JP2015526932A - 電力スイッチ正常性モニタリングのための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
102 燃焼機
104 三相発電機
106 三相ダイオードアレイ
107 DCリンク
108 コンデンサ
110 電力インバータ
111 スイッチ装置
112 スイッチ装置、スイッチモジュール
113 スイッチ装置
114 スイッチ装置
115 スイッチ装置
116 スイッチ装置
120 出力リード線
130 牽引モータ
220 電力スイッチ
221 フリー・ホイール・ダイオード
222 コレクタ
223 エミッタ
224 接合部
225 ゲート
227 電流源
228 ブロックダイオード
320 ケース
323 エミッタ端子
324 感知端子
325 感知端子
326 制御端子
327 サーミスタ
402 ゲート駆動ユニット
420 FPGA
421 DC電源装置
422 信号変換器
424 多重(MUX)ADC(アナログ−デジタル信号変換器)
426 メモリ
428 制御/データ信号接続部
430 センサ信号接続部
432 センサ信号接続部
434 センサ信号接続部
490 中央制御器
Claims (19)
- 電力スイッチ(220)の特性に対する標準値を取得するステップと、前記電力スイッチ(220)のゲート端子に接続されるゲート駆動ユニット(402)を介して、前記特性の測定値を取得するステップと、前記特性の前記測定と前記標準値との比較に基づいて前記電力スイッチ(220)の正常性状態を判断するステップとを備える、方法。
- 前記測定値が、前記ゲート駆動ユニット(402)内で前記標準値と比較される、請求項1に記載の方法。
- 前記ゲート駆動ユニット(402)は、正常性モニタリング信号を、前記ゲート駆動ユニット(402)から離れた所にある中央制御器(490)に周期的に送信し、前記正常性モニタリング信号は、前記正常性状態の情報を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記測定値が、前記ゲート駆動ユニット(402)から離れた所にある中央制御器(490)内で前記標準値と比較される、請求項1に記載の方法。
- 前記特性は、前記電力スイッチ(220)がスイッチオンまたはオフされた場合に、前記電力スイッチ(220)と関連する整流パスの漂遊インダクタンス、前記電力スイッチ接合部(224)から前記電力スイッチケース(320)への熱伝達に対する推定される熱抵抗、前記電力スイッチ(220)が伝導している間の前記電力スイッチ(220)間の電圧降下、前記電力スイッチ(220)が伝導を始めた場合のゲート電圧閾値レベル、前記電力スイッチ(220)のミラーキャパシタンス、前記電力スイッチ(220)のコレクタ−ゲート間キャパシタンス、または前記電力スイッチ(220)を通る電流を説明する時間関数のパラメータの少なくとも1つを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記特性は、前記電力スイッチ(220)のゲート−エミッタ間キャパシタンスである、請求項1に記載の方法。
- 一連の電力過度変動の間の、前記特性の先記測定値と前記特性の前記標準値との比較の繰返しに基づいて、故障位置を報告するステップをさらに備える、請求項6に記載の方法。
- 前記電力スイッチ(220)の前記判断された正常性状態に基づいて、電力スイッチ(220)の交換を勧めるステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
- ゲート電圧および/またはゲート電流を電力スイッチ(220)に送るよう構成される出力段と、前記電力スイッチ(220)の特性の測定値を取得するよう構成されるセンサモジュールとを備えるゲート駆動ユニット(402)と、前記特性の前記測定値の標準値との比較に基づいて前記電力スイッチ(220)の正常性状態を判断するよう構成される制御器(490)とを備える、システム。
- 前記制御器(490)が、前記ゲート駆動ユニット(402)に組み込まれる、請求項9に記載のゲート駆動ユニット(402)。
- 前記制御器(490)が、前記ゲート駆動ユニット(402)と別々であり、他のゲート駆動ユニットと通信するよう構成される、請求項9に記載のゲート駆動ユニット(402)。
- 前記制御器(490)が、正常性モニタリング信号を、別の制御器に周期的に送信するよう構成され、前記正常性モニタリング信号が、前記正常性状態についての情報を含む、請求項9に記載のゲート駆動ユニット(402)。
- 前記特性は、前記電力スイッチ(220)がスイッチオンまたはオフされた場合に、前記電力スイッチ(220)と関連する整流パスの漂遊インダクタンス、前記電力スイッチ接合部(224)から前記電力スイッチケース(320)への熱伝達に対する推定される熱抵抗、前記電力スイッチ(220)が伝導している間の前記電力スイッチ(220)間の電圧降下、前記電力スイッチ(220)が伝導を始めた場合のゲート電圧閾値レベル、前記電力スイッチ(220)のミラーキャパシタンス、前記電力スイッチ(220)のコレクタ−ゲート間キャパシタンス、前記電力スイッチ(220)を通る電流を説明する時間関数のパラメータ、または前記電力スイッチ(220)のゲート−エミッタ間キャパシタンスの少なくとも1つを備える、請求項9に記載のゲート駆動ユニット(402)。
- 電力変換器であって、複数の電力スイッチ(220)と、前記複数の電力スイッチ(220)にゲート電圧ならびに/もしくはゲート電流を送るよう接続される出力段および前記電力変換器の動作中に前記複数の電力スイッチ(220)の少なくとも1つの特性の測定値を取得するよう接続されるセンサモジュールを備える複数のゲート駆動ユニット(402)と、前記複数の測定値と少なくとも1つの標準値との比較に基づいて前記電力スイッチ(220)の正常性状態を判断するよう構成される少なくとも1つの制御器(490)とを備える、電力変換器。
- 前記少なくとも1つの制御器(490)が、前記ゲート駆動ユニット(402)にそれぞれ組み込まれる複数の制御器(490)を含む、請求項14に記載の電力変換器。
- 前記特性は、前記電力スイッチ(220)がスイッチオンまたはオフされた場合に、前記電力スイッチ(220)と関連する整流パスの漂遊インダクタンス、前記電力スイッチ接合部(224)から前記電力スイッチケース(320)への熱伝達に対する推定される熱抵抗、前記電力スイッチ(220)が伝導している間の前記電力スイッチ(220)間の電圧降下、前記電力スイッチ(220)が伝導を始めた場合のゲート電圧閾値レベル、前記電力スイッチ(220)のミラーキャパシタンス、前記電力スイッチ(220)のコレクタ−ゲート間キャパシタンス、前記電力スイッチ(220)を通る電流を説明する時間関数のパラメータ、または前記電力スイッチ(220)のゲート−エミッタ間キャパシタンスの少なくとも1つである、請求項14に記載の電力変換器。
- 前記少なくとも1つの制御器(490)が、判断された正常性状態に基づいて、電力スイッチ故障の危険性を報告するよう構成される、請求項14に記載の電力変換器。
- 電力変換器内の複数の電力スイッチ(220)の各正常性状態をモニタリングするステップと、前記正常性状態についての情報を前記電力変換器から離れた所にある受信部に通信するステップとを備え、前記正常性状態をモニタリングする前記ステップが、メモリユニットから、前記電力スイッチ(220)の1つまたは複数の特性に対する1つまたは複数の各標準値を取得するステップと、前記電力変換器の動作中に、前記電力スイッチ(220)の前記1つまたは複数の特性の測定値を周期的に取得するステップと、前記測定値と前記標準値との比較に基づいて、前記正常性状態を周期的に判断するステップとを備える、方法。
- 前記情報により、前記複数の電力スイッチ(220)の1つまたは複数が修復または交換対象であるかを識別する、請求項18に記載の方法。
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