JP2017034801A - 充電制御システム、電力変換システム、充電制御装置および電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 突入電流抑制用の抵抗器を短絡する接点要素が短絡故障しても、コンデンサに大きな突入電流が流れることを未然に防止する技術を提供する。【解決手段】 充電制御装置５のコンデンサ１２の前段には抵抗器１４が直列接続されており、抵抗器１４には、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａが並列接続している。常開接点要素ＭＣ２ａの開閉動作に対して背反して連動する接触器ＭＣ２の常閉接点要素ＭＣ２ｂの両端の固定接触子ＭＣ２ｂ１およびＭＣ２ｂ２は、外部入出力Ｉ／Ｆ１８の入出力端子１８ｂ１および１８ｂ２に接続されている。外部回路２０はインターロック回路を含んでおり、インターロック回路は、入出力端子１８ｂ１および１８ｂ２に接続され、常閉接点要素ＭＣ２ｂが開放状態を維持している状態においてコンデンサ１２への電力の供給の開始を阻止する。【選択図】図１

Description

本発明は、充電制御システム、充電制御システムを含む電力変換システム、充電制御システムを構成する充電制御装置および充電制御装置が設けられた電力変換装置に関する。

交流電源から与えられる交流電力を直流電力に変換し、この直流電力によってコンデンサを充電し、コンデンサに充電された電力を交流電力に変換して出力する電力変換装置がある。この種の電力変換装置において、直流電力が供給される前（すなわち、電力変換装置の電源投入前）には、コンデンサは充電されていない。このため、直流電力の供給が開始されてコンデンサの初期充電を開始すると、コンデンサには大きな突入電流が流れる。コンデンサに大きな突入電流が流れると、コンデンサなどに損傷を与える虞がある。そこで、このような突入電流を抑制するために、コンデンサの前段に抵抗器が直列に接続される。

ところで、コンデンサの充電電圧が十分に立ち上がった後は、突入電流抑制用の抵抗器は不要である。そこで、コンデンサの充電電圧が十分に立ち上がった後に、この抵抗器を接触器等の接点要素によって短絡してコンデンサを完全に充電する。

しかし、この抵抗器を短絡する接点要素において接点溶着などの短絡故障が起きると、突入電流が抵抗器によって抑制されず、コンデンサに大きな突入電流が流れることとなる。このため、例えば特許文献１には、この接点要素の故障を検出する技術が開示されている。特許文献１の技術では、コンデンサの電圧を検出し、初期充電時における充電時間に対する電圧検出値の傾きから接点要素の故障を検出している。

特開２０１２−１２０３７６号公報

しかし、特許文献１の技術では、その接点要素の故障を検出するのにコンデンサに直流電力を供給する必要がある。このため、特許文献１の技術では、接点要素の短絡故障を検出したときには、既にコンデンサに大きな突入電流が流れていることとなり、コンデンサなどに損傷を与える虞がある。

本発明は以上に説明した課題に鑑みて為されたものであり、突入電流抑制用の抵抗器を短絡する接点要素が短絡故障しても、コンデンサに大きな突入電流が流れることを未然に防止する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の充電制御システムは、直流電力が供給されるコンデンサと、前記コンデンサの前段に直列接続される抵抗器と、前記抵抗器に並列接続された常開接点要素と、前記常開接点要素の開閉動作に対して背反して連動し、前記常開接点要素に対して電気的に切り離された常閉接点要素と、を有する接触器と、前記常閉接点要素に接続された入出力端子を含む外部入出力インタフェースと、を有する充電制御装置と、前記外部入出力インタフェースの前記入出力端子に接続され、前記常閉接点要素が開放状態を維持している状態において前記コンデンサへの電力の供給の開始を阻止するインターロック回路と、を有する。

本発明の充電制御システムによれば、接触器の常開接点要素が短絡故障すると、その常開接点要素に連動する常閉接点要素が開放状態を維持する。そして、充電制御システムのインターロック回路は、常閉接点要素が開放状態を維持している状態においてコンデンサへの電力の供給の開始を阻止する。すなわち、充電制御システムでは、常開接点要素が短絡故障すると、コンデンサへの電力の供給が開始されない。

