JP2020048400A

JP2020048400A - フィルタ回路の短絡検知装置

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Publication number: JP2020048400A
Application number: JP2019007543A
Authority: JP
Inventors: 正宣平松; Masanori Hiramatsu
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2039-01-21
Also published as: JP7111001B2

Abstract

【課題】フィルタ部品の端子間短絡の検知精度に貢献することを課題とする。【解決手段】インバータＵ１，Ｕ２出力側のフィルタ回路Ｆを構成している各フィルタ部品（例えばリアクトルＬ，コンデンサＣ，抵抗器Ｒ等）の端子間短絡を、電流検出部５１，偏差演算部５２，短絡判定部５３を備えた短絡検知装置により検知する。電流検出部５１は、フィルタ回路Ｆ１０から出力されたフィルタ回路出力電流Ｉoutを、電流センサ等を介して検出する。偏差演算部５２は、電流検出部５１で検出した電流検出値と、インバータ制御部ＵによるインバータユニットＵ１，Ｕ２の出力制御に係る電流指令値と、の偏差を導出する。そして、短絡判定部５３は、偏差演算部５２により導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路Ｆを構成している各フィルタ部品の端子間短絡の有無を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば種々の設備に適用可能なフィルタ回路の短絡検知装置の技術に係るものである。

種々の設備（例えば高周波電源設備）で適用されている電力変換装置は、例えばインバータやフィルタ回路等を備え、直流電力をインバータにより交流電力に変換して給電対象負荷（例えば共振負荷回路）に給電できるように構成されたものがある。

フィルタ回路は、例えばリアクトル，コンデンサ，抵抗器等の種々の電気部品（以下、単にフィルタ部品と適宜称する）を適宜適用した構成が挙げられる。

また、電力変換装置の稼働状況等を適宜監視できる構成にして、当該電力変換装置の安全性，信頼性等を保持することが望ましい。例えば、インバータからフィルタ回路へ入力されるフィルタ回路入力電流（インバータ出力電流等）を検出し、当該フィルタ回路入力電流が過電流状態であると判定した場合にインバータを適宜制御する構成が知られている（例えば特許文献１，２）。

特開２００６−５９８９号公報特開２０１７−２００２５５号公報

前述のようにフィルタ回路入力電流の検出により過電流状態の有無を判定する手法の場合、例えばフィルタ部品の端子間短絡が存在している状態であっても、当該フィルタ回路入力電流の検出値において変化が現れない限り、当該端子間短絡の検知できないおそれがある。

このような端子間短絡により短絡電流が流れ続けると、例えばフィルタ回路（各フィルタ部品等）の故障や損傷等の現象を引き起こす可能性がある。

本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたものであって、フィルタ部品の端子間短絡の検知精度に貢献する技術を提供することにある。

この発明の一態様は、インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電流を検出するフィルタ回路出力電流検出部と、フィルタ回路出力電流検出部で検出した電流検出値と、インバータの出力制御に係る電流指令値と、の偏差を導出する偏差演算部と、偏差演算部により導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置である。

また、他の態様は、インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電圧を検出するフィルタ回路出力電圧検出部と、フィルタ回路出力電圧検出部で検出した電圧検出値と、インバータの出力制御に係る電圧指令値と、の偏差を導出する偏差演算部と、偏差演算部により導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置である。

また、他の態様は、インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電力を検出するフィルタ回路出力電力検出部と、フィルタ回路出力電力検出部で検出した電力検出値と、インバータの出力制御に係る電力指令値と、の偏差を導出する偏差演算部と、偏差演算部により導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置である。

また、他の態様は、インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電流を検出するフィルタ回路出力電流検出部と、インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電圧を検出するフィルタ回路出力電圧検出部と、インバータ入力側に入力される直流電流を検出するインバータ入力電流検出部と、インバータ入力側に入力される直流電圧を検出するインバータ入力電圧検出部と、フィルタ回路出力電流検出部の電流検出値およびフィルタ回路出力電圧検出部の電圧検出値によるフィルタ回路出力有効電力と、インバータ入力電流検出部の電流検出値およびインバータ入力電圧検出部の電圧検出値によるインバータ入力有効電力と、の偏差を導出する偏差演算部と、偏差演算部により導出した偏差の時間変化に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置である。

また、他の態様は、インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電流を検出するフィルタ回路出力電流検出部と、インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電圧を検出するフィルタ回路出力電圧検出部と、インバータからフィルタ回路に入力されるフィルタ回路入力電流を検出するフィルタ回路入力電流検出部と、インバータからフィルタ回路に入力されるフィルタ回路入力電圧を検出するフィルタ回路入力電圧検出部と、フィルタ回路出力電流検出部の電流検出値およびフィルタ回路出力電圧検出部の電圧検出値によるフィルタ回路出力有効電力と、フィルタ回路入力電流検出部の電流検出値およびフィルタ回路入力電圧検出部の電圧検出値によるフィルタ回路入力有効電力と、の偏差を導出する偏差演算部と、偏差演算部により導出した偏差の時間変化に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置である。

また、他の態様は、インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電流を検出するフィルタ回路出力電流検出部と、インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電圧を検出するフィルタ回路出力電圧検出部と、インバータからフィルタ回路に入力されるフィルタ回路入力電流を検出するフィルタ回路入力電流検出部と、インバータからフィルタ回路に入力されるフィルタ回路入力電圧を検出するフィルタ回路入力電圧検出部と、フィルタ回路出力電流検出部およびフィルタ回路入力電流検出部の各電流検出値の偏差を演算する電流偏差演算部と、フィルタ回路出力電圧検出部およびフィルタ回路入力電圧検出部の各電圧検出値の偏差を演算する電圧偏差演算部と、電流偏差演算部および電圧偏差演算部の各偏差の時間変化に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置である。

前述の短絡判定部は、変動特性において、偏差が所定の偏差閾値の範囲外の状態である閾値範囲外期間を導出して、端子間短絡の有無を判定するものであっても良い。

また、短絡判定部は、変動特性において、偏差が所定の偏差閾値の範囲内の状態である閾値範囲内期間を導出して、端子間短絡の有無を判定するものであっても良い。

また、インバータからフィルタ回路に入力されるフィルタ回路入力電流もしくはフィルタ回路入力電圧の周波数成分を検出、または当該フィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電流もしくはフィルタ回路出力電圧の周波数成分を検出する周波数成分検出部と、周波数成分検出部で検出した周波数成分における高調波成分の含有率を導出する含有率導出部と、含有率導出部により導出した含有率に基づいて、フィルタ回路の直列部を構成しているリアクトルの端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、を備えたものであっても良い。

