JP2019515631A5 - 故障電流リミッタ及び故障電流リミッタの方法 - Google Patents

Description

ＦＣＬ１００は、図示のように、例えば、制御区間１０４の中に配置された複数の電流モニター１４０Ａ〜１４０Ｂも含むことができる。あるいは、１つ以上の電流モニターは、電流制限区間１０２の中に配置することができる。図１に、さらに示すように、ＦＣＬ１００は、複数のトリガ回路１３４、１４２及び１４４も含むことができ、複数の電流モニター１４０Ａ〜１４０Ｂはトリガ回路１３４、１４２及び１４４に連結され、かつ、トリガ回路１３４、１４２及び１４４は、それぞれ、バイパスＰＥＭ１２０、第１のＰＥＭ１１２、及び、第２のＰＥＭ１１４に連結される。

いくつかの実施形態において、トリガ回路１３４、１４２及び１４４の内の１つ以上は、電流モニター１４０Ａ〜１４０Ｂの第１の電流モニター出力に電気的に連結される閾値検出器を含むことができる。閾値検出器は、電流モニター１４０Ａ〜１４０Ｂから受信する電流信号を用いて、制御区間１０４に沿って伝導される電流が、いつ、閾値を超えるかを決定するように、構成することができる。一実施形態において、トリガ回路１３４は制御基板１３２の上に配置することができ、制御基板１３２は接地に対して比較的低電圧に設定され、一方、バイパスＰＥＭ１２０などの制御区間１０４の他の要素は、数千ボルトなどの比較的高電圧である。したがって、トリガ回路１３４は、バイパスＰＥＭ１２０に光学的に連結することができ、かつ、信号をバイパスＰＥＭ１２０へ通信するために、特に、発光ダイオード（図示せず）と共に、構成することができる。同様に、トリガ回路１４２は制御基板１６０の上に配置することができ、かつ、トリガ回路１４４は制御基板１６２の上に配置することができる。動作において、電流モニター１４０Ａ〜１４０Ｂが電流閾値を超えられたことを決定するとき、閾値検出器は、バイパスＰＥＭ１２０、第１のＰＥＭ１１２、及び／又は、第２のＰＥＭ１１４のスイッチを切るために、制御信号を送ることができる。

前述の実施形態において、１つ以上の制御基板１３２、１６０及び／又は１６２は、制御区間１０４の電流モニター１４０Ａ〜１４０Ｂからモニターした電流を受けることができるが、追加の実施形態において、電流モニターの部分として、抵抗を提供することができる。これらの実施形態において、制御区間１０４のモニターした電流は、抵抗により電圧に変換され、電圧としてそれぞれの制御基板へ送られる。そのような実施形態において、制御基板の電流源は電圧源に換えることができ、閾値検出器は、電流の代わりに閾値電圧が超えられるときを検出する。これらの実施形態において、短絡スイッチは制御基板から除くことができる。さらに、制御基板は、電流モニターから受けた入力交流（ＡＣ）電圧を整流｛せいりゅう｝するための整流器器ことができる。したがって、通常動作において、制御基板は、閾値電圧が超えられるとき、制御区間の固体スイッチを開くために、信号を送ることができる。さらに、これらの実施形態において、電流モニター短絡スイッチが含まれない場合、セルフテスト手続きは、したがって、電流モニター短絡スイッチの開閉を省くことができる。

ＦＣＬ１００のT/S回路１２６はトリガ回路１３４、１４２及び１４４に連結することができる。様々な実施形態において、モニター回路１２８は、複数の電流モニター１４０Ａ〜１４０Ｂに連結される複数の入力を含むことができる。モニター回路１２８は、コンパレータ信号を受信するための少なくとも１つのコンパレータ入力だけでなく、プログラム可能なテストタイマー（図示せず）も又、含むことができる。コンパレータ入力（図示せず）は、トリガ回路１３４、１４２及び１４４の各々において、コンパレータに連結することができ、コンパレータは、さらに、複数の電流モニター１４０Ａ〜１４０Ｂに連結される。

