JP3102401B2 - 電力変換器の制御装置 - Google Patents
電力変換器の制御装置Info
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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- H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
- H02M1/092—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices the control signals being transmitted optically
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- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数のスイッチ
ング素子からなる電力変換器のための制御装置に関す
る。
ング素子からなる電力変換器のための制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１５に第１の従来例を示す。制御手段
１０１、Ｎ個のゲート駆動手段１０８ａ，１０８ｂ、Ｎ
個のスイッチング素子１０３ａ，１０３ｂからなり、制
御手段１０１とゲート駆動手段１０８ａ，１０８ｂとの
間は駆動信号線１１０１ａ １１０１ｂによって接続さ
れている。制御手段１０１の出力は、ゲート駆動手段１
０８ａ，１０８ｂで増幅されてスイッチング素子１０３
ａ，１０３ｂに与えられる。図１６に第２の従来例を示
す。第１の従来例に対し、故障検出手段２０２ａ，２０
２ｂおよび故障信号線１２０１ａ，１２０１ｂが付加さ
れている他は、図１５と同様である。なお、故障検出手
段２０２ａ，２０２ｂはスイッチング素子１０３ａ，１
０３ｂの故障を検出して制御手段に故障を知らせるもの
である。
１０１、Ｎ個のゲート駆動手段１０８ａ，１０８ｂ、Ｎ
個のスイッチング素子１０３ａ，１０３ｂからなり、制
御手段１０１とゲート駆動手段１０８ａ，１０８ｂとの
間は駆動信号線１１０１ａ １１０１ｂによって接続さ
れている。制御手段１０１の出力は、ゲート駆動手段１
０８ａ，１０８ｂで増幅されてスイッチング素子１０３
ａ，１０３ｂに与えられる。図１６に第２の従来例を示
す。第１の従来例に対し、故障検出手段２０２ａ，２０
２ｂおよび故障信号線１２０１ａ，１２０１ｂが付加さ
れている他は、図１５と同様である。なお、故障検出手
段２０２ａ，２０２ｂはスイッチング素子１０３ａ，１
０３ｂの故障を検出して制御手段に故障を知らせるもの
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 第１の従来例では、
駆動信号線はゲート駆動手段と同数必要であり、スイッ
チング素子の多い装置では、配線コストと配線の占有す
るスペース，信号の駆動電力，ノイズによるトラブルな
どが問題となる。一方、第２の従来例では、第１の従来
例に加えてさらに故障信号線も同数必要であることか
ら、配線による負担は第１の従来例に比べて２倍に増加
する。さらに、電力変換器の種別が異なる場合は駆動信
号線や故障信号線の本数、また保護制御の手順が異なる
ので、電力変換器の種別に応じて制御手段を用意しなけ
ればならない、という問題もある。したがって、この発
明の課題は、駆動信号線や故障信号線の本数を少なくし
て電力変換器を容易に制御可能とすること、加えて電力
変換器の故障に対する保護制御を容易とすることにあ
る。
駆動信号線はゲート駆動手段と同数必要であり、スイッ