従って、本発明によれば、突入電流抑制用の抵抗器を短絡する接点要素が短絡故障しても、コンデンサに大きな突入電流が流れることを未然に防止することができる。

本発明の第１実施形態である充電制御システム３を含む電力変換システム１の構成例を示す図である。 同電力変換システム１の外部回路２０の構成例を示すシーケンス図である。 同電力変換システム１における正常時の動作を説明するタイムチャートである。 同電力変換システム１において、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａが短絡故障した場合の当該電力変換システム１の動作を説明するタイムチャートである。 本発明の第２実施形態の電力変換システム１Ａの構成例を示す図である。 本発明の第３実施形態の電力変換システムにおける外部回路２０Ｂの構成例を示すシーケンス図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
（Ａ：第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である充電制御システム３を含む電力変換システム１の構成例を示す図である。充電制御システム３は、充電制御装置５および充電制御装置５に接続される外部回路２０を含んでいる。充電制御装置５は、コンデンサ１２、抵抗器１４、接触器ＭＣ２、外部入出力インタフェース（以下、インタフェースをＩ／Ｆと表記する）１８を含んでいる。充電制御装置５は、電力変換装置１０に設けられており、電力変換装置１０は、この充電制御装置５に加え、充電制御装置５へ直流電力を供給するコンバータ部１１と、充電制御装置５のコンデンサ１２から給電されるインバータ部（図示略）を有している。また、外部回路２０は、電力変換装置１０（すなわち、コンバータ部１１を介した充電制御装置５）への電力の供給経路に挿入された接触器ＭＣ１の接点要素ＭＣ１ａを含んでいる。充電制御システム３は、充電制御装置５の接触器ＭＣ２の状態に基づいて外部回路２０の接点要素ＭＣ１ａの開閉を制限するシステムである。そして、電力変換システム１は、このような充電制御システム３を電力変換装置１０に適用したシステムである。以下、この電力変換装置１０および電力変換システム１の詳細を説明する。

コンバータ部１１は、外部回路２０の接触器ＭＣ１の接点要素ＭＣ１ａを介して三相の交流電源４０に接続されている。コンバータ部１１は、ダイオードを三相ブリッジ接続したものであり、入力される交流電力を三相全波整流する。コンバータ１１は、三相全波整流して得られた直流電力を高電位側の直流母線１１Ｐと低電位側の直流母線１１Ｎとの間に出力する。

コンデンサ１２は、直流母線１１Ｐおよび１１Ｎ間に接続されており、コンバータ部１１の出力である直流電力を平滑化するものである。コンデンサ１２は、例えば、電解コンデンサである。コンデンサ１２の後段には、当該コンデンサ１２によって平滑化された直流電力を所望の周波数の交流電力に変換するインバータ部が設けられる。インバータ部の後段には、電力変換装置１０により駆動されるモータなどの負荷（図示略）が接続される。

コンデンサ１２の前段には突入電流抑制用の抵抗器１４が直列接続されている。より詳細には、抵抗器１４は、コンバータ部１１とコンデンサ１２との間の高電位側の直流母線１１Ｐに介挿されている。抵抗器１４には、コンデンサ１２の充電電圧が十分に立ち上がった後に抵抗器１４を短絡するための接触器ＭＣ２が並列接続されている。接触器ＭＣ２は、常開接点要素ＭＣ２ａと、その常開接点要素ＭＣ２ａの開閉動作に対して背反して機械的に連動する常閉接点要素ＭＣ２ｂとを有している。ここで、本明細書では、常開とは、いわゆるノーマルオープン（ＮＯ）のことであり、接点要素を開閉操作する電磁石に電流が流れていない（非通電）状態で当該接点要素が開放（開路）することをいう。また、常閉とは、いわゆるノーマルクローズ（ＮＣ）のことであり、接点要素を開閉操作する電磁石に電流が流れていない（非通電）状態で当該接点要素が短絡（閉路）することをいう。抵抗器１４には、常開接点要素ＭＣ２ａが並列接続されている。このため、常開接点要素ＭＣ２ａは、主接点要素である。これに対して、常閉接点要素ＭＣ２ｂは、常開接点要素ＭＣ２ａから電気的に切り離されている補助接点要素である。抵抗器１４および接触器ＭＣ２は、コンデンサ１２を充電する充電回路１６として機能する。