次に、プロセスフロー３００は、ブロック３１７において示すように、電流がバイパス回路を通るルートを提供するために、第１のＰＥＭを開いた位置から閉じた位置にスイッチを切り替えることにより、そして、ブロック３１９において示すように、電流を第１のＰＥＭ回路モニターシステムに導入することにより、第１のＰＥＭが適切に機能しているかどうかを決定する。プロセスフロー３００は、ブロック３２１において示すように、次いで、第１の電流モニターが、主回路を通って供給される電流を検出して、流れる電流を停止するように第１のＰＥＭを開くかどうかを決定する。ノーである場合、電流は主回路の中を流れないで、プロセスフロー３００はブロック３２３へ続く。イエスである場合、電流は主回路の中を流れ、プロセススフロー３００は、ブロック３２０において、エラーメッセージを生成し、第１のＰＥＭ又はそのトリガ回路が失敗したことを示し、プロセスフロー３００は、次いで、終了する。

Claims (14)

1. 故障電流リミッタであって、該故障電流リミッタは、
   第１の電流を伝導する電流制限区間と、
   該電流制限区間に並列であり、第２の電流を伝導する制御区間と、を備え、
   該制御区間は、
   互いに電気的に直列に配置された複数のパワー電子モジュールと、
   該複数のパワー電子モジュールに電気的に並列に配置されたバイパスパワー電子モジュールと、
   前記複数のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールに電気的に直列に配置された複数の電流モニターと、
   少なくとも１つのトリガ回路と、を備え、
   前記複数の電流モニターは前記少なくとも１つのトリガ回路と電気的に連結され、前記少なくとも１つのトリガ回路は、前記複数のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールの内の少なくとも１つに連結される、故障電流リミッタ。
2. バイパス回路に沿う前記バイパスパワー電子モジュールに電気的に直列に配置された回路ブレーカを、さらに、備える、請求項１記載の故障電流リミッタ。
3. 前記複数の電流モニターの第１の電流モニターは、前記複数のパワー電子モジュールの間の前記制御区間に連結される、請求項２記載の故障電流リミッタ。
4. 前記複数の電流モニターの第２の電流モニターは、前記回路ブレーカと前記バイパスパワー電子モジュールとの間の前記バイパス回路に連結される、請求項３記載の故障電流リミッタ。
5. 前記複数のパワー電子モジュール及び前記少なくとも１つのトリガ回路と電気的に連結された、テスト及び監視回路を、さらに、備える、請求項１記載の故障電流リミッタ。
6. 前記少なくとも１つのトリガ回路は、
   前記複数のパワー電子モジュールの第１のパワー電子モジュールと連通する第１のトリガ回路と、
   前記複数のパワー電子モジュールの第２のパワー電子モジュールと連通する第２のトリガ回路と、
   前記バイパスパワー電子モジュールと連通する第３のトリガ回路と、を備える、請求項１記載の故障電流リミッタ。
7. 前記第１のパワー電子モジュール及び前記第１のトリガ回路に電力を供給する第１の電源と、
   前記第２のパワー電子モジュール及び前記第２のトリガ回路に電力を供給する第２の電源と、
   前記バイパスパワー電子モジュール及び前記第３のトリガ回路に電力を供給するバイパス電源と、を、さらに、備える、請求項６記載の故障電流リミッタ。
8. 前記複数のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールは、２つ以上の絶縁ゲートバイポーラトランジスタを、備える、請求項１記載の故障電流リミッタ。
9. 故障電流リミッタの方法であって、該故障電流リミッタの方法は、
   第１の電流を伝導する電流制限区間を提供するステップと、
   該電流制限区間に並列であり、第２の電流を伝導する制御区間を提供するステップであって、
   該制御区間は、故障検査システムを含み、該故障検査システムは、
   互いに電気的に直列に配置された第１のパワー電子モジュール及び第２のパワー電子モジュールと、
   該第１のパワー電子モジュール及び該第２のパワー電子モジュールに電気的に並列のバイパスパワー電子モジュールと、