チング素子の多い装置では、配線コストと配線の占有す
るスペース，信号の駆動電力，ノイズによるトラブルな
どが問題となる。一方、第２の従来例では、第１の従来
例に加えてさらに故障信号線も同数必要であることか
ら、配線による負担は第１の従来例に比べて２倍に増加
する。さらに、電力変換器の種別が異なる場合は駆動信
号線や故障信号線の本数、また保護制御の手順が異なる
ので、電力変換器の種別に応じて制御手段を用意しなけ
ればならない、という問題もある。したがって、この発
明の課題は、駆動信号線や故障信号線の本数を少なくし
て電力変換器を容易に制御可能とすること、加えて電力
変換器の故障に対する保護制御を容易とすることにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 このような課題を解決
するため、請求項１の発明では、電気−光変換器および
光−電気変換器からなり光ファイバを介して互いに接続
される複数の接続手段の１つにはシリアル信号送信手段
を介して制御手段を接続するとともに、故障信号受信手
段と保護制御手段とを設け、残りの接続手段にはシリア
ル信号受信手段およびゲート駆動手段を介して各スイッ
チング素子をそれぞれ接続するとともに、スイッチング
素子の故障を検出する故障検出手段とその故障信号を送
信する故障信号送信手段とを設け、前記光ファイバを介
する各スイッチング素子の制御と、故障検出およびそれ
にもとづく保護を可能にしたことを特徴とする。
するため、請求項１の発明では、電気−光変換器および
光−電気変換器からなり光ファイバを介して互いに接続
される複数の接続手段の１つにはシリアル信号送信手段
を介して制御手段を接続するとともに、故障信号受信手
段と保護制御手段とを設け、残りの接続手段にはシリア
ル信号受信手段およびゲート駆動手段を介して各スイッ
チング素子をそれぞれ接続するとともに、スイッチング
素子の故障を検出する故障検出手段とその故障信号を送
信する故障信号送信手段とを設け、前記光ファイバを介
する各スイッチング素子の制御と、故障検出およびそれ
にもとづく保護を可能にしたことを特徴とする。
【０００５】 また、請求項１の発明においては、前記
保護制御手段を、前記制御手段側に設ける代わりに各ス
イッチング素子対応に設けることができる（請求項２の
発明）。これら請求項１または２の発明においては、前
記故障検出手段に、前記制御手段からの指令で故障検出
手段出力の読み出し，記録を行なう故障記録手段を付加
し、前記光ファイバを介する各スイッチング素子の制御
と、故障検出，それにもとづく保護および故障記録を可
能にすることができる（請求項３の発明）。
保護制御手段を、前記制御手段側に設ける代わりに各ス
イッチング素子対応に設けることができる（請求項２の
発明）。これら請求項１または２の発明においては、前
記故障検出手段に、前記制御手段からの指令で故障検出
手段出力の読み出し，記録を行なう故障記録手段を付加
し、前記光ファイバを介する各スイッチング素子の制御
と、故障検出，それにもとづく保護および故障記録を可
能にすることができる（請求項３の発明）。
【０００６】 請求項４の発明では、電気−光変換器お
よび光−電気変換器からなり光ファイバを介して互いに
接続される複数の接続手段の１つにはシリアル信号送信
手段を介して制御手段を接続するとともに、故障信号受
信手段と保護制御手段とを設け、残りの接続手段にはシ
リアル信号受信手段およびパルス分配手段を経て複数の
スイッチング素子群をそれぞれゲート駆動手段を介して
接続するとともに、スイッチング素子の故障を検出する
故障検出手段とその故障信号を送信する故障信号送信手