コンデンサ１２には、電圧検出部１７が並列接続されている。電圧検出部１７は、コンデンサ１２の電圧を検出してその検出結果を示す電圧検出信号を出力する。

制御部１９は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）である。制御部１９は、周波数設定器（図示略）からの周波数指令値に基づいて電圧指令信号を演算し、この電圧指令信号に基づいて、インバータ部を構成するスイッチング素子のオン／オフ制御するためのＰＷＭ信号を生成する。また、制御部１９は、電圧検出部１７から電圧検出信号を取得し、この電圧検出信号に基づいて、常開接点要素ＭＣ２ａおよび常閉接点要素ＭＣ２ｂを開閉させる接点信号を接触器ＭＣ２（より正確には、常開接点要素ＭＣ２ａおよび常閉接点要素ＭＣ２ｂを開閉操作する接触器ＭＣ２の電磁石）へ出力する。

本実施形態の充電制御装置５の特徴のひとつは、接触器ＭＣ２の常閉接点要素ＭＣ２ｂにおける両端の固定接触子ＭＣ２ｂ１およびＭＣ２ｂ２が当該充電制御装置５の外部回路２０に接続可能である点にある。具体的には、接触器ＭＣ２の常閉接点要素ＭＣ２ｂの一方の固定接触子ＭＣ２ｂ１が外部入出力Ｉ／Ｆ１８の入出力端子１８ｂ１に接続されており、他方の固定接触子ＭＣ２ｂ２が外部入出力Ｉ／Ｆ１８の入出力端子１８ｂ２に接続されている。外部入出力Ｉ／Ｆ１８は、例えば、充電制御装置５の筐体（すなわち電力変換装置１０の筐体）に設けられており、入出力端子１８ｂ１および１８ｂ２は、筐体外に露出される。そして、これら入出力端子１８ｂ１および１８ｂ２には、外部回路２０に接続される電線等が接続される。

外部回路２０は、外部入出力インタフェース１８の入出力端子１８ｂ１および１８ｂ２に接続され、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａが短絡故障して常閉接点要素ＭＣ２ｂが開放状態を維持している状態において、コンデンサ１２への電力の供給の開始を阻止するインターロック回路を含んでいる。充電制御装置５では、外部入出力Ｉ／Ｆ１８を介して常閉接点要素ＭＣ２ｂが外部回路２０に接続されることで、当該常閉接点要素ＭＣ２ｂを当該インターロック回路の一部として機能させている。

図２は、外部回路２０の構成例を示すシーケンス図である。図２に例示した外部回路２０は、インターロック回路ＩＬＣと電源入／切回路２１を含んでいる。インターロック回路ＩＬＣおよび電源入／切回路２１は、各々、高電位側の制御電源線Ｐ１と低電位側の制御電源線Ｎ１との間に接続される。この制御電源線Ｐ１およびＮ１は、直流母線１１Ｐおよび１１Ｎから電気的に切り離されている外部の制御電源線である。例えば、制御電源線Ｐ１およびＮ１間には、直流２４Ｖが印加される。

電源入／切回路２１は、常開の接点要素ＰＢ１ａ、常閉の接点要素ＰＢ２ｂ、常開の接点要素Ｒ１ａ、電磁石Ｒ１−Ｃおよび電磁石Ｒ２−Ｃとから構成されている。接点要素ＰＢ１ａおよび接点要素ＰＢ２ｂは、オペレータ等による電源入操作用の押しボタンＰＢ１および電源切操作用の押しボタンＰＢ２の各押下操作に応じて開閉する。接点要素ＰＢ１ａ、接点要素ＰＢ２ｂおよび電磁石Ｒ１−Ｃは、制御電源線Ｐ１およびＮ１間に直列接続されている。接点要素ＰＢ１ａには接点要素Ｒ１ａが並列接続されている。接点要素Ｒ１ａは、電磁石Ｒ１−Ｃの通電／非通電に応じて開閉する接点要素である。電磁石Ｒ１−Ｃには、電磁石Ｒ２−Ｃが並列接続されている。電磁石Ｒ２−Ｃは、その通電／非通電に応じてインターロック回路ＩＬＣの常開の接点要素Ｒ２ａを開閉操作する。すなわち、電源入／切回路２１は、オペレータ等による押しボタンＰＢ１およびＰＢ２の各押下操作に従ってインターロック回路ＩＬＣの接点要素Ｒ２ａの開閉を切り替える回路である。