以上示したように本発明によれば、フィルタ部品の端子間短絡の検知精度に貢献可能となる。

本実施形態による短絡検知装置の適用例を示す電力変換装置１Ａの概略説明図。本実施形態による短絡検知装置の適用例を示す電力変換装置１Ｂの概略説明図。本実施形態による短絡検知装置の適用例を示す電力変換装置１Ｃの概略説明図。フィルタ回路Ｆの構成例を示す回路構成図（（Ａ）は並列部Ｆｐにおけるフィルタ部品が１個の場合、（Ｂ）は当該フィルタ部品が複数個の場合）。短絡検知装置５の変形例である短絡検知装置６，７の概略構成図。インバータ制御部Ｕによる出力制御の制御構成例を示す概略説明図。電流検出部５１による電流検出値の時間に対する変動特性の一例を示す特性図（正常時）電流検出部５１による電流検出値の時間に対する変動特性の一例を示す特性図（異常時）短絡判定部５３，６３，７３の動作例を示すフローチャート。フィルタ回路ＦのリアクトルＬ１，Ｌ２が正常時，異常時の場合のフィルタゲイン特性の一例を示す特性図。実施例２による短絡検知装置８の概略構成図。短絡判定部８３の動作例を示すフローチャート。実施例３による短絡検知装置９ａの概略構成図。実施例３によるフィルタ回路出力有効電力Ｐ_outおよびインバータ入力有効電力Ｐ_dcの時間に対する変動特性の一例を示す特性図（正常時）。実施例３によるフィルタ回路出力有効電力Ｐ_outおよびインバータ入力有効電力Ｐ_dcの時間に対する変動特性の一例を示す特性図（異常時）。実施例４による短絡検知装置９ｂの概略構成図。実施例４によるフィルタ回路出力有効電力Ｐ_outおよびインバータ出力有効電力Ｐ_invの時間に対する変動特性の一例を示す特性図（異常時）。実施例５による短絡検知装置９ｃの概略構成図。実施例５による偏差ΔＩ，ΔＶの時間に対する変動特性の一例を示す特性図（異常時）。実施例５によるフィルタ回路の端子間短絡の一例（Ｓｈ１，Ｓｈ２）を示す概略説明図。短絡判定部９２ｃの動作例を示すフローチャート。

本発明の実施形態におけるフィルタ回路の短絡検知装置は、単にフィルタ回路入力電流（インバータ出力電流等）の過電流状態を検出する構成（以下、単に従来構成と適宜称する）とは全く異なるものである。

すなわち、フィルタ回路出力（出力電流，出力電圧，出力電力，有効電力等）と、インバータにおける検出可能な各種状態（インバータ入出力や制御指令状態）のうち当該フィルタ回路出力と比較可能な対象（端子間短絡の検知において適用可能な対象；以下、単に比較可能対象と適宜称する）と、を比較し、その比較結果に基づいて、当該フィルタ回路を構成するフィルタ部品の端子間短絡を検知する構成である。

具体的な構成としては、フィルタ回路出力と、インバータ出力制御に係る指令値（電流指令値，電圧指令値，電力指令値）と、の偏差の変動特性に基づいて、端子間短絡を検知する構成が挙げられる。

また、他の具体的な構成としては、フィルタ回路出力のうち有効電力と、インバータ入力（または出力）のうち有効電力と、における偏差の変動特性に基づいて、端子間短絡を検知する構成も挙げられる。

さらに、他の具体的な構成としては、フィルタ回路出力のうち出力電流，出力電圧と、インバータ出力のうち出力電流，出力電力と、における各偏差の変動特性に基づいて、端子間短絡を検知する構成も挙げられる。

例えば従来構成の場合、電力変換装置のフィルタ部品において端子間短絡が存在している場合であっても、フィルタ回路入力電流等において変化が生じていない状態であれば、当該端子間短絡を検知することは困難である。

このような場合、電力変換装置は、当該端子間短絡に起因する故障や損傷等の現象を引き起こす可能性がある。また、当該電力変換装置のユーザは、前述のような端子間短絡や現象を、例えば当該端子間短絡のアークによる発煙や発火等が起こるまで気付かないおそれもある。

一方、本実施形態の短絡検知装置によれば、例えばフィルタ回路入力電流において変化が生じていなくても、フィルタ回路出力と比較可能対象との比較結果に基づいて、端子間短絡を容易に検知することができる。これにより、当該端子間短絡に起因する電力変換装置の故障や損傷等の抑制に貢献可能となる。また、電力変換装置の安全性，信頼性等を保持することにも貢献可能となる。また、ユーザは、前述のような端子間短絡や当該端子間短絡による現象を容易に知ることも可能となる。

本実施形態のフィルタ回路の短絡検知装置は、前述のように、フィルタ回路出力と比較可能対象との比較結果に基づいて端子間短絡を検知できる構成であれば、種々の分野（例えば高周波電源設備で適用されているインバータ制御技術，フィルタ回路技術，短絡検知技術等の分野）の技術常識を適宜適用して設計することが可能であり、その一例として以下に示すものが挙げられる。

≪実施例１≫
＜実施例１による短絡検知装置の適用例＞
図１，図２，図３は、それぞれ実施例１による短絡検知装置５の適用例を示すものであって、複数個（図１では２個）のインバータユニットＵ１，Ｕ２が並列接続された電力変換装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃの概略説明図である。

まず、図１の電力変換装置１Ａは、入力変圧器Ｔｉ側で絶縁された構成の一例を示すものである。この電力変換装置１Ａの入力変圧器Ｔｉは、電源１に接続される一次巻線１０と、複数個（図１では後述のインバータユニットＵ１，Ｕ２に合わせて２個）の二次巻線２１，２２と、を備えており、電源１からの電圧を変圧して各二次巻線２１，２２側に出力できる構成となっている。

電源１から二次巻線２１，２２側に出力された交流電圧は、それぞれ交流−直流変換手段３１，３２により直流電圧Ｖ_dc1，Ｖ_dc2に変換されて、インバータユニットＵ１，Ｕ２に入力される。図１のインバータユニットＵ１，Ｕ２の場合、配線Ｕ０を介して互いに接続された構成となっている。

インバータ制御部Ｕは、インバータユニットＵ１，Ｕ２を構成しているスイッチングデバイス（図示省略）に係る制御信号を適宜出力するものであって、当該インバータユニットＵ１，Ｕ２をそれぞれ出力制御（フィルタ回路入力電流Ｉ_inv，フィルタ回路入力電圧Ｖ_inv，フィルタ回路入力電力等を制御）できるように構成されたものである。

インバータユニットＵ１，Ｕ２の出力側には、フィルタ回路Ｆ１０が接続されており、当該インバータユニットＵ１，Ｕ２から出力されたフィルタ回路入力電流（インバータ出力電流）Ｉ_invが入力される。このフィルタ回路Ｆ１０において、フィルタ回路入力電流Ｉ_invから所望の周波数成分が抽出（不要なノイズ成分が除去）されて、当該周波数成分が出力変圧器（図示省略）を介して共振負荷回路等の負荷４に供給される。

短絡検知装置５は、フィルタ回路Ｆ１０を構成している各フィルタ部品（例えば後述のリアクトルＬ，コンデンサＣ，抵抗器Ｒ等）の端子間短絡を検知するものであり、電流検出部５１，偏差演算部５２，短絡判定部５３を備えた構成となっている。電流検出部５１は、フィルタ回路Ｆ１０から出力されたフィルタ回路出力電流Ｉ_outを、図外の電流センサ等を介して検出するものである。

偏差演算部５２は、電流検出部５１で検出した電流検出値（具体的にはフィルタ回路出力電流Ｉ_outの実効値）と、インバータ制御部ＵによるインバータユニットＵ１，Ｕ２の出力制御に係る電流指令値と、の偏差を導出するものである。そして、短絡判定部５３は、偏差演算部５２により導出した偏差の時間に対する変動特性（詳細を後述する）に基づいて、フィルタ回路Ｆ１０を構成している各フィルタ部品の端子間短絡の有無を判定するものである。