段とを設け、前記光ファイバを介する各スイッチング素
子の制御と、故障検出およびそれにもとづく保護を可能
にしたことを特徴とする。
よび光−電気変換器からなり光ファイバを介して互いに
接続される複数の接続手段の１つにはシリアル信号送信
手段を介して制御手段を接続するとともに、故障信号受
信手段と保護制御手段とを設け、残りの接続手段にはシ
リアル信号受信手段およびパルス分配手段を経て複数の
スイッチング素子群をそれぞれゲート駆動手段を介して
接続するとともに、スイッチング素子の故障を検出する
故障検出手段とその故障信号を送信する故障信号送信手
段とを設け、前記光ファイバを介する各スイッチング素
子の制御と、故障検出およびそれにもとづく保護を可能
にしたことを特徴とする。
【０００７】 また、上記請求項４の発明においては、
前記保護制御手段を、前記制御手段側に設ける代わりに
各スイッチング素子対応に設けることができる（請求項
５の発明）。これら請求項４または５の発明において
は、前記故障検出手段に、前記制御手段からの指令で故
障検出手段出力の読み出し，記録を行なう故障記録手段
を付加し、前記光ファイバを介する各スイッチング素子
の制御と、故障検出，それにもとづく保護および故障記
録を可能にすることができる（請求項６の発明）。
前記保護制御手段を、前記制御手段側に設ける代わりに
各スイッチング素子対応に設けることができる（請求項
５の発明）。これら請求項４または５の発明において
は、前記故障検出手段に、前記制御手段からの指令で故
障検出手段出力の読み出し，記録を行なう故障記録手段
を付加し、前記光ファイバを介する各スイッチング素子
の制御と、故障検出，それにもとづく保護および故障記
録を可能にすることができる（請求項６の発明）。
【０００８】
【実施例】 図１はこの発明の原理説明図である。図示
のように、ここでは光ファイバ１０２とＮ＋１個の接続
手段１０４，１０６ａ，１０６ｂによって伝送路を形成
し、第１の接続手段１０４にはシリアル信号送信手段１
０５および制御手段１０１を組み合わせ、第２ないし第
（Ｎ＋１）の接続手段１０６ａ〜１０６ｂには、シリア
ル信号受信手段１０７ａ，１０７ｂ、ゲート駆動手段１
０８ａ，１０８ｂおよびスイッチング素子１０３ａ，１
０３ｂを組み合わせて接続する。
のように、ここでは光ファイバ１０２とＮ＋１個の接続
手段１０４，１０６ａ，１０６ｂによって伝送路を形成
し、第１の接続手段１０４にはシリアル信号送信手段１
０５および制御手段１０１を組み合わせ、第２ないし第
（Ｎ＋１）の接続手段１０６ａ〜１０６ｂには、シリア
ル信号受信手段１０７ａ，１０７ｂ、ゲート駆動手段１
０８ａ，１０８ｂおよびスイッチング素子１０３ａ，１
０３ｂを組み合わせて接続する。
【０００９】上記のような構成において、制御手段１０
１から出力された指令はシリアル信号送信手段１０５か
ら、第１の接続手段１０４を通して伝送路に送出され
る。シリアル信号受信手段１０７ａは、制御手段１０１
から出力された指令を第２の接続手段１０６ａから受け
取り、ゲート駆動手段１０８ａに送る。ゲート駆動手段
１０８ａでは、この指令にもとづきスイッチング素子１
０３ａを駆動する。このような動作は、他の接続手段，
シリアル信号受信手段，ゲート駆動手段およびスイッチ
ング素子についても同様である。
１から出力された指令はシリアル信号送信手段１０５か
ら、第１の接続手段１０４を通して伝送路に送出され
る。シリアル信号受信手段１０７ａは、制御手段１０１
から出力された指令を第２の接続手段１０６ａから受け
取り、ゲート駆動手段１０８ａに送る。ゲート駆動手段
１０８ａでは、この指令にもとづきスイッチング素子１
０３ａを駆動する。このような動作は、他の接続手段，