インターロック回路ＩＬＣは、電源入／切回路２１によって開閉操作される接点要素Ｒ２ａ、常開の接点要素Ｒ３ａ、電磁石Ｒ３−Ｃ、電磁石ＭＣ１−Ｃ、端子２２ｂ１および端子２２ｂ２とから構成されている。

端子２２ｂ１は、外部入出力Ｉ／Ｆ１８の入出力端子１８ｂ１に接続される電線が接続される端子であり、端子２２ｂ２は、外部入出力Ｉ／Ｆ１８の入出力端子１８ｂ２に接続される電線が接続される端子である。すなわち、端子２２ｂ１および２２ｂ２が外部入出力Ｉ／Ｆ１８の入出力端子１８ｂ１および１８ｂ２に接続されることで、端子２２ｂ１は接触器ＭＣ２の常閉接点要素ＭＣ２ｂの固定接触子ＭＣ２ｂ１と等価になり、端子２２ｂ２は接触器ＭＣ２の常閉接点要素ＭＣ２ｂの固定接触子ＭＣ２ｂ２と等価になり、接触器ＭＣ２の常閉接点要素ＭＣ２ｂが端子２２ｂ１および２２ｂ２間に組み込まれたのと等価になる。

端子２２ｂ１は、接点要素Ｒ２ａを介して制御電源線Ｐ１に接続されている。また、端子２２ｂ２は、電磁石Ｒ３−Ｃを介して制御電源線Ｎ１に接続されている。電磁石Ｒ３−Ｃは、接点要素Ｒ３ａを開閉操作する電磁石である。接点要素Ｒ３ａは、端子２２ｂ１および２２ｂ２、すなわち常閉接点要素ＭＣ２ｂに対して、並列接続されている。

電磁石Ｒ３−Ｃには、電磁石ＭＣ１−Ｃが並列接続されている。電磁石ＭＣ１−Ｃは、電力変換装置１０への電力の供給と遮断を切り替える接点要素ＭＣ１ａ（図１参照）を開閉操作する電磁石である。
以上が、充電制御システム３を含む電力変換システム１の構成である。

図３は、正常時の電力変換システム１の動作を示すタイムチャートである。電力変換装置１０に電源が投入される前（例えば図３の時刻ｔ０において）、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａは開放しており、かつ、常閉接点要素ＭＣ２ｂは短絡している。また、電源が投入されていないため、インターロック回路ＩＬＣの接点要素Ｒ２ａおよびＲ３ａは共に開放している。この状態では、インターロック回路ＩＬＣの電磁石ＭＣ１−Ｃに電流が流れていないため、接触器ＭＣ１の接点要素ＭＣ１ａは開放しており、電力変換装置１０には電力が供給されない。

その後、時刻ｔ１において、オペレータが電源入／切回路２１の押しボタンＰＢ１を押下操作すると、当該押しボタンＰＢ１の接点要素ＰＢ１ａが短絡する。ＰＢ１ａが短絡すると、電源入／切回路２１の電磁石Ｒ１−ＣおよびＲ２−Ｃに電流が流れる。通電した電磁石Ｒ１−Ｃは、押しボタンＰＢ１の接点要素ＰＢ１ａに並列接続された接点要素Ｒ１ａを短絡して通電状態を自己保持する。これにより、電磁石Ｒ２−Ｃも電磁石Ｒ１−Ｃに合わせて通電状態が保持される。そして、電磁石Ｒ２−Ｃは、当該電磁石Ｒ２−Ｃに電流が流れている間、インターロック回路ＩＬＣにおける接点要素Ｒ２ａを短絡する。

端子２２ｂ１および２２ｂ２間が接触器ＭＣ２の常閉接点要素ＭＣ２ｂによって短絡しているため、インターロック回路ＩＬＣの接点要素Ｒ２ａが短絡すると、電磁石Ｒ３−ＣおよびＭＣ１−Ｃに電流が流れる。通電した電磁石Ｒ３−Ｃは、端子２２ｂ１および２２ｂ２に対して並列接続された接点要素Ｒ３ａを短絡して通電状態を自己保持する。これにより、電磁石ＭＣ１−Ｃも電磁石Ｒ３−Ｃに合わせて通電状態が保持される。そして、電磁石ＭＣ１−Ｃは、当該電磁石ＭＣ１−Ｃに電流が流れている間、接点要素ＭＣ１ａを短絡する。これにより、電力変換装置１０へ交流電力が供給される。