図２の電力変換装置１Ｂは、出力変圧器Ｔｏ側で絶縁された構成の一例を示すものである。なお、図１に示すものと同様のものには同一符号を付する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

図２の電力変換装置１Ｂの入力変圧器Ｔｉは、電源１に接続される一次巻線１０と、二次巻線２０と、を備えており、電源１からの電圧を変圧して二次巻線２０側に出力できる構成となっている。電源１から二次巻線２０側に出力された交流電圧は、交流−直流変換手段３１，３２により直流電圧Ｖ_dc1，Ｖ_dc2に変換されて、それぞれインバータユニットＵ１，Ｕ２に入力される。

インバータユニットＵ１，Ｕ２の出力側には、フィルタ回路Ｆ１１，Ｆ１２がそれぞれ接続されており、当該インバータユニットＵ１，Ｕ２から出力されたフィルタ回路入力電流（インバータ出力電流）Ｉ_inv1，Ｉ_inv2がそれぞれ入力される。これらフィルタ回路Ｆ１１，Ｆ１２において、フィルタ回路入力電流Ｉ_inv1，Ｉ_inv2から所望の周波数成分（フィルタ回路出力電流Ｉ_out）がそれぞれ抽出され、出力変圧器Ｔｏを介して共振負荷回路等の負荷４に供給される。

そして、短絡検知装置５により、フィルタ回路Ｆ１０，Ｆ１１を構成している各フィルタ部品の端子間短絡を検知する構成となっている。

図３の電力変換装置１Ｃは、図２の電力変換装置１Ｂと略同様の構成であって、出力変圧器Ｔｏ１側で絶縁された構成の一例を示すものである。なお、図２に示すものと同様のものには同一符号を付する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

図３の電力変換装置１Ｃは、出力変圧器Ｔｏ１において、一次側コイルに合わせて複数個の二次側コイルを有し、当該各二次側コイルが互いに直列接続された構成となっている。この出力変圧器Ｔｏ１においても、電力変換装置１Ｂの出力変圧器Ｔｏと同様の機能を果たし、フィルタ回路Ｆ１１，Ｆ１２で抽出された所望の周波数成分（フィルタ回路出力電流Ｉ_out）が、当該出力変圧器Ｔｏ１を介して共振負荷回路等の負荷４に供給されることとなる。

＜フィルタ回路Ｆ１０，Ｆ１１，Ｆ１２の構成例＞
フィルタ回路Ｆ１０，Ｆ１１，Ｆ１２（以下、単にフィルタ回路Ｆと適宜称する）においては、インバータ出力電流Ｉ_invから所望の周波数成分を抽出できる構成であれば、種々の態様を適用することが可能であり、特に限定されるものではない。

具体例としては、例えば図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、リアクトルＬ（図４中では３つのリアクトルＬ１，Ｌ２，Ｌ０），コンデンサＣ（図４中では３つのコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ０），抵抗器Ｒ等のフィルタ部品を適宜組み合わせて、直列部Ｆｄと並列部Ｆｐとを有するように構成されたバンドパスフィルタ構造が挙げられる。

なお、フィルタ回路Ｆは、図１〜図３に示す構成に限定されるものではなく、適宜設計変更しても良い。その一例としては、フィルタ回路Ｆを出力変圧器の二次側に適宜配置した構成（図２，図３の場合、出力変圧器Ｔｏ，Ｔｏ１と負荷４との間に配置した構成）が挙げられる。

＜実施例１による短絡検知装置の変形例＞
図１〜図３に示した短絡検知装置５は、フィルタ回路出力電流Ｉ_outを検出してフィルタ回路Ｆの各フィルタ部品の端子間短絡の有無を判定する構成であるが、当該短絡検知装置５の替わりに、例えば図５（Ａ）に示すようにフィルタ回路出力電圧Ｖ_outを検出することが可能な短絡検知装置６や、図５（Ｂ）に示すようにフィルタ回路出力電力を検出することが可能な短絡検知装置７を、適用しても良い。

図５（Ａ）の短絡検知装置６は、電圧検出部６１，偏差演算部６２，短絡判定部６３を備えた構成となっている。電圧検出部６１は、フィルタ回路Ｆから出力されたフィルタ回路出力電圧Ｖ_outを、図外の電圧センサ等を介して検出するものである。

偏差演算部６２は、電圧検出部６１で検出した電圧検出値（具体的にはフィルタ回路出力電圧Ｖ_outの実効値）と、インバータ制御部ＵによるインバータユニットＵ１，Ｕ２の出力制御に係る電圧指令値と、の偏差を導出するものである。そして、短絡判定部６３は、偏差演算部６２により導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路Ｆを構成している各フィルタ部品の端子間短絡の有無を判定するものである。

図５（Ｂ）の短絡検知装置７は、電力検出部７１，偏差演算部７２，短絡判定部７３を備えた構成となっている。電力検出部７１は、フィルタ回路Ｆから出力されたフィルタ回路出力電力を、図外の電力センサ等を介して検出するものである。

偏差演算部７２は、電力検出部７１で検出した電力検出値と、インバータ制御部ＵによるインバータユニットＵ１，Ｕ２の出力制御に係る電力指令値と、の偏差を導出するものである。そして、短絡判定部７３は、偏差演算部７２により導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路Ｆを構成している各フィルタ部品の端子間短絡の有無を判定するものである。

＜インバータ制御部Ｕの構成例＞
インバータ制御部Ｕにおいては、インバータユニットＵ１，Ｕ２を構成しているスイッチングデバイスに係る制御信号を適宜出力して当該インバータユニットＵ１，Ｕ２をそれぞれ出力制御できる構成であれば良く、種々の態様を適用することが可能であり、特に限定されるものではない。

具体例として、例えばインバータ出力電流を一定制御し、短絡検知装置５によりフィルタ回路出力電流Ｉ_outを検出する場合には、図６に示すような構成のインバータ制御部Ｕを適用することが挙げられる。図６において、加算部Ｕａは、図外の電流センサ等を介して検出したフィルタ回路出力電流Ｉ_outの電流検出値（電流検出部５１で検出した電流検出値と同じ）と、当該電流検出値に係る目標値と、の偏差を算出するものである。

ＰＩＤ演算部Ｕｂは、加算部Ｕａで得た偏差に基づいてＰＩＤ演算を行い、電流指令値を導出するものである。そして、ＰＷＭ変調器Ｕｃは、ＰＩＤ演算部Ｕｂで得た電流指令値に基づいてＰＷＭ変調制御を行い、インバータユニットＵ１，Ｕ２を構成しているスイッチングデバイスに対してインバータ制御信号を適宜出力するものである。

なお、例えばインバータ出力電圧（またはインバータ出力電力）を一定制御し、短絡検知装置６（または７）によりフィルタ回路出力電圧Ｖ_out（またはフィルタ回路出力電力）を検出する場合においても、図６と同様の構成（例えば電圧指令値または電力指令値を導出してインバータ制御信号を適宜出力できるようにした構成）のインバータ制御部Ｕを適用することが挙げられる。