   前記第１のパワー電子モジュール、前記第２のパワー電子モジュール、及び、前記バイパスパワー電子モジュールに電気的に直列に配置された複数の電流モニターと、
   前記第１のパワー電子モジュールと連通する第１のトリガ回路と、前記第２のパワー電子モジュールと連通する第２のトリガ回路と、前記バイパスパワー電子モジュールと連通する第３のトリガ回路と、を備える、ステップと、
   バイパス回路及び前記バイパスパワー電子モジュールが適切に機能しているかどうかを決定するために、前記バイパス回路を流れる電流をモニターするステップと、
   前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールの内の少なくとも１つが適切に機能しているかどうかを決定するために、前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールの内の少なくとも１つを流れる電流をモニターするステップと、を有する方法。
10. 前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールを閉じた位置で提供し、かつ、前記バイパスパワー電子モジュール及び前記バイパス回路の回路ブレーカを開いた位置で提供するステップと、
    前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールを流れる電流を供給するステップと、
    前記バイパス回路の前記回路ブレーカを閉じるステップと、
    該回路ブレーカを閉じた後に、電流が前記バイパス回路を通って流れているかどうかを検出するステップと、
    前記回路ブレーカを閉じた後に、電流が前記バイパス回路を通って流れていないことを検出した場合に、エラー標識を生成するステップと、により、
    前記バイパス回路が適切に機能しているかどうかを決定するステップを、さらに、有する、請求項９記載の方法。
11. 前記バイパスパワー電子モジュールを前記開いた位置から前記閉じた位置へスイッチを切り替えるステップと、
    前記回路ブレーカを閉じた後に、電流が前記バイパス回路を通って流れているかどうかを決定するステップと、
    前記回路ブレーカを閉じた後に、電流が前記バイパス回路を通って流れていないことを検出した場合に、エラー標識を生成するステップと、により、
    前記バイパスパワー電子モジュールが適切に機能しているかどうかを決定するステップを、さらに、有する、請求項１０記載の方法。
12. 前記バイパス回路を通して電流を導入するステップと、
    前記複数の電流モニターの内の第１の電流モニターが、前記バイパス回路を通って供給される前記電流を検出するかどうかを決定するステップと、
    前記複数の電流モニターの内の前記第１の電流モニターが、前記バイパス回路を通って供給される前記電流を検出しない場合に、エラー標識を生成するステップと、を、さらに、有する、請求項１１記載の方法。
13. 前記バイパス回路を通して電流を供給するステップと、
    前記第１のパワー電子モジュールへ電流を導入するステップと、
    前記第１のパワー電子モジュールへ導入された前記電流に応答して、テスト及び監視回路により、前記第１のパワー電子モジュールを閉じた位置から開いた位置へスイッチを切り替える、ステップと、
    前記第２のパワー電子モジュールへ電流を導入するステップと、
    前記第２のパワー電子モジュールへ導入された前記電流に応答して、前記テスト及び監視回路により、前記第２のパワー電子モジュールを閉じた位置から開いた位置へスイッチを切り替える、ステップと、
    前記第１のパワー電子モジュールあるいは前記第２のパワー電子モジュールを前記閉じた位置から前記開いた位置へスイッチを切り替えることに前記T/S回路が失敗した場合に、エラーメッセージを生成するステップと、により、
    前記第１のパワー電子モジュール及び前記第２のパワー電子モジュールが適切に機能しているかどうかを決定するステップを、さらに、有する、請求項１１記載の方法。
14. 前記第１のパワー電子モジュール、前記第２のパワー電子モジュール及び前記バイパスパワー電子モジュールは、２つ以上の絶縁ゲートバイポーラトランジスタを、備える、請求項１０記載の方法。