シリアル信号受信手段，ゲート駆動手段およびスイッチ
ング素子についても同様である。
【００１０】接続手段の具体例を図２に示す。同図
（ａ）はフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２、光／電気変換器
ＣＮ１および電気／光変換器ＣＮ２から構成され、光フ
ァイバからの信号はフォトカプラＰＣ１、光／電気変換
器ＣＮ１を介して制御手段またはシリアル信号受信手段
に入力され、制御手段またはシリアル信号受信手段から
の出力は電気／光変換器ＣＮ２およびフォトカプラＰＣ
２を介して光ファイバへ送出される。同図（ｂ）は光／
電気変換器ＣＮ１、電気／光変換器ＣＮ２およびスイッ
チＳＷから構成され、光ファイバからの信号は光／電気
変換器ＣＮ１を介して制御手段またはシリアル信号受信
手段に入力され、制御手段またはシリアル信号受信手段
からの出力はスイッチＳＷおよび電気／光変換器ＣＮ２
を介して光ファイバへ送出される。
（ａ）はフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２、光／電気変換器
ＣＮ１および電気／光変換器ＣＮ２から構成され、光フ
ァイバからの信号はフォトカプラＰＣ１、光／電気変換
器ＣＮ１を介して制御手段またはシリアル信号受信手段
に入力され、制御手段またはシリアル信号受信手段から
の出力は電気／光変換器ＣＮ２およびフォトカプラＰＣ
２を介して光ファイバへ送出される。同図（ｂ）は光／
電気変換器ＣＮ１、電気／光変換器ＣＮ２およびスイッ
チＳＷから構成され、光ファイバからの信号は光／電気
変換器ＣＮ１を介して制御手段またはシリアル信号受信
手段に入力され、制御手段またはシリアル信号受信手段
からの出力はスイッチＳＷおよび電気／光変換器ＣＮ２
を介して光ファイバへ送出される。
【００１１】 図３はこの発明の第１の実施の形態を
示す構成図である。図１に示すものに対し、故障信号受
信手段２０３、保護制御手段２０４、故障検出手段２０
２ａ，２０２ｂ、故障信号送信手段２０１ａ，２０１ｂ
を付加した点が特徴である。また、光ファイバによる伝
送路２０５は、双方向伝送機能を有している。このよう
な構成におけるスイッチング素子の駆動方法は図１の場
合と同様なので、ここではスイッチング素子に故障が発
生した場合の動作について説明する。
示す構成図である。図１に示すものに対し、故障信号受
信手段２０３、保護制御手段２０４、故障検出手段２０
２ａ，２０２ｂ、故障信号送信手段２０１ａ，２０１ｂ
を付加した点が特徴である。また、光ファイバによる伝
送路２０５は、双方向伝送機能を有している。このよう
な構成におけるスイッチング素子の駆動方法は図１の場
合と同様なので、ここではスイッチング素子に故障が発
生した場合の動作について説明する。
【００１２】故障検出手段の具体例を図４に示す。同図
（ａ）はスイッチング素子に流れる電流を検出し、過電
流のとき故障と判断するものであり、同図（ｂ）はスイ
ッチング素子をオンにする信号を与えても、論理的にオ
ンしたと判別できないとき故障と判断するものである。
そして、例えば故障検出手段２０２ａが故障を検出する
と、故障信号送信手段２０１ａおよび第２の接続手段１
０６ａを通して、故障信号が光ファイバによる伝送路２
０５に送られる。なお、他のスイッチング素子の故障の
場合も上記と同様である。故障信号受信手段２０３は第
２の接続手段１０４を介して故障信号を受信し、制御手
段１０１と保護制御手段２０４に通知する。これによ
り、保護制御手段２０４は直ちに保護の指令をシリアル
送信手段１０５を介して送信するとともに、制御手段１
０１は所定の故障処理を実行する。
