JP2016027774A - 電力変換装置及び電力変換システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】交流電源とコンバータとの間の電源ラインにノイズフィルタを接続した電力変換装置において、コンバータへの入力電圧または入力電流を検出し、この検出結果が設定値以上の場合にコンバータのスイッチングを停止する。
【選択図】図1
Description
以下、第1実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、商用の三相交流電源1にブレーカ3を介して電力変換装置100のコンバータいわゆるPWMコンバータ20が接続され、そのPWMコンバータ20の出力端に平滑コンデンサ5が接続される。そして、平滑コンデンサ5にインバータ50が接続され、そのインバータ50の出力端に負荷たとえばブラシレスDCモータ6の相巻線Lu,Lv,Lwが接続される。ブラシレスDCモータ6は例えば圧縮機を駆動する。
(1)PWMコンバータ20のスイッチング時に電圧検出部7の検出電圧Vrnが設定値V1以上に上昇した場合、PWMコンバータ20のスイッチングを一旦停止し、停止前と異なるスイッチング周波数でPWMコンバータ20のスイッチングを再開する第1制御手段。
PWMコンバータ20のスイッチング動作時(ステップS1のYES)、制御部70は、電圧検出部7で検出されるR相入力電圧Vrnと設定値V1とを比較する(ステップS2)。設定値V1は、共振によるR相入力電圧Vrnの大きな振動を捕らえるための閾値である。
この場合、線間電圧Vrs,Vst,Vtrが大きく振動し、R相入力電圧Vrnが再び設定値V1以上となるので(ステップS1のYES、ステップS2のYES)、制御部70は、上記同様、PWMコンバータ20のスイッチングを一旦停止する(ステップS3)。そして、制御部70は、PWM信号Du,Dv,Dwを生成するためのキャリア信号Eoを、それまでの13.0KHzのキャリア信号Eo2から、9.0KHzのキャリア信号Eo1に切換える(ステップS4)。この切換え後、制御部70は、PWMコンバータ20のスイッチングを再開する(ステップS5)。
第2実施形態では、図7に示すように、三相交流電源1にブレーカ3を介して複数の電力変換装置100が接続され、その各電力変換装置100の出力端にそれぞれブラシレスDCモータ6が接続される。各電力変換装置100の基本構成は、第1実施形態と同じで、さらに各電力変換装置100の制御部70に、システム制御部80が接続され、この制御部70には、システム制御部80との間で通信可能な通信手段(図示省略)が追加される。各電力変換装置100からシステム制御部80には、運転中のPWMコンバータ20のスイッチング周波数のデータが送信され、システム制御部80から各電力変換装置100に対しては、運転停止及びPWMコンバータ20のスイッチング周波数を指令する信号が出力される。各ブラシレスDCモータ6は、例えば1台のヒートポンプ式熱源機に搭載された複数の圧縮機をそれぞれ駆動する。
(11)各電力変換装置100の運転台数を負荷に応じて制御する第1制御手段。
システム制御部80は、各ブラシレスDCモータ6が搭載されているヒートポンプ式熱源機の負荷の大きさに応じて各電力変換装置100の運転台数を決定する(ステップS11)。
すなわち、システム制御部80から運転開始の指示を受けた場合(ステップS21のYES)、制御部70は、PWMコンバータ20のスイッチングを第1スイッチング周波数f1で開始する(ステップS22)。このPWMコンバータ20の起動後、制御部70は、電圧検出部7の検出電圧Vrnと設定値V1とを比較する(ステップS23)。
第1スイッチング周波数f1から第2スイッチング周波数f2への切換指示を受けた場合(ステップS30のYES)、制御部70は、PWMコンバータ20のスイッチング周波数を第1スイッチング周波数f1から第2スイッチング周波数f2へと直ちに変更する(ステップS32)。この変更後、制御部70は、現時点のスイッチング周波数f2を含む当該電力変換装置100の運転情報をシステム制御部80に送り(ステップS27)、システム制御部80からの運転停止指示を監視する(ステップS28)。
上記各実施形態では、負荷がブラシレスDCモータである場合を例に説明したが、ブラシレスDCモータ以外の機器が負荷である場合にも同様に実施できる。
Claims (7)
- 交流電源の電圧を直流変換するとともにスイッチングによる昇圧機能を有するコンバータと、
前記コンバータの出力電圧を交流変換するインバータと、
前記交流電源と前記コンバータとの間の電源ラインに接続されたノイズフィルタと、
前記コンバータへの入力電圧または入力電流を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果が設定値以上の場合に前記コンバータのスイッチングを停止する制御手段と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 前記制御手段は、前記検出手段の検出結果が前記設定値以上の場合に前記コンバータのスイッチングを一旦停止しそのスイッチングを停止前と異なるスイッチング周波数で再開する、
ことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。 - 前記制御手段は、前記コンバータのスイッチングの開始に際し、その開始タイミングを前記検出手段の検出結果のピーク値またはピーク値付近に合わせる、
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の電力変換装置。 - 前記交流電源は、三相交流電源であり、
前記ノイズフィルタは、前記三相交流電源と前記コンバータとの間の各相電源ラインの相互間に接続された3つの線間コンデンサであり、
前記検出手段は、前記各相電源ラインのいずれか1つと前記コンバータの負側出力との間の電圧を検出する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記制御手段は、前記コンバータのスイッチングの開始に際し、その開始タイミングを前記検出手段が検出する相電圧のピーク値の直前とした、
ことを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。 - 請求項2記載の電力変換装置を複数備えこれら電力変換装置を制御するシステム制御部を備えた電力変換システムであって、
前記システム制御部は、
前記各電力変換装置の運転台数の増加に際し、運転中の前記各電力変換装置におけるコンバータのスイッチング周波数が第1および第2スイッチング周波数の混在である場合、その第2スイッチング周波数を予め第1スイッチング周波数に切換え、
前記各電力変換装置の運転台数の減少に際し、運転中の前記各電力変換装置におけるコンバータのスイッチング周波数が第1スイッチング周波数である場合、その第1スイッチング周波数を第2スイッチング周波数に切換える、
ことを特徴とする電力変換システム。 - 前記各電力変換装置の制御手段は、前記コンバータのスイッチングを第1スイッチング周波数で開始し、この開始後、前記検出手段の検出電圧が前記設定値以上の場合に前記コンバータのスイッチングを一旦停止しそのスイッチングを第2スイッチング周波数(>第1スイッチング周波数)で再開し、この再開後、前記検出手段の検出電圧が前記設定値以上となる毎に前記コンバータのスイッチングを一旦停止しそのスイッチングを停止前と異なる第1または第2スイッチング周波数で再開する、
前記システム制御部は、前記各電力変換装置の運転台数を負荷に応じて制御する、
ことを特徴とする請求項6記載の電力変換システム。
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