式(7)で示される。
τ2 = (C1 · C2 / (C1 + C2)) · (R3 + R4) ·· (5)
When C1 = C2 and R3 = R4, τ2 = C1 · R3 (6)
From the above formulas (4) and (6), the capacitor C1 can be handled equivalently to the resistor R1 and the resistor R3 connected in parallel, so the time constant τ is given by the following formula (7). Indicated.

τ=C1・((R1・R3)/(R1+R3))・・・・・・(7)
図3は、実施例1に係る放電特性を示す図である。放電電圧Vは充電電圧をV0とすると下式(8)で示される。

Figure 2015023601
τ = C1 · ((R1 · R3) / (R1 + R3)) (7)
FIG. 3 is a diagram illustrating discharge characteristics according to the first embodiment. The discharge voltage V is expressed by the following formula (8), where the charging voltage is V 0 .
Figure 2015023601

感電時の安全電圧V=50[v]
充電電圧V=2430[v]
安全電圧に到達するまでの時間(従来時間)ta=543[s]
このときの時定数τaは、上式(8)に数値を代入することにより下式(9)で示される。

Figure 2015023601
Safety voltage during electric shock V = 50 [v]
Charging voltage V 0 = 2430 [v]
Time to reach safe voltage (conventional time) ta = 543 [s]
The time constant τa at this time is expressed by the following equation (9) by substituting a numerical value into the above equation (8).
Figure 2015023601

本実施例では、上述した抵抗R3、R4を介した放電を行うことにより、安全電圧に到達するまでの時間taを296[s]にするこができた。このときの時定数τbは、(9)式のtb=296[s]とすることにより下式(10)で示される。   In this example, by performing the discharge through the resistors R3 and R4 described above, the time ta until reaching the safe voltage could be 296 [s]. The time constant τb at this time is expressed by the following equation (10) by setting tb = 296 [s] in the equation (9).

τb=296/3.88=76.3・・・・・・・・・・(10)
時定数τでの放電電圧Vτは、上記(8)式のt=τのときの放電電圧であるから、下式(11)で示される。

Figure 2015023601
τb = 296 / 3.88 = 76.3 (10)
Since the discharge voltage Vτ with the time constant τ is the discharge voltage when t = τ in the above equation (8), it is expressed by the following equation (11).
Figure 2015023601

図3には、上述した各値をプロットしており、従来の放電特性Aの時定数τa(=139.9)から、上述した抵抗R3、R4を介した放電を行うことにより実施例の放電特性Bの時定数τb(76.3)にすることができ、結果として、放電時間を安全電圧に到達するまでの時間543[s]から296[s]に約45%短縮することができる。   In FIG. 3, the above-described values are plotted. From the time constant τa (= 139.9) of the conventional discharge characteristic A, discharge through the resistors R3 and R4 is performed. The time constant τb (76.3) of the characteristic B can be obtained, and as a result, the discharge time can be shortened by about 45% from the time 543 [s] until reaching the safe voltage to 296 [s].

実施例1による放電方法は、インバータ回路に内蔵されている抵抗を使用するため、外部に放電するための設備を必要としないだけでなく、放電時間が短縮されることにより、装置内部の点検・修理の際の感電防止の効果が得られる。   Since the discharge method according to the first embodiment uses a resistor built in the inverter circuit, not only does not need an external discharge facility, but also the discharge time is shortened. The effect of preventing electric shock during repair can be obtained.

図4は実施例2に係る電力変換装置の回路図である。実施例2は、制御部50に比較手段51及び通知手段52が備えられている。   FIG. 4 is a circuit diagram of the power conversion apparatus according to the second embodiment. In the second embodiment, the control unit 50 includes a comparison unit 51 and a notification unit 52.

比較手段51には、直流電源の+側入力部N1、中性点G及び直流電源の-側入力部N2が接続される。スイッチSW1及びSW2がオン状態で直流電源Pから電力変換装置100に直流供給されているときは、当該+側入力部N1及び−側入力部N2には直流電源Pの電圧が出力される。この状態で、スイッチSW1及びSW2がオフすると直流電源Pからの電源供給が遮断されるため、上記+側入力部N1には平滑コンデンサC1の充電電圧+E[v]が出力され、同様に、−側入力部N2には平滑コンデンサC2の充電電圧−E[v]が出力される。この電圧が制御部50の比較手段51に入力される。   Connected to the comparison means 51 are the + side input portion N1 of the DC power supply, the neutral point G, and the − side input portion N2 of the DC power supply. When the switches SW1 and SW2 are turned on and DC power is supplied from the DC power supply P to the power conversion device 100, the voltage of the DC power supply P is output to the + side input unit N1 and the − side input unit N2. In this state, when the switches SW1 and SW2 are turned off, the power supply from the DC power source P is cut off, so that the charging voltage + E [v] of the smoothing capacitor C1 is output to the + side input unit N1, and similarly − The charging voltage −E [v] of the smoothing capacitor C2 is output to the side input unit N2. This voltage is input to the comparison means 51 of the control unit 50.