電力変換装置１０は、交流電力が供給されると、その交流電力をコンバータ部１１によって整流し、整流した直流電力を充電回路１６へ与えてコンデンサ１２の初期充電を開始する。このとき、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａは開放しているため、コンデンサ１２には、抵抗器１４を介して抑制された電流が流れる。そして、コンデンサ１２の両端の電圧Ｖｄｃは、抵抗器１４とコンデンサ１２の時定数で決まる時間に従って上昇する。

次に、コンデンサ１２の電圧が所定レベルに達すると、制御部１９は、動作を開始する。そして、制御部１９は、その動作開始から予め設定されている時間が経過した時刻ｔ２において、接点信号を接触器ＭＣ２に出力する。この接点信号によって接触器ＭＣ２の電磁石に電流が流れると、接触器ＭＣ２は、常開接点要素ＭＣ２ａを短絡し、かつ、常閉接点要素ＭＣ２ｂを開放する。すなわち、制御部１９は、コンデンサ１２の充電電圧が十分に立ち上がった後に、抵抗器１４を接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａによって短絡する。これにより、コンデンサ１２が完全に充電される。また、インターロック回路ＩＬＣでは、電磁石Ｒ３−Ｃおよび接点要素Ｒ３ａによって通電状態が自己保持されているため、常閉接点要素ＭＣ２ｂが開放されたとしても、電磁石ＭＣ１−Ｃは通電状態が維持される。このため、初期充電の途中や通常の電力変換動作の途中において電力変換装置１０への電力の供給が遮断されることはない。

その後の時刻ｔ３において、電源を切るべくオペレータによって押しボタンＰＢ２が押下操作されると、押しボタンＰＢ２の接点要素ＰＢ２ｂが開放し、電磁石Ｒ１−ＣおよびＲ２−Ｃに電流が流れなくなる。非通電となった電磁石Ｒ１−Ｃは、接点要素Ｒ１ａを開放し、非通電となった電磁石Ｒ２−Ｃは、インターロック回路ＩＬＣにおける接点要素Ｒ２ａを開放する。

インターロック回路ＩＬＣの接点要素Ｒ２ａが開放すると、電磁石Ｒ３−ＣおよびＭＣ１−Ｃに電流が流れなくなる。非通電となった電磁石Ｒ３−Ｃは、接点要素Ｒ３ａを開放する。また、非通電となった電磁石ＭＣ１−Ｃは、接点要素ＭＣ１ａを開放して、電力変換装置１０への交流電力の供給を遮断する。交流電力の供給が遮断されると、コンデンサ１２は放電して、コンデンサ１２の電圧Ｖｄｃが下降する。そして、コンデンサ１２の電圧が所定電圧以下になると（時刻ｔ４）、制御部１９は接点信号の出力を停止する。これにより、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａは開放し、かつ、常閉接点要素ＭＣ２ｂは短絡する。
以上が、正常時の動作である。

ここで、電力変換装置１０が通常の電力変換動作を行っている状態において、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａの接点が溶着して短絡故障したとする。図４は、この時の電力変換システム１の動作を示すタイムチャートである。電力変換装置１０が通常の電力変換動作を行っている状態では、常開接点要素ＭＣ２ａは短絡状態となっている。このため、例えば、時刻ｔ１０で常開接点要素ＭＣ２ａの接点が溶着したとしても、この時点では、通常の電力変換動作が維持される。

その後、時刻ｔ１３において、電力変換装置１０の電源を遮断すべくオペレータが押しボタンＰＢ２を押下操作する。押しボタンＰＢ２が押下操作されると、正常時と同様に、インターロック回路ＩＬＣの接点要素Ｒ２ａが開放し、電磁石Ｒ３−ＣおよびＭＣ１−Ｃが非通電となり、接点要素Ｒ３ａおよびＭＣ１ａが開放する。このため、正常時と同様に、電力変換装置１０への交流電力の供給が遮断され、コンデンサ１２の電圧Ｖｄｃが下降する。