（ａ）はスイッチング素子に流れる電流を検出し、過電
流のとき故障と判断するものであり、同図（ｂ）はスイ
ッチング素子をオンにする信号を与えても、論理的にオ
ンしたと判別できないとき故障と判断するものである。
そして、例えば故障検出手段２０２ａが故障を検出する
と、故障信号送信手段２０１ａおよび第２の接続手段１
０６ａを通して、故障信号が光ファイバによる伝送路２
０５に送られる。なお、他のスイッチング素子の故障の
場合も上記と同様である。故障信号受信手段２０３は第
２の接続手段１０４を介して故障信号を受信し、制御手
段１０１と保護制御手段２０４に通知する。これによ
り、保護制御手段２０４は直ちに保護の指令をシリアル
送信手段１０５を介して送信するとともに、制御手段１
０１は所定の故障処理を実行する。
【００１３】保護制御手段による保護動作の具体例を図
５に示す。これは、同図（ａ）のような２レベルインバ
ータに対し、同図（ｂ）の如き処理を行なうものであ
る。すなわち、同図（ａ）のような２レベルインバータ
で故障を検出すると、そのゲートを遮断することによ
り、保護を図る例である。保護制御手段による保護動作
の別の具体例を図６に示す。これは、同図（ａ）のよう
な３レベルインバータに対し、同図（ｂ）の如き処理を
行なうもので、同図（ａ）のようなインバータで故障が
生じたときに、全ゲートを遮断してしまうのではなく、
遮断順序を考慮してゲートを遮断することで保護を図る
例である。
５に示す。これは、同図（ａ）のような２レベルインバ
ータに対し、同図（ｂ）の如き処理を行なうものであ
る。すなわち、同図（ａ）のような２レベルインバータ
で故障を検出すると、そのゲートを遮断することによ
り、保護を図る例である。保護制御手段による保護動作
の別の具体例を図６に示す。これは、同図（ａ）のよう
な３レベルインバータに対し、同図（ｂ）の如き処理を
行なうもので、同図（ａ）のようなインバータで故障が
生じたときに、全ゲートを遮断してしまうのではなく、
遮断順序を考慮してゲートを遮断することで保護を図る
例である。
【００１４】 図７はこの発明の第２の実施の形態を示
す構成図である。図１に示すものに対し、故障信号受信
手段２０３、故障検出手段２０２ａ，２０２ｂ、故障信
号送信手段２０１ａ，２０１ｂおよび保護制御手段３０
１ａ，３０１ｂを付加した点が特徴である。また、光フ
ァイバによる伝送路２０５は、双方向伝送機能を有して
いる。図３と異なる点は、保護制御手段を制御手段側に
は置かずに、スイッチング素子側に個別に設けるように
した点にある。例えば、故障検出手段２０２ａがスイッ
チング素子１０３ａの故障を検出すると、故障信号送信
手段２０１ａおよび第２の接続手段１０６ａを通して故
障信号を送出する。保護制御手段３０１ａは故障信号を
受けると、ゲート駆動手段１０８ａに対し素子を保護す
るための保護動作を実行させる。他のシリアル信号受信
手段１０７ｂで故障信号を受信すると、保護制御手段３
０１ｂに報知することにより、スイッチング素子１０３
ｂを保護するための保護動作を実行させる。このよう
に、スイッチング素子が故障した場合は、対応する各保
護制御手段が協調して保護を行なうようにしている。
す構成図である。図１に示すものに対し、故障信号受信
手段２０３、故障検出手段２０２ａ，２０２ｂ、故障信
号送信手段２０１ａ，２０１ｂおよび保護制御手段３０
１ａ，３０１ｂを付加した点が特徴である。また、光フ
ァイバによる伝送路２０５は、双方向伝送機能を有して
いる。図３と異なる点は、保護制御手段を制御手段側に
は置かずに、スイッチング素子側に個別に設けるように
した点にある。例えば、故障検出手段２０２ａがスイッ
チング素子１０３ａの故障を検出すると、故障信号送信