比較手段51は、入力された充電電圧の絶対値が安全電圧として設定された50[v]を超えるか否か比較する。この比較の結果を通知手段52に通知する。安全電圧50[v]を超える場合は、平滑コンデンサは充電された状態であり、スイッチSW1及びSW2がオフしている状態であっても、当該平滑コンデンサには電荷が残留しており、人体が直接接触すると危険なことから操作員に対して注意を喚起するのである。   The comparing means 51 compares whether or not the absolute value of the input charging voltage exceeds 50 [v] set as a safety voltage. The notifying means 52 is notified of the result of this comparison. When the safety voltage exceeds 50 [v], the smoothing capacitor is in a charged state, and even when the switches SW1 and SW2 are turned off, electric charges remain in the smoothing capacitor. Because direct contact is dangerous, it alerts the operator.

比較手段51は、コンパレータを用いて入力電圧と設定電圧を比較すればよく、周知の技術で構成することができる。また、通知手段52は、比較手段51の結果を受け、操作員に対して表示又は警報などにより通知する。   The comparison means 51 only has to compare the input voltage and the set voltage using a comparator, and can be configured by a known technique. Further, the notification unit 52 receives the result of the comparison unit 51 and notifies the operator by a display or an alarm.

なお、実施例1で説明した制御部50によって放電時間を短縮した場合は、上記通知手段による表示時間または警報時間は短縮される。   In addition, when the discharge time is shortened by the control unit 50 described in the first embodiment, the display time or alarm time by the notification unit is shortened.

以上、説明したように実施例2によれば、放電電圧が安全電圧以下に到達したかどうかを目視などで確認できるため、装置内部の点検・修理の際の感電防止の効果が改善される。   As described above, according to the second embodiment, it is possible to visually check whether or not the discharge voltage has reached a safe voltage or less, so that the effect of preventing electric shock at the time of inspection and repair inside the apparatus is improved.

Q1〜Q4 スイッチング素子
D1〜D6 ダイオード
R1〜R4 抵抗
Vu U相電圧
Vv V相電圧
Vw W相電圧
Vuv U−V間線間電圧
Vvw V−W間線間電圧
Vwu W−U間線間電圧
1、2 平滑部
3、4 スナバ部
10 U相インバータ部
20 V相インバータ部
30 W相インバータ部
40 電動機(負荷)
50 制御部
100 電力変換装置
Q1 to Q4 Switching elements D1 to D6 Diodes R1 to R4 Resistance Vu U phase voltage Vv V phase voltage Vw W phase voltage Vuv U-V line voltage Vvw V-W line voltage Vwu W-U line voltage 1 2 Smoothing section 3 4 Snubber section 10 U-phase inverter section 20 V-phase inverter section 30 W-phase inverter section 40 Electric motor (load)
50 control unit 100 power conversion device

Claims (4)