＜実施例１による短絡検知装置の短絡検知例＞
次に、短絡検知装置５を適宜動作させた場合について、偏差演算部５２により導出した偏差の時間に対する変動特性、および短絡判定部５３による端子間短絡の有無の判定例を説明する。なお、図１〜図６に示すものと同様のものには同一符号を適用する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

電流検出部５１により検出される電流検出値は、インバータ制御部Ｕの電流指令値に追従するように変動する。これにより、偏差演算部５２により導出される偏差においては、フィルタ回路Ｆのフィルタ部品が正常な状態であって端子間短絡が無い場合（以下、単に正常時と適宜称する）、例えば図７のような時間に対する変動特性を示すこととなる。

この図７によると、電流検出値が、所定の偏差閾値の上限値と下限値との間の範囲（以下、単に偏差閾値範囲と適宜称する）内で、電流指令値に追従して変動していることが読み取れる。時間ｔ１，ｔ２付近においては、電流検出値が偏差閾値範囲外に逸脱した状態の期間（以下、単に閾値範囲外期間と適宜称する）が存在しているものの、当該閾値範囲外期間が比較的短いことが読み取れる。

また、当該逸脱後においては、当該電流検出値が偏差閾値範囲内に速やかに収束した状態になり、当該偏差閾値範囲内に留まっている期間（以下、単に閾値範囲内期間と適宜称する）が継続していることが読み取れる。

一方、フィルタ回路Ｆのフィルタ部品に端子間短絡が存在している場合（以下、単に異常時と適宜称する）、例えば図８のような時間に対する変動特性を示すこととなる。この図８によると、比較的長い閾値範囲外期間が多く存在し、当該電流検出値が偏差閾値範囲内に収束できない状態になっていることが読み取れる。また、電流検出値において、偏差閾値の上限値と下限値を交互に逸脱（偏差閾値範囲外に逸脱）する閾値範囲外期間も多く存在し、それぞれ比較的短い期間であるものの、当該電流検出値が偏差閾値範囲内に収束できない状態になっていることが読み取れる。

図７，図８のように、端子間短絡の有無（異常時または正常時）によって偏差の時間に対する変動特性が異なる現象としては、以下に示す内容が考えられる。まず、例えば端子間短絡の発生後に当該端子間短絡による電流検出値の変化（影響）が出現するまでの期間（以下、単に端子間短絡由来期間と適宜称する）は、インバータ制御部Ｕによる制御周期や、インバータユニットＵ１，Ｕ２の出力周波数と比較すると、比較的短く、下記式（１）が成り立つ。

（端子間短絡由来期間）＜＜（インバータ制御部Ｕによる制御周期）≦（インバータユニットＵ１，Ｕ２の出力周波数） ……（１）
すなわち、異常時においては、インバータ制御部Ｕのインバータ制御対象（フィルタ回路入力電流Ｉ_inv，フィルタ回路入力電圧Ｖ_inv，フィルタ回路入力電力）のリプルが、正常時と比較して大きくなってしまうことが読み取れる。

以上示したことから、実施例１の短絡検知装置５〜７の短絡判定部５３，６３，７３において、偏差の時間に対する変動特性に基づいて適宜分析（例えば、閾値範囲内期間や閾値範囲外期間に着目して分析）することにより、端子間短絡の有無を判定できることが判る。

短絡判定部５３，６３，７３による判定結果は、適宜利用することが可能である。例えば、当該判定結果を図外の記録装置等に適宜記録したり、図外の出力装置（例えば、ディスプレイ，プリンタ，スピーカ，ランプ等）により適宜出力（例えば、端子間短絡が存在しているものと判定した結果を、後述の出力処理ステップＳ１２ｃにより出力）することが挙げられる。これにより、当該判定結果を電力変換装置１Ａ〜１Ｃのユーザに認識させることも可能となる。

＜実施例１による短絡判定部の動作例＞
短絡判定部５３，６３，７３においては、種々の態様を適用することが可能であり、前述したように偏差の時間に対する変動特性に基づいて適宜分析でき、端子間短絡の有無を適宜判定できる構成であれば良い。その一例としては、例えば図９に示すフローチャートのような各種処理ステップによる処理動作を周期的に実行可能な装置（カウンタ等）を適用する構成が挙げられる。

図９においては、まず変動特性判定処理ステップＳ１０により、偏差演算部５２により導出した偏差が偏差閾値範囲内であるか偏差閾値範囲外であるかを判定する。この変動特性判定処理ステップＳ１０において、偏差が偏差閾値範囲内であると判定された場合には、クリアカウント処理ステップＳ１１ａに移行して、クリアカウント値が一つ加算される。一方、当該偏差が偏差閾値範囲外であると判定された場合には、セットカウント処理ステップＳ１２ａに移行し、セットカウント値が一つ加算され、クリアカウント値がリセットされる。

カウントアップ判定ステップＳ１１ｂは、クリアカウント処理ステップＳ１１ａ後のクリアカウント値が所定の設定値を超過しているかどうかを判定するものである。このカウントアップ判定ステップＳ１１ｂにおいて、クリアカウント値が所定の設定値の範囲内であると判定された場合には、処理動作が終了する。一方、クリアカウント値が所定の設定値を超過（すなわち、閾値範囲内期間が積算されて設定値を超過）していると判定された場合には、リセット処理ステップＳ１１ｃに移行して、セットカウント値がリセットされた後、処理動作が終了する。

カウントアップ判定ステップＳ１２ｂは、セットカウント処理ステップＳ１２ａ後のセットカウント値が所定の設定値を超過しているかどうかが判定される。このカウントアップ判定ステップＳ１２ｂにおいて、セットカウント値が所定の設定値の範囲内であると判定された場合には、処理動作が終了する。一方、クリアカウント値が所定の設定値を超過（すなわち、閾値範囲外期間が積算されて設定値を超過）していると判定（すなわち、端子間短絡が存在している判定）された場合には、出力処理ステップＳ１２ｃに移行して当該判定結果を出力装置により出力（例えばユーザが認識できるように出力）し、セットカウント値がリセットされた後、処理動作が終了する。

以上のような実施例１によれば、例えばフィルタ回路Ｆへのインバータ出力電流Ｉ_invにおいて変化が生じていなくても、端子間短絡を容易に検知することができ、当該端子間短絡に起因する電力変換装置の故障や損傷等の抑制に貢献可能となる。また、ユーザは、前述のような端子間短絡や当該端子間短絡による現象を容易に知ることも可能となる。

≪実施例２≫
＜実施例２による短絡検知装置の構成例＞
次に、実施例２による短絡検知装置を説明する。なお、図１〜図９に示すものと同様のものには、同一符号を適用する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

フィルタ回路Ｆから出力されるフィルタ回路出力電流Ｉ_outやフィルタ回路出力電圧Ｖ_outの周波数成分においては、フィルタ回路Ｆのフィルタ部品が正常時の場合、主に所望の周波数成分で占められている。

例えば、フィルタ回路が図４に示すようなバンドパスフィルタ構造の場合には、当該フィルタ回路Ｆから出力される周波数成分において、主に基本波成分で占められていることになる。この場合、図４のフィルタ回路Ｆの直列部Ｆｄにおいて、共振点ｆ_k、リアクトルＬ１，Ｌ２の電圧Ｖ_Lk、コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧Ｖ_Ckは、それぞれ下記式（２），（３），（４）に示すとおりとなる。