コンデンサ１２の電圧Ｖｄｃが下降して所定電圧以下になると、制御部１９は接点信号の出力を停止する。しかし、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａは、その接点が溶着しているため、制御部１９から与えられる接点信号が停止しても開放されず、短絡状態を維持する。また、接触器ＭＣ２の常閉接点要素ＭＣ２ｂは、常開接点要素ＭＣ２ａに機械的に連動するため、制御部１９から与えられる接点信号が停止しても開放状態を維持する。このため、インターロック回路ＩＬＣの端子２２ｂ１および２２ｂ２間は開放状態が維持される。

その後、時刻ｔ２１において、再び電力変換装置１０を立ち上げるべくオペレータが押しボタンＰＢ１を押下操作したとする。この操作により、押しボタンＰＢ１の接点要素ＰＢ１ａが短絡して電磁石Ｒ１−ＣおよびＲ２−Ｃに電流が流れ、インターロック回路ＩＬＣにおける接点要素Ｒ２ａが短絡する。

しかし、常開接点要素ＭＣ２ａの短絡故障によって端子２２ｂ１および２２ｂ２間が開放しており、かつ、接点要素Ｒ３ａが開放しているため、接点要素Ｒ２ａが短絡しても、電磁石Ｒ３−Ｃおよび電磁石ＭＣ１−Ｃの非通電状態が維持される。このため、接点要素ＭＣ１ａの開放状態が維持され、電力変換装置１０への交流電力の遮断が維持される。電力変換装置１０への電力の供給が開始されないのであるから、コンデンサ１２の初期充電が開始されず、コンデンサ１２の電圧Ｖｄｃは上昇しない。

その後、時刻ｔ２３において、オペレータが押しボタンＰＢ２を押下操作すると、押しボタンＰＢ２の接点要素ＰＢ２ｂが開放されて、インターロック回路ＩＬＣの接点要素Ｒ２ａが開放される。電磁石Ｒ３−Ｃおよび電磁石ＭＣ１−Ｃは、接点要素Ｒ２ａが開放される直前においてすでに非通電状態であるため、接点要素Ｒ２ａの開放後においても変わらず非通電状態を維持する。このため、接点要素ＭＣ１ａの開放状態が維持される。

以上のように、本実施形態による充電制御システム３を含む電力変換システム１では、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａが短絡故障して常閉接点要素ＭＣ２ｂが開放状態を維持している状態において、コンデンサ１２への電力の供給の開始を阻止する。これは、常閉接点要素ＭＣ２ｂが外部入出力Ｉ／Ｆ１８の入出力端子１８ｂ１および１８ｂ２に接続されていることにより実現される。常開接点要素ＭＣ２ａが短絡故障した状態で充電制御装置５への電力の供給が開始されないため、コンデンサ１２に大きな突入電流が流れることを未然に防止することができる。これにより、接触器ＭＣ２の故障に起因してコンデンサ１２やコンバータ部１１のダイオードまで故障するというような故障の拡大を防止することができ、電力変換装置１０の故障を最小限に抑えることができる。このため、接触器ＭＣ２を交換するのみで電力変換装置１０の修復が可能となる。また、電力変換システム１では、制御部１９が稼働していない状態においても、コンデンサ１２に大きな突入電流が流れることを確実に未然に防止することができる。また、電力変換システム１では、コンデンサ１２へ電力が供給されている状態においては、常閉接点要素ＭＣ２ｂが開閉してもコンデンサ１２への電力の供給を維持するため、充電の途中などにおいてコンデンサ１２への電力の供給が途絶えることはない。

（Ｂ：第２実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態の電力変換装置１０Ａを含む電力変換システム１Ａの構成を示すブロック図である。本実施形態の電力変換装置１０Ａは、制御部１９が接触器ＭＣ２の常閉接点要素ＭＣ２ｂの両端の電圧を取得する機能をさらに追加した点において第１実施形態の電力変換装置１０と異なる。

電力変換装置１０Ａの制御部１９は、インバータ部の主電源をオフした状態において、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａおよび常閉接点要素ＭＣ２ｂを開閉する接点信号をパラメータ設定に従って出力し、それら常開接点要素ＭＣ２ａおよび常閉接点要素ＭＣ２ｂを強制的に開閉する。そして、制御部１９は、常閉接点要素ＭＣ２ｂの両端の電圧を取得して、出力した接点信号と取得した常閉接点要素ＭＣ２ｂの両端の電圧を比較する。制御部１９は、出力した接点信号に対して取得した常閉接点要素ＭＣ２ｂの両端の電圧が一致しなかった場合、接触器ＭＣ２が故障していると判断する。