手段２０１ａおよび第２の接続手段１０６ａを通して故
障信号を送出する。保護制御手段３０１ａは故障信号を
受けると、ゲート駆動手段１０８ａに対し素子を保護す
るための保護動作を実行させる。他のシリアル信号受信
手段１０７ｂで故障信号を受信すると、保護制御手段３
０１ｂに報知することにより、スイッチング素子１０３
ｂを保護するための保護動作を実行させる。このよう
に、スイッチング素子が故障した場合は、対応する各保
護制御手段が協調して保護を行なうようにしている。
【００１５】 図８はこの発明の第３の実施の形態を示
す構成図である。これは、図３に示すものに対し、故障
信号記録手段４０１ａ，４０１ｂを付加した点が特徴で
ある。したがって、例えば第１の故障検出手段２０２ａ
がスイッチング素子１０３ａの故障を検出すると、故障
信号記録手段４０１ａは故障信号波形を記録する働きを
する。そして、制御手段１０１からの故障記録読み出し
の指令をシリアル信号受信手段１０７ａが受信すると、
故障信号記録手段４０１ａが記録を読み出し、故障信号
送信手段２０１ａを通して制御手段１０１に送信する。
他の故障信号記録手段も同様に、対応するスイッチング
素子の故障の記録，読み出しを行なう。図９に図８の変
形例を示す。これは、図７に示すものに対し、故障信号
記録手段４０１ａ，４０１ｂを付加したもので、その機
能，動作は図８の場合と同様なので、説明は省略する。
す構成図である。これは、図３に示すものに対し、故障
信号記録手段４０１ａ，４０１ｂを付加した点が特徴で
ある。したがって、例えば第１の故障検出手段２０２ａ
がスイッチング素子１０３ａの故障を検出すると、故障
信号記録手段４０１ａは故障信号波形を記録する働きを
する。そして、制御手段１０１からの故障記録読み出し
の指令をシリアル信号受信手段１０７ａが受信すると、
故障信号記録手段４０１ａが記録を読み出し、故障信号
送信手段２０１ａを通して制御手段１０１に送信する。
他の故障信号記録手段も同様に、対応するスイッチング
素子の故障の記録，読み出しを行なう。図９に図８の変
形例を示す。これは、図７に示すものに対し、故障信号
記録手段４０１ａ，４０１ｂを付加したもので、その機
能，動作は図８の場合と同様なので、説明は省略する。
【００１６】 図１０は図１の変形例を示す構成図であ
る。図１に示すものとの相違点は、第２〜第Ｋ＋１の接
続手段６０５ａ，６０５ｂに接続された各シリアル信号
受信手段６０１ａ，６０１ｂの出力端にパルス分配手段
６０２ａ，６０２ｂがそれぞれ接続され、その出力端に
ゲート駆動手段６０３ａ，６０３ｂ，６０３ｃ，６０３
ｄを介してスイッチング素子６０４ａ，６０４ｂ，６０
４ｃ，６０４ｄが接続されている点である。パルス分配
手段６０２ａ，６０２ｂは、シリアル信号受信手段６０
１ａ，６０１ｂで受信した制御手段からの指令を、ゲー
ト駆動手段６０３ａ，６０３ｂ，６０３ｃ，６０３ｄに
分配する。つまり、接続手段とパルス分配手段とを、複
数（１群）のスイッチング素子で共有させるようにして
いる。これにより、制御手段１０１は、Ｋ個のシリアル
信号受信手段に指令を送信することで、Ｋ個よりも多い
すべてのスイッチング素子を制御することが可能とな
る。
る。図１に示すものとの相違点は、第２〜第Ｋ＋１の接
続手段６０５ａ，６０５ｂに接続された各シリアル信号
受信手段６０１ａ，６０１ｂの出力端にパルス分配手段
６０２ａ，６０２ｂがそれぞれ接続され、その出力端に
ゲート駆動手段６０３ａ，６０３ｂ，６０３ｃ，６０３
ｄを介してスイッチング素子６０４ａ，６０４ｂ，６０
４ｃ，６０４ｄが接続されている点である。パルス分配
手段６０２ａ，６０２ｂは、シリアル信号受信手段６０