一方、フィルタ回路Ｆのフィルタ部品のうちリアクトルＬ１，Ｌ２が異常時の場合（Ｌ値＝０の場合）の共振点ｆ_sにおいては、下記式（５）に示すとおりとなる。

すなわち、前述のようにリアクトルＬ１，Ｌ２が異常時の場合には、基本波成分ゲインが減少し、フィルタ回路Ｆによる高調波成分ゲインが増加（例えば、基本波成分に近い３次，５次の高調波成分が増加）してしまい、図１０に示すフィルタゲイン特性のような現象が発生することとなる。この図１０のような現象は、フィルタ回路入力電流Ｉ_invやフィルタ回路入力電圧Ｖ_invの周波数成分においても、同様に発生することとなる。

図１１に示す短絡検知装置８は、以上のような現象を踏まえたものであって、周波数成分検出部８１，含有率導出部８２，短絡判定部８３を備えた構成であり、電力変換装置１Ａ〜１Ｃにおいて短絡検知装置５〜７の替わりに適用可能なものである。

周波数成分検出部８１は、フィルタ回路出力電流Ｉ_outもしくはフィルタ回路出力電圧Ｖ_outの周波数成分、またはフィルタ回路入力電流Ｉ_invもしくはフィルタ回路入力電圧Ｖ_invの周波数成分を、図外の所望のセンサ等（電流センサ，電圧センサ等）を介して検出するものである。

含有率導出部８２は、周波数成分検出部８１で検出した周波数成分における高調波成分の含有率を導出するものである。短絡判定部８３は、含有率導出部８２により導出した含有率に基づいて、フィルタ回路Ｆの直列部Ｆｄを構成しているリアクトルＬ１，Ｌ２の端子間短絡の有無を判定するものである。

＜実施例２による短絡判定部の動作例＞
短絡判定部８３においては、種々の態様を適用することが可能であり、前述したように周波数成分における高調波成分の含有率を導出して、リアクトルＬ１，Ｌ２の端子間短絡の有無を適宜判定できる構成であれば良い。その一例としては、例えば図１２に示すフローチャートのような各種処理ステップによる処理動作を周期的に実行可能な装置を適用する構成が挙げられる。

図１２においては、まずフーリエ変換処理ステップＳ２１により、周波数成分検出部８１で検出した周波数成分においてフーリエ変換（例えば、高速フーリエ変換，離散フーリエ変換）する。その後、含有率判定ステップＳ２２により、フーリエ変換処理ステップＳ２１によるフーリエ変換結果において、下記式（６）によって算出される高調波成分含有率が所定の設定値を超過しているかどうかが判定される。この含有率判定ステップＳ２２において高調波成分含有率が所定の設定値の範囲内であると判定された場合には、処理動作が終了する。一方、高調波成分含有率が所定の設定値を超過していると判定（すなわち、端子間短絡が存在している判定）された場合には、出力処理ステップＳ２３に移行して当該判定結果を出力装置により出力（例えばユーザが認識できるように出力）し、処理動作が終了する。

以上のような実施例２によれば、例えばフィルタ回路Ｆへのインバータ出力電流Ｉ_invにおいて変化が生じていなくても、リアクトルＬ１，Ｌ２の端子間短絡を容易に検知することができ、当該端子間短絡に起因する電力変換装置の故障や損傷等の抑制に貢献可能となる。また、ユーザは、前述のような端子間短絡や当該端子間短絡による現象を容易に知ることも可能となる。

なお、本実施例２の短絡検知装置８においては、例えば電力変換装置１Ａ〜１Ｃにおいて短絡検知装置５〜７と併用することも可能である。この場合、フィルタ回路Ｆのフィルタ部品の端子間短絡において多面的な検知ができ、検知精度の更なる向上に貢献できる可能性がある。

≪実施例３≫
実施例１では、電力変換装置１Ａ〜１Ｃに短絡検知装置５〜７を適宜適用した場合について説明したが、当該短絡検知装置５〜７を適用する替わりに、フィルタ回路出力のうちの有効電力と、インバータ入力のうちの有効電力と、における偏差の変動特性に基づいて端子間短絡を検知できる構成を適用することも可能である。

なお、実施例１，２と同様のものには、例えば当該実施例１，２の各図の同一符号を適用する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

＜実施例３による短絡検知装置の構成例＞
図１３は、実施例３による短絡検知装置９ａの構成を示すものであり、電流検出部５１，５１ｄ、電圧検出部６１，６１ｄ、偏差演算部９１ａ、短絡判定部９２ａを備えた構成となっている。

電流検出部５１ｄは、交流−直流変換手段３１，３２とインバータユニットＵ１，Ｕ２との間である直流部（以下、単に直流部と適宜称する）の直流電流（インバータユニットＵ１，Ｕ２の入力側に入力される直流電流）Ｉ_dc1，Ｉ_dc2を、図外の電流センサ等を介して検出するものである。

電圧検出部６１ｄは、直流部の直流電圧（インバータユニットＵ１，Ｕ２の入力側に入力される直流電圧）Ｖ_dc1，Ｖ_dc2を、図外の電圧センサ等を介して検出するものである。

偏差演算部９１ａは、電流検出部５１の電流検出値および電圧検出部６１の電圧検出値による有効電力（フィルタ回路Ｆ出力側の有効電力；以下、単にフィルタ回路出力有効電力と適宜称する）Ｐ_outと、電流検出部５１ｄの電流検出値および電圧検出部６１ｄの電圧検出値による有効電力（インバータユニットＵ１，Ｕ２入力側の有効電力；以下、単にインバータ入力有効電力と適宜称する）Ｐ_dcと、の偏差を導出するものである。

そして、短絡判定部９２ａは、偏差演算部９１ａにより導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路Ｆを構成している各フィルタ部品の端子間短絡の有無を判定するものである。

＜実施例３による短絡検知装置の短絡検知例＞
次に、短絡検知装置９ａを適宜動作させた場合について、偏差演算部９１ａにより導出した偏差の時間に対する変動特性、および短絡判定部９２ａによる端子間短絡の有無の判定例を説明する。

まず、フィルタ回路出力有効電力Ｐ_outは、フィルタ回路Ｆが正常時の場合、インバータ入力有効電力Ｐ_dcと同様の値が得られ、例えば図１４に示すような時間に対する変動特性を示すこととなる。すなわち、偏差演算部９１ａにより導出される偏差（図１４中では、特性線Ｐ_dcおよびＰ_outの両者間）が無い状態（または僅差の状態）となる。

一方、フィルタ回路Ｆが異常時の場合、例えば図１５のような時間に対する変動特性を示すこととなる。この図１５によると、フィルタ回路出力有効電力Ｐ_outが、インバータ入力有効電力Ｐ_dcよりも低い値となり、偏差演算部９１ａにより導出される偏差が正常時の場合よりも大きくなっていることが読み取れる。

図１４，図１５のように、端子間短絡の有無（異常時または正常時）によって偏差の時間に対する変動特性が異なる現象としては、以下に示す内容が考えられる。

フィルタ回路出力有効電力Ｐ_outにおいては、フィルタ回路Ｆが正常時であってもフィルタ部品等に由来する損失（例えば、部品損失，導体損失，その他による損失；以下、単に正常時由来損失と適宜称する）が発生し得るが、当該フィルタ部品の端子間短絡によりアークが発生して継続すると、当該アークによる損失（以下、単に異常時由来損失と適宜称する）も生じることとなる。例えば、アークの抵抗値が１Ωの場合、１００Ａ通電時のフィルタ回路出力有効電力Ｐ_outの損失は１０ｋｗにもなることが考えられる。