直流電源の供給をオン・オフするスイッチを介して供給された直流電源を平滑する平滑部と、この平滑部を介して供給された直流電源を交流電源に変換するインバータ部とを備えた電力変換装置であって、
前記平滑部は、
前記スイッチを介して供給された直流電源の+側入力部と基準電位との間に接続された第1の平滑コンデンサ及び前記直流電源の-側入力部と基準電位との間に接続された第2の平滑コンデンサと、
前記第1及び第2の平滑コンデンサに並列に接続された第1及び第2の抵抗と、を備え、
前記インバータ部は、
前記平滑コンデンサによって平滑された直流電源の+側入力部から-側入力部に直列に接続された第1、第2、第3及び第4のスイッチング素子と、
前記第2のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第3及び第4の抵抗と、
前記第2のスイッチング素子と第3のスイッチング素子の接続点に接続され、外部に接続された負荷に対して交流電源を供給するためのインバータ出力端子と、
前記第1乃至第4のスイッチング素子のそれぞれのゲート端子に接続され、当該4個のスイッチング素子のオン・オフを個々に制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記スイッチがオフし、直流電源の供給が遮断されたとき、前記第1及び第4のスイッチング素子をオンし、前記第2及び第4のスイッチング素子をオフすることにより、前記第1及び第2の平滑コンデンサに充電された電荷を前記第3及び第4の抵抗を介して放電することを特徴とする電力変換装置。
Power conversion comprising a smoothing unit for smoothing a DC power supplied via a switch for turning on / off the supply of the DC power and an inverter for converting the DC power supplied via the smoothing unit into an AC power A device,
The smoothing part is
A first smoothing capacitor connected between a + side input portion of a DC power source supplied via the switch and a reference potential; and a first smoothing capacitor connected between a − side input portion of the DC power source and a reference potential. Two smoothing capacitors;
First and second resistors connected in parallel to the first and second smoothing capacitors,
The inverter unit is
First, second, third, and fourth switching elements connected in series from a + side input unit to a − side input unit of a DC power source smoothed by the smoothing capacitor;
A third resistor and a fourth resistor respectively connected in parallel to the second switching element and the third switching element;
An inverter output terminal connected to a connection point of the second switching element and the third switching element, and for supplying an AC power to a load connected to the outside;
A control unit connected to the respective gate terminals of the first to fourth switching elements and individually controlling on / off of the four switching elements;
With
The controller is
When the switch is turned off and the supply of DC power is cut off, the first and second switching elements are turned on, and the second and fourth switching elements are turned off. An electric power converter that discharges the electric charge charged in the smoothing capacitor through the third and fourth resistors.
直流電源の供給をオン・オフするスイッチを介して供給された直流電源を平滑する平滑部と、この平滑部を介して供給された直流電源を三相交流電源に変換するU相インバータ部、V相インバータ部及びW相インバータ部と、を備えた電力変換装置であって、
前記平滑部は、
前記スイッチを介して供給された直流電源の+側入力部と基準電位との間に接続された第1の平滑コンデンサ及び前記直流電源の-側入力部と基準電位との間に接続された第2の平滑コンデンサと、
前記第1及び第2の平滑コンデンサに並列に接続された第1及び第2の抵抗と、を備え、
前記U相、V相及びW相の各インバータ部は、
前記平滑コンデンサによって平滑された直流電源の+側入力部から-側入力部に直列に接続された第1、第2、第3及び第4のスイッチング素子と、
前記第2のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子にそれぞれ並列に接続された第3及び第4の抵抗と、
前記第2のスイッチング素子と第3のスイッチング素子の接続点に接続され、外部に接続された負荷に対して交流電源を供給するためのインバータ出力端子と、
前記第1乃至第4のスイッチング素子のそれぞれのゲート端子に接続され、当該4個のスイッチング素子のオン・オフを個々に制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記スイッチがオフし、直流電源の供給が遮断されたとき、前記各相の前記第1及び第4のスイッチング素子をオンし、前記第2及び第4のスイッチング素子をオフすることにより、前記第1及び第2の平滑コンデンサに充電された電荷を前記各相の第3及び第4の抵抗を介して放電することを特徴とする電力変換装置。
A smoothing unit for smoothing the DC power supplied via a switch for turning on / off the DC power supply, a U-phase inverter for converting the DC power supplied via the smoothing unit into a three-phase AC power source, V A power converter comprising a phase inverter unit and a W phase inverter unit,
The smoothing part is
A first smoothing capacitor connected between a + side input portion of a DC power source supplied via the switch and a reference potential; and a first smoothing capacitor connected between a − side input portion of the DC power source and a reference potential. Two smoothing capacitors;
First and second resistors connected in parallel to the first and second smoothing capacitors,
The U-phase, V-phase, and W-phase inverter units are
First, second, third, and fourth switching elements connected in series from a + side input unit to a − side input unit of a DC power source smoothed by the smoothing capacitor;
A third resistor and a fourth resistor respectively connected in parallel to the second switching element and the third switching element;
An inverter output terminal connected to a connection point of the second switching element and the third switching element, and for supplying an AC power to a load connected to the outside;
A control unit connected to the respective gate terminals of the first to fourth switching elements and individually controlling on / off of the four switching elements;
With
The controller is
When the switch is turned off and the supply of DC power is cut off, the first and fourth switching elements of each phase are turned on, and the second and fourth switching elements are turned off, thereby An electric power converter characterized by discharging electric charges charged in the first and second smoothing capacitors through the third and fourth resistors of the respective phases.
前記制御部は、
前記平滑コンデンサの充電電圧と、設定された安全電圧とを比較する比較手段と、
この比較手段による比較の結果コンデンサの充電電圧が安全電圧を超えている場合に充電中であることを通知する通知手段と、
を備えた請求項1記載の電力変換装置。
The controller is
Comparison means for comparing the charging voltage of the smoothing capacitor with a set safety voltage;
Notification means for notifying that charging is being performed when the charging voltage of the capacitor exceeds the safe voltage as a result of comparison by the comparison means;
The power converter according to claim 1 provided with.
前記平滑コンデンサの充電電圧と、設定された安全電圧とを比較する比較手段と、
この比較手段による比較の結果コンデンサの充電電圧が安全電圧を超えている場合に充電中であることを通知する通知手段と、
を備えた請求項2記載の電力変換装置。
Comparison means for comparing the charging voltage of the smoothing capacitor with a set safety voltage;
Notification means for notifying that charging is being performed when the charging voltage of the capacitor exceeds the safe voltage as a result of comparison by the comparison means;
The power converter according to claim 2 provided with.
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