以上のように、本実施形態では、制御部１９を動作させる電力変換装置１０Ａ内の制御電源が投入されている状態において、制御部１９が接触器ＭＣ２の故障を診断する。このため、電力変換装置１０Ａによれば、電力変換装置１０Ａへの交流電力の供給を遮断する前においても接触器ＭＣ２の故障を検出することができる。

（Ｃ：第３実施形態）
この発明の第３実施形態である電力変換装置の構成は、第１実施形態の電力変換装置１０と同様である。本実施形態の電力変換システムは、外部回路２０に代えて外部回路２０Ｂを有する点において第１実施形態の電力変換システム１と異なる。図６は、本実施形態の電力変換システムの外部回路２０Ｂの一例を示すシーケンス図である。図６に示すシーケンス図は、電源入／切回路２１に代えて電源入／切回路２１Ｂを設け、インターロック回路ＩＬＣに代えてインターロック回路ＩＬＣＢを設け、さらに報知回路２４を追加した点において図２のシーケンス図と異なる。電源入／切回路２１Ｂは、電磁石Ｒ４−Ｃが電磁石Ｒ１−Ｃおよび電磁石Ｒ２−Ｃに並列接続された点において電源入／切回路２１と異なる。インターロック回路ＩＬＣＢは、電磁石Ｒ５−Ｃが電磁石Ｒ３−Ｃおよび電磁石ＭＣ１−Ｃに並列接続された点においてインターロック回路ＩＬＣと異なる。

報知回路２４は、常開の接点要素Ｒ４ａ、常閉の接点要素Ｒ５ｂおよびランプＬが制御電源線Ｐ１およびＮ１間に直列接続された回路である。接点要素Ｒ４ａは、電源入／切回路２１Ｂの電磁石Ｒ４−Ｃの通電／非通電に応じて開閉する。接点要素Ｒ５ｂは、インターロック回路ＩＬＣＢの電磁石Ｒ５−Ｃの通電／非通電に応じて開閉する。ランプＬは、電磁石Ｒ４−Ｃに電流が流れ接点要素Ｒ４ａが短絡し、かつ、電磁石Ｒ５−Ｃに電流が流れず接点要素Ｒ５ｂが短絡する場合に、電流が流れて点灯する。すなわち、報知回路２４は、電源の投入操作が行われても電磁石ＭＣ１−Ｃが非通電で接点要素ＭＣ１ａが開放状態を維持した場合に、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａの短絡故障をランプＬの点灯により報知する回路である。

以上のように、本実施形態の電力変換システムを用いれば、電力変換装置１０に電力が供給されていない状態で、接触器ＭＣ２の常開接点要素ＭＣ２ａの短絡故障を明確に知ることができる。

（Ｄ：変形）
以上本発明の第１〜第３実施形態について説明したが、これら実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。

（１）第１〜第３実施形態の電力変換システム１〜１Ａでは、押しボタンＰＢ１およびＰＢ２の押下操作に応じてインターロック回路ＩＬＣおよびＩＬＣＢの接点要素Ｒ２ａを開閉していた。しかし、接点要素Ｒ２ａをブレーカに代えても良い。この場合、オペレータがブレーカを直接操作すれば良いため、電源入／切回路２１を省略しても良い。

（２）外部回路２０および２０Ｂの具体的な構成は、第１実施形態および第３実施形態において例示した構成に限らない。

（３）第１〜第３実施形態の電力変換システム１〜１Ａでは、電力変換装置１０〜１０Ａに供給される交流電力をコンバータ部１１で直流電力に変換した後に、その直流電力を電力変換装置１０〜１０Ａにおける充電制御装置５に供給していた。しかし、電力変換装置にコンバータ部１１を設けず、電力変換装置の充電制御装置５を、接点要素ＭＣ１ａを介して直流電源に接続しても良い。また、第１〜第３実施形態では、電力変換装置１０〜１０Ａに充電制御装置５が設けられていた。しかし、電力変換装置以外の装置（例えば電力を変換する過程を含まない装置）に充電制御装置を設けても良く、充電制御システムを電力変換装置以外の装置に適用しても良い。