したがって、フィルタ回路Ｆが異常時の場合、偏差演算部９１ａにより導出される偏差は、正常時由来損失と異常時由来損失の総和の分に応じて変化することとなる。

以上示したことから、実施例３の短絡検知装置９ａの短絡判定部９２ａにおいて、偏差の時間に対する変動特性に基づいて適宜分析することにより、端子間短絡の有無を判定できることが判る。

例えば、短絡判定部９２ａに対し、偏差演算部９１ａにより導出される偏差の所定の偏差閾値範囲を設定（例えば、正常時由来損失が生じている場合の偏差を上限値として設定）し、当該閾値を超えた場合に端子間短絡が発生しているものと判定できるようにすることが挙げられる。

短絡判定部９２ａによる判定結果も、実施例１で示したように適宜利用することが可能であり、当該判定結果を図外の記録装置等に適宜記録したり、図外の出力装置により適宜出力することにより、当該判定結果を電力変換装置１Ａ〜１Ｃのユーザに認識させることが挙げられる。

＜実施例３による短絡判定部の動作例＞
短絡判定部９２ａにおいても、実施例１と同様に種々の態様を適用することが可能であり、前述したように偏差の時間に対する変動特性に基づいて適宜分析でき、端子間短絡の有無を適宜判定できる構成であれば良い。

その一例としても、実施例１と同様に、図９に示すフローチャートのような各種処理ステップによる処理動作を周期的に実行可能な装置（カウンタ等）を適用する構成が挙げられる。例えば、短絡判定部９２ａの場合は、変動特性判定処理ステップＳ１０において、偏差演算部９１ａにより導出した偏差が偏差閾値範囲内であるか偏差閾値範囲外であるかを判定することとなる。その他の各処理ステップＳ１１ａ〜Ｓ１１ｃ，Ｓ１２ａ〜Ｓ１２ｃにおいては、実施例１で説明したものと同様であるため、その詳細な説明は省略する。

以上のような実施例３によれば、例えばフィルタ回路Ｆへのインバータ出力電流Ｉ_invにおいて変化が生じていなくても、端子間短絡を容易に検知することができ、当該端子間短絡に起因する電力変換装置の故障や損傷等の抑制に貢献可能となる。また、ユーザは、前述のような端子間短絡や当該端子間短絡による現象を容易に知ることも可能となる。

また、実施例２の短絡検知装置８を併用することも可能であり、この場合、フィルタ回路Ｆのフィルタ部品の端子間短絡において多面的な検知ができ、検知精度の更なる向上に貢献できる可能性がある。

≪実施例４≫
＜実施例４による短絡検知装置の構成例＞
図１６は、実施例４による短絡検知装置９ｂの構成を示すものであって、電力変換装置１Ａ〜１Ｃにおいて短絡検知装置５〜７の替わりに適宜適用可能なものである。なお、実施例１〜３と同様のものには、例えば当該実施例１〜３の各図の同一符号を適用する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

図１６の短絡検知装置９ｂでは、電流検出部５１，５１ｉ、電圧検出部６１，６１ｉ、偏差演算部９１ｂ、短絡判定部９２ｂを備えた構成となっている。

電流検出部５１ｉは、インバータユニットＵ１，Ｕ２からフィルタ回路Ｆに入力されるフィルタ回路入力電流Ｉ_inv（Ｉ_inv1，Ｉ_inv2）を、図外の電流センサ等を介して検出するものである。

電圧検出部６１ｉは、インバータユニットＵ１，Ｕ２からフィルタ回路Ｆに入力されるフィルタ回路入力電圧Ｖ_inv（Ｖ_inv1，Ｖ_inv2）を、図外の電圧センサ等を介して検出するものである。

偏差演算部９１ｂは、電流検出部５１の電流検出値および電圧検出部６１の電圧検出値によるフィルタ回路出力有効電力Ｐ_outと、電流検出部５１ｉの電流検出値および電圧検出部６１ｉの電圧検出値による有効電力（インバータユニットＵ１，Ｕ２出力側の有効電力；以下、単にインバータ出力有効電力と適宜称する）Ｐ_invと、の偏差を導出するものである。

そして、短絡判定部９２ｂは、偏差演算部９１ｂにより導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路Ｆを構成している各フィルタ部品の端子間短絡の有無を判定するものである。

＜実施例４による短絡検知装置の短絡検知例＞
次に、短絡検知装置９ｂを適宜動作させた場合について、偏差演算部９１ｂにより導出した偏差の時間に対する変動特性、および短絡判定部９２ｂによる端子間短絡の有無の判定例を説明する。

まず、フィルタ回路出力有効電力Ｐ_outは、フィルタ回路Ｆが正常時の場合、インバータ出力有効電力Ｐ_invと同様の値が得られ、例えば図１４と同様の時間に対する変動特性を示すこととなる（インバータ出力有効電力Ｐ_invが図１４中の特性線Ｐ_dcに相当）。すなわち、偏差演算部９１ｂにより導出される偏差（図１４中では、特性線Ｐ_dcおよびＰ_outの両者間に相当）が無い状態（または僅差の状態）となる。

一方、フィルタ回路Ｆが異常時の場合、例えば図１７のような時間に対する変動特性を示すこととなる。この図１７によると、フィルタ回路出力有効電力Ｐ_outが、インバータ出力有効電力Ｐ_invよりも低い値となり、偏差演算部９１ｂにより導出される偏差（図１７中では、特性線Ｐ_invおよびＰ_outの両者間）が正常時の場合よりも大きくなっていることが読み取れる。そして、このように端子間短絡の有無（異常時または正常時）によって偏差の時間に対する変動特性が異なる現象は、実施例３に示した現象と同様であることが読み取れる。

したがって、フィルタ回路Ｆが異常時の場合、偏差演算部９１ｂにより導出される偏差は、正常時由来損失と異常時由来損失の総和の分に応じて変化することとなる。

以上示したことから、実施例４の短絡検知装置９ｂの短絡判定部９２ｂにおいて、偏差の時間に対する変動特性に基づいて適宜分析することにより、端子間短絡の有無を判定できることが判る。

例えば、短絡判定部９２ｂに対し、偏差演算部９１ｂにより導出される偏差の所定の偏差閾値範囲を設定（例えば、異常時由来損失は無く、正常時由来損失のみが生じている場合の偏差を上限値として設定）し、当該閾値を超えた場合に端子間短絡が発生しているものと判定できるようにすることが挙げられる。

短絡判定部９２ｂによる判定結果も、実施例１，３で示したように適宜利用することが可能であり、当該判定結果を図外の記録装置等に適宜記録したり、図外の出力装置により適宜出力することにより、当該判定結果を電力変換装置１Ａ〜１Ｃのユーザに認識させることが挙げられる。

＜実施例４による短絡判定部の動作例＞
短絡判定部９２ｂにおいても、実施例１，３と同様に種々の態様を適用することが可能であり、前述したように偏差の時間に対する変動特性に基づいて適宜分析でき、端子間短絡の有無を適宜判定できる構成であれば良い。