１ａ，６０１ｂで受信した制御手段からの指令を、ゲー
ト駆動手段６０３ａ，６０３ｂ，６０３ｃ，６０３ｄに
分配する。つまり、接続手段とパルス分配手段とを、複
数（１群）のスイッチング素子で共有させるようにして
いる。これにより、制御手段１０１は、Ｋ個のシリアル
信号受信手段に指令を送信することで、Ｋ個よりも多い
すべてのスイッチング素子を制御することが可能とな
る。
【００１７】 図１１はこの発明の第４の実施の形態を
示す構成図である。図１０に示すものに対し、光ファイ
バによる伝送路２０５に双方向の通信機能を持たせると
ともに、スイッチング素子６０４ａ，６０４ｂ，６０４
ｃ，６０４ｄに対し、その故障を検出する故障検出手段
７０２ａ，７０２ｂ，７０２ｃ，７０２ｄと、その信号
を送信する故障信号送出手段７０１ａ，７０１ｂ，７０
１ｃ，７０１ｄとを付加した点が特徴である。例えば、
スイッチング素子６０４ａ，６０４ｂに接続されている
故障検出手段７０２ａ，７０２ｂがスイッチング素子の
故障を検出すると、故障検出信号が故障信号送出手段７
０１ａを介して制御手段１０１に送られる。これによ
り、図３と同様な制御が可能となる。
示す構成図である。図１０に示すものに対し、光ファイ
バによる伝送路２０５に双方向の通信機能を持たせると
ともに、スイッチング素子６０４ａ，６０４ｂ，６０４
ｃ，６０４ｄに対し、その故障を検出する故障検出手段
７０２ａ，７０２ｂ，７０２ｃ，７０２ｄと、その信号
を送信する故障信号送出手段７０１ａ，７０１ｂ，７０
１ｃ，７０１ｄとを付加した点が特徴である。例えば、
スイッチング素子６０４ａ，６０４ｂに接続されている
故障検出手段７０２ａ，７０２ｂがスイッチング素子の
故障を検出すると、故障検出信号が故障信号送出手段７
０１ａを介して制御手段１０１に送られる。これによ
り、図３と同様な制御が可能となる。
【００１８】 図１２はこの発明の第５の実施の形態を
示す構成図である。図１０に示すものとの相違点は、光
ファイバによる伝送路２０５に双方向の通信機能を持た
せるとともに、スイッチング素子６０４ａ，６０４ｂ，
６０４ｃ，６０４ｄに対し、その故障を検出する故障検
出手段７０２ａ，７０２ｂ，７０２ｃ，７０２ｄと、そ
の信号を送信する故障信号送出手段７０１ａ，７０１ｂ
と、保護制御手段８０１ａ，８０１ｂとが付加され、制
御手段１０１に対し故障信号受信手段２０３が付加され
ている点が特徴である。例えば、スイッチング素子６０
４ａ，６０４ｂに着目すると、各々に接続されている故
障検出手段７０２ａ，７０２ｂにて検出された故障は、
故障信号送出手段７０１ａによって送信されるととも
に、保護制御手段８０１ａに与えられる。保護制御手段
８０１ａはパルス分配手段６０２ａを制御して、スイッ
チング素子群の保護を行なう。さらに、他の保護制御手
段は、シリアル信号受信手段から故障信号を受け、そこ
に接続されているスイッチング素子群の保護を行なう。
制御手段側の動作については、図１０の場合と同様であ
る。
示す構成図である。図１０に示すものとの相違点は、光
ファイバによる伝送路２０５に双方向の通信機能を持た
せるとともに、スイッチング素子６０４ａ，６０４ｂ，
６０４ｃ，６０４ｄに対し、その故障を検出する故障検
出手段７０２ａ，７０２ｂ，７０２ｃ，７０２ｄと、そ
の信号を送信する故障信号送出手段７０１ａ，７０１ｂ
と、保護制御手段８０１ａ，８０１ｂとが付加され、制
御手段１０１に対し故障信号受信手段２０３が付加され
ている点が特徴である。例えば、スイッチング素子６０
４ａ，６０４ｂに着目すると、各々に接続されている故
障検出手段７０２ａ，７０２ｂにて検出された故障は、
故障信号送出手段７０１ａによって送信されるととも