１，１Ａ…電力変換システム、３，３Ａ…充電制御システム、５，５Ａ…充電制御装置、１０，１０Ａ…電力変換装置、１１…コンバータ部、１２…コンデンサ、１４…抵抗器、１６…充電回路、１７…電圧検出部、１８…外部入出力Ｉ／Ｆ、１８ｂ１，１８ｂ…入出力端子、２２２ｂ１，２２ｂ２…端子、１９…制御部、２０，２０Ｂ…外部回路、２１，２１Ｂ…電源入／切回路、２４…報知回路、４０…交流電源、ＩＬＣ，ＩＬＣＢ…インターロック回路、ＭＣ１，ＭＣ２…接触器、ＭＣ２ａ…常開接点要素、ＭＣ２ｂ…常閉接点要素、ＭＣ２ｂ１，ＭＣ２ｂ２…固定接触子、Ｒ１ａ，Ｒ２ａ，Ｒ３ａ，Ｒ４ａ，Ｒ５ｂ，ＭＣ１ａ，ＰＢ１ａ，ＰＢ１ｂ…接点要素、Ｒ１−Ｃ，Ｒ２−Ｃ，Ｒ３−Ｃ，Ｒ４−Ｃ，Ｒ５−Ｃ，ＭＣ１−Ｃ…電磁石、Ｌ…ランプ。

Claims (8)

1. 直流電力が供給されるコンデンサと、
   前記コンデンサの前段に直列接続される抵抗器と、
   前記抵抗器に並列接続された常開接点要素と、前記常開接点要素の開閉動作に対して背反して連動し、前記常開接点要素に対して電気的に切り離された常閉接点要素と、を有する接触器と、
   前記常閉接点要素に接続された入出力端子を含む外部入出力インタフェースと、
   を有する充電制御装置と、
   前記外部入出力インタフェースの前記入出力端子に接続され、前記常閉接点要素が開放状態を維持している状態において前記コンデンサへの電力の供給の開始を阻止するインターロック回路と、
   を有することを特徴とする充電制御システム。
2. 前記インターロック回路は、前記コンデンサへ電力が供給されている状態においては、前記常閉接点要素が開閉しても前記コンデンサへの電力の供給を維持することを特徴とする請求項１に記載の充電制御システム。
3. 前記常閉接点要素は、前記外部入出力インタフェースを介して前記インターロック回路を動作させるための制御電源線間に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の充電制御システム。
4. 前記常閉接点要素の一方の固定接触子に接続された前記入出力端子と前記制御電源線の一方との間には、
   前記常閉接点要素に並列接続された常開の自己保持接点要素を開閉操作する自己保持電磁石と、
   前記自己保持電磁石に並列接続され、当該充電制御装置への電力の供給と遮断を切り替える接点要素を開閉操作する電力供給／遮断電磁石と、が介挿され、
   前記常開接点要素が短絡故障して前記常閉接点要素が開放を維持している状態において、前記自己保持電磁石が非通電となると、以後、前記自己保持電磁石は前記自己保持接点要素の開放を維持し、前記電力供給／遮断電磁石は非導通を維持する
   ことを特徴とする請求項３に記載の充電制御システム。
5. 前記常開接点要素および常閉接点要素を開閉する接点信号をパラメータ設定に従って出力して、前記常開接点要素および常閉接点要素を強制的に開閉させて、前記接点信号に対する前記常閉接点要素の両端の電圧に基づいて前記接触器の故障を診断する制御部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１の請求項に記載の充電制御システム。
6. 請求項１から５のいずれか１の請求項に記載の充電制御システムを含み、
   前記充電制御システムの前記コンデンサに充電された電力を変換して出力することを特徴とする電力変換システム。
7. 直流電力が供給されるコンデンサと、
   前記コンデンサの前段に直列接続される抵抗器と、
   前記抵抗器に並列接続された常開接点要素と、前記常開接点要素の開閉動作に対して背反して連動し、前記常開接点要素に対して電気的に切り離された常閉接点要素と、を有する接触器と、
   前記常閉接点要素に接続された入出力端子を含む外部入出力インタフェースと、
   を有することを特徴とする充電制御装置。
8. 請求項７に記載の充電制御装置を含み、
   前記充電制御装置の前記コンデンサに充電された電力を変換して出力することを特徴とする電力変換装置。
   

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