その一例としても、実施例１，３と同様に、図９に示すフローチャートのような各種処理ステップによる処理動作を周期的に実行可能な装置（カウンタ等）を適用する構成が挙げられる。例えば、短絡判定部９２ｂの場合は、変動特性判定処理ステップＳ１０において、偏差演算部９１ｂにより導出した偏差が偏差閾値範囲内であるか偏差閾値範囲外であるかを判定することとなる。その他の各処理ステップＳ１１ａ〜Ｓ１１ｃ，Ｓ１２ａ〜Ｓ１２ｃにおいては、実施例１，３で説明したものと同様であるため、その詳細な説明は省略する。

以上のような実施例４によれば、例えばフィルタ回路Ｆへのインバータ出力電流Ｉ_invにおいて変化が生じていなくても、端子間短絡を容易に検知することができ、当該端子間短絡に起因する電力変換装置の故障や損傷等の抑制に貢献可能となる。また、ユーザは、前述のような端子間短絡や当該端子間短絡による現象を容易に知ることも可能となる。

≪実施例５≫
＜実施例５による短絡検知装置の構成例＞
図１８は、実施例５による短絡検知装置９ｃの構成を示すものであって、電力変換装置１Ａ〜１Ｃにおいて短絡検知装置５〜７の替わりに適宜適用可能なものである。なお、実施例１〜４と同様のものには、例えば当該実施例１〜４の各図の同一符号を適用する等により、その詳細な説明を適宜省略する。

図１８の短絡検知装置９ｃでは、電流検出部５１，５１ｉ、電圧検出部６１，６１ｉ、偏差演算部９１ｃ，９１ｄ、短絡判定部９２ｃを備えた構成となっている。

偏差演算部９１ｃは、電流検出部５１，５１ｉの各電流検出値の偏差ΔＩを導出するものである。偏差演算部９１ｄは、電圧検出部６１，６１ｉの各電圧検出値の偏差ΔＶを演算するものである。偏差演算部９１ｃ，９１ｄによる偏差ΔＩ，ΔＶの各演算においては、種々の態様を適用することが可能であるが、例えば下記式（６），（７）のように出力変圧器ＴｏやＴｏ１の巻き線比Ｎを反映させたものを適用しても良い。

ΔＩ＝｜Ｉ_inv（またはＩ_inv1，Ｉ_inv2）−Ｉ_out｜ ……（６）
ΔＶ＝｜Ｖ_inv（またはＶ_inv1，Ｖ_inv2）−Ｖ_out｜ ……（７）
そして、短絡判定部９２ｃは、偏差演算部９１ｃ，９１ｄにより導出した各偏差ΔＩ，ΔＶの時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路Ｆを構成している各フィルタ部品の端子間短絡の有無を判定するものである。

＜実施例５による短絡検知装置の短絡検知例＞
次に、短絡検知装置９ｃを適宜動作させた場合について、偏差演算部９１ｃ，９１ｄにより導出した各偏差の時間に対する変動特性、および短絡判定部９２ｃによる端子間短絡の有無の判定例を説明する。

偏差ΔＩ，ΔＶは、フィルタ回路Ｆが正常時の場合、殆ど無い状態（変動も無い状態；例えば後述図１９の特性線ΔＩ）となる。一方、フィルタ回路Ｆが異常時の場合、例えば図１９のような時間に対する変動特性を示すこととなる。この図１９によると、偏差ΔＩが殆ど無い状態であるものの、偏差ΔＶが比較的大きい値で変動していることが読み取れる。

図１９のように、端子間短絡の有無（異常時または正常時）によって偏差ΔＩの時間に対する変動特性が異なる現象としては、以下に示す内容が考えられる。

例えば図２０に示すようにフィルタ部品（リアクトルＬｓ１，Ｌｓ２、コンデンサＣｓ１，Ｃｓ２等）を有したフィルタ回路において、符号Ｓｈ１，Ｓｈ２で示すような端子間短絡が発生して異常時の場合、当該端子間短絡Ｓｈ１，Ｓｈ２によって分流現象が生じることが考えられる。

端子間短絡Ｓｈ２に着目すると、例えばリアクトルＬｓ２には電流Ｉ_Lsが流れ、端子間短絡Ｓｈ２には電流Ｉ_arkが流れることになるが、後段のコンデンサＣｓ２が正常時であれば、当該コンデンサＣｓ２には電流Ｉ_Ls，Ｉ_arkの総量である電流Ｉ_Fが流れることになる。

これにより、短絡検知装置９ｃの偏差演算部９１ｃによって導出される偏差ΔＩは、変動の無い特性線ΔＩのような変動特性を示すこととなる。しかし、端子間短絡Ｓｈ２の抵抗値は不安定であるため、偏差演算部９１ｄによって導出される偏差ΔＶにおいては、比較的大きい値で変動する特性線ΔＶのような変動特性を示すこととなる。

以上示したことから、実施例５の短絡検知装置９ｃの短絡判定部９２ｃにおいて、偏差ΔＩ，ΔＶの時間に対する変動特性に基づいて適宜分析することにより、端子間短絡の有無を判定できることが判る。

例えば、短絡判定部９２ｃに対し、偏差演算部９１ｃ，９１ｄにより導出される各偏差ΔＩ，ΔＶの所定の偏差閾値範囲をそれぞれ設定（例えば、図２０のフィルタ回路において端子間短絡Ｓｈ１，Ｓｈ２が無い場合の偏差ΔＩ，ΔＶを上限値として設定）し、当該閾値を超えた場合に端子間短絡が発生しているものと判定できるようにすることが挙げられる。

短絡判定部９２ｃによる判定結果も、実施例１，３，４で示したように適宜利用することが可能であり、当該判定結果を図外の記録装置等に適宜記録したり、図外の出力装置により適宜出力することにより、当該判定結果を電力変換装置１Ａ〜１Ｃのユーザに認識させることが挙げられる。

＜実施例５による短絡判定部の動作例＞
短絡判定部９２ｃにおいては、種々の態様を適用することが可能であり、前述したように偏差の時間に対する変動特性に基づいて適宜分析でき、端子間短絡の有無を適宜判定できる構成であれば良い。その一例としては、例えば図２１に示すフローチャートのような各種処理ステップによる処理動作を周期的に実行可能な装置（カウンタ等）を適用する構成が挙げられる。

図２１においては、まず変動特性判定処理ステップＳ２０ａにより、偏差演算部９１ｃにより導出した偏差ΔＩが偏差閾値範囲内であるか偏差閾値範囲外であるかを判定する。この変動特性判定処理ステップＳ２０ａにおいて、偏差ΔＩが偏差閾値範囲内であると判定された場合には、変動特性判定処理ステップＳ２０ｂに移行し、偏差演算部９１ｄにより導出した偏差ΔＶが偏差閾値範囲内であるか偏差閾値範囲外であるかを判定する。

一方、変動特性判定処理ステップＳ２０ａにおいて偏差ΔＩが偏差閾値範囲外であると判定された場合には、クリアカウント処理ステップＳ２３ａに移行して、クリアカウント値が一つ加算される。