に、保護制御手段８０１ａに与えられる。保護制御手段
８０１ａはパルス分配手段６０２ａを制御して、スイッ
チング素子群の保護を行なう。さらに、他の保護制御手
段は、シリアル信号受信手段から故障信号を受け、そこ
に接続されているスイッチング素子群の保護を行なう。
制御手段側の動作については、図１０の場合と同様であ
る。
【００１９】 図１３はこの発明の第６の実施の形態を
示す構成図である。図１１との相違点は、故障信号記録
手段９０１ａ，９０１ｂが付加された点にある。この故
障信号記録手段９０１ａ，９０１ｂは故障検出手段７０
２ａ，７０２ｂ，７０２ｃ，７０２ｄの出力を受けて故
障信号の波形記録を行なう。すなわち、制御手段１０１
からの読み出し指令をシリアル信号受信手段６０１ａ，
６０１ｂで受信すると、故障信号記録手段９０１ａ，９
０１ｂは記録を読み出し、故障信号送出手段７０１ａ，
７０１ｂを介して制御手段１０１へ送信する。図１４に
図１３の変形例を示す。これは、図１２に示すものに対
し、故障信号記録手段４０１ａ，４０１ｂを付加したも
ので、その機能，動作は図１３の場合と同様なので、説
明は省略する。
示す構成図である。図１１との相違点は、故障信号記録
手段９０１ａ，９０１ｂが付加された点にある。この故
障信号記録手段９０１ａ，９０１ｂは故障検出手段７０
２ａ，７０２ｂ，７０２ｃ，７０２ｄの出力を受けて故
障信号の波形記録を行なう。すなわち、制御手段１０１
からの読み出し指令をシリアル信号受信手段６０１ａ，
６０１ｂで受信すると、故障信号記録手段９０１ａ，９
０１ｂは記録を読み出し、故障信号送出手段７０１ａ，
７０１ｂを介して制御手段１０１へ送信する。図１４に
図１３の変形例を示す。これは、図１２に示すものに対
し、故障信号記録手段４０１ａ，４０１ｂを付加したも
ので、その機能，動作は図１３の場合と同様なので、説
明は省略する。
【００２０】
【発明の効果】 この発明によれば、様々な構成の電力
変換器を光ファイバによる１組の伝送路で制御できるの
で、電力変換器の構成やスイッチング素子数が異なる場
合でも容易に適用することができる。また、構成が複雑
な場合でも、配線の負担を大幅に削減できる。さらに、
請求１〜３の発明では、スイッチング素子間が光ファイ
バで絶縁されているので、高電圧を使用する電力変換器
でも容易に、しかも高い信頼性をもって制御できる。請
求４〜６の発明では、スイッチング素子をグループ化し
て駆動できるので、スイッチング素子の多い電力変換器
でも、容易かつ高い信頼性をもって制御することができ
る。
変換器を光ファイバによる１組の伝送路で制御できるの
で、電力変換器の構成やスイッチング素子数が異なる場
合でも容易に適用することができる。また、構成が複雑
な場合でも、配線の負担を大幅に削減できる。さらに、
請求１〜３の発明では、スイッチング素子間が光ファイ
バで絶縁されているので、高電圧を使用する電力変換器
でも容易に、しかも高い信頼性をもって制御できる。請
求４〜６の発明では、スイッチング素子をグループ化し
て駆動できるので、スイッチング素子の多い電力変換器
でも、容易かつ高い信頼性をもって制御することができ
る。
【００２１】 加えて、請求項１，４の発明では、スイ
ッチング素子をその近傍で保護できるので、高速な保護
が可能となる。特に、請求項４の発明では、スイッチン
グ素子群に一括してパルスを分配するようにしているの
で、スイッチング素子側での高速な保護協調が容易とな
る。また、請求項２，５の発明では、全スイッチング素
子の故障信号が得られるので、電力変換器全体の保護協
調をとることができる。さらに、請求項３，６の発明で
は、スイッチング素子近傍で故障記録ができるので、制