変動特性判定処理ステップＳ２０ｂは、変動特性判定処理ステップＳ２０ａ後において、偏差演算部９１ｄにより導出した偏差ΔＶが偏差閾値範囲内であるか偏差閾値範囲外であるかを判定する。この変動特性判定処理ステップＳ２０ｂにおいて、偏差ΔＶが偏差閾値範囲内であると判定された場合には、クリアカウント処理ステップＳ２１ａに移行して、クリアカウント値が一つ加算される。

一方、変動特性判定処理ステップＳ２０ｂにおいて偏差ΔＶが偏差閾値範囲外であると判定された場合には、セットカウント処理ステップＳ２２ａに移行し、セットカウント値が一つ加算され、クリアカウント値がリセットされる。

カウントアップ判定ステップＳ２１ｂ，２３ｂは、それぞれクリアカウント処理ステップＳ２１ａ，２３ａ後のクリアカウント値が所定の設定値を超過しているかどうかを判定するものである。このカウントアップ判定ステップＳ２１ｂ，２３ｂにおいて、クリアカウント値が所定の設定値の範囲内であると判定された場合には、それぞれ処理動作が終了する。

一方、カウントアップ判定ステップＳ２１ｂ，２３ｂにおいてクリアカウント値が所定の設定値を超過（すなわち、閾値範囲内期間が積算されて設定値を超過）していると判定された場合には、それぞれリセット処理ステップＳ２１ｃ，２３ｃに移行して、セットカウント値がリセットされた後、処理動作が終了する。

カウントアップ判定ステップＳ２２ｂは、セットカウント処理ステップＳ２２ａ後のセットカウント値が所定の設定値を超過しているかどうかが判定される。このカウントアップ判定ステップＳ２２ｂにおいて、セットカウント値が所定の設定値の範囲内であると判定された場合には、処理動作が終了する。一方、クリアカウント値が所定の設定値を超過（すなわち、閾値範囲外期間が積算されて設定値を超過）していると判定（すなわち、端子間短絡が存在している判定）された場合には、出力処理ステップＳ２２ｃに移行して当該判定結果を出力装置により出力（例えばユーザが認識できるように出力）し、セットカウント値がリセットされた後、処理動作が終了する。

以上のような実施例５によれば、例えばフィルタ回路Ｆへのインバータ出力電流Ｉ_invにおいて変化が生じていなくても、端子間短絡を容易に検知することができ、当該端子間短絡に起因する電力変換装置の故障や損傷等の抑制に貢献可能となる。また、ユーザは、前述のような端子間短絡や当該端子間短絡による現象を容易に知ることも可能となる。

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…電力変換装置
５，６，７，８，９ａ，９ｂ，９ｃ…短絡検知装置
５１，５１ｄ，５１ｉ…電流検出部
６１，６１ｄ，６１ｉ…電圧検出部
７１…電力検出部
５２，６２，７２，９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ…偏差演算部
５３，６３，７３，８３，９２ａ，９２ｂ，９２ｃ…短絡判定部
８１…周波数成分検出部
８２…含有率導出部
Ｆ（Ｆ１０，Ｆ１１，Ｆ１２）…フィルタ回路
Ｕ１，Ｕ２…インバータユニット

Claims

インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電流を検出するフィルタ回路出力電流検出部と、
フィルタ回路出力電流検出部で検出した電流検出値と、インバータの出力制御に係る電流指令値と、の偏差を導出する偏差演算部と、
偏差演算部により導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、
を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置。
インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電圧を検出するフィルタ回路出力電圧検出部と、
フィルタ回路出力電圧検出部で検出した電圧検出値と、インバータの出力制御に係る電圧指令値と、の偏差を導出する偏差演算部と、
偏差演算部により導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、
を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置。
インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電力を検出するフィルタ回路出力電力検出部と、
フィルタ回路出力電力検出部で検出した電力検出値と、インバータの出力制御に係る電力指令値と、の偏差を導出する偏差演算部と、
偏差演算部により導出した偏差の時間に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、
を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置。
インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電流を検出するフィルタ回路出力電流検出部と、
インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電圧を検出するフィルタ回路出力電圧検出部と、
インバータ入力側に入力される直流電流を検出するインバータ入力電流検出部と、
インバータ入力側に入力される直流電圧を検出するインバータ入力電圧検出部と、
フィルタ回路出力電流検出部の電流検出値およびフィルタ回路出力電圧検出部の電圧検出値によるフィルタ回路出力有効電力と、インバータ入力電流検出部の電流検出値およびインバータ入力電圧検出部の電圧検出値によるインバータ入力有効電力と、の偏差を導出する偏差演算部と、
偏差演算部により導出した偏差の時間変化に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、
を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置。
インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電流を検出するフィルタ回路出力電流検出部と、
インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電圧を検出するフィルタ回路出力電圧検出部と、
インバータからフィルタ回路に入力されるフィルタ回路入力電流を検出するフィルタ回路入力電流検出部と、
インバータからフィルタ回路に入力されるフィルタ回路入力電圧を検出するフィルタ回路入力電圧検出部と、
フィルタ回路出力電流検出部の電流検出値およびフィルタ回路出力電圧検出部の電圧検出値によるフィルタ回路出力有効電力と、フィルタ回路入力電流検出部の電流検出値およびフィルタ回路入力電圧検出部の電圧検出値によるフィルタ回路入力有効電力と、の偏差を導出する偏差演算部と、
偏差演算部により導出した偏差の時間変化に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、
を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置。
インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電流を検出するフィルタ回路出力電流検出部と、
インバータ出力側のフィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電圧を検出するフィルタ回路出力電圧検出部と、
インバータからフィルタ回路に入力されるフィルタ回路入力電流を検出するフィルタ回路入力電流検出部と、
インバータからフィルタ回路に入力されるフィルタ回路入力電圧を検出するフィルタ回路入力電圧検出部と、
フィルタ回路出力電流検出部およびフィルタ回路入力電流検出部の各電流検出値の偏差を演算する電流偏差演算部と、
フィルタ回路出力電圧検出部およびフィルタ回路入力電圧検出部の各電圧検出値の偏差を演算する電圧偏差演算部と、
電流偏差演算部および電圧偏差演算部の各偏差の時間変化に対する変動特性に基づいて、フィルタ回路を構成している複数個の電気部品における端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、
を備えたことを特徴とするフィルタ回路の短絡検知装置。
短絡判定部は、変動特性において、偏差が所定の偏差閾値の範囲外の状態である閾値範囲外期間を導出して、端子間短絡の有無を判定することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のフィルタ回路の短絡検知装置。
短絡判定部は、変動特性において、偏差が所定の偏差閾値の範囲内の状態である閾値範囲内期間を導出して、端子間短絡の有無を判定することを特徴とする請求項７記載のフィルタ回路の短絡検知装置。
インバータからフィルタ回路に入力されるフィルタ回路入力電流もしくはフィルタ回路入力電圧の周波数成分を検出、または当該フィルタ回路から出力されるフィルタ回路出力電流もしくはフィルタ回路出力電圧の周波数成分を検出する周波数成分検出部と、
周波数成分検出部で検出した周波数成分における高調波成分の含有率を導出する含有率導出部と、
含有率導出部により導出した含有率に基づいて、フィルタ回路の直列部を構成しているリアクトルの端子間短絡の有無を判定する短絡判定部と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のフィルタ回路の短絡検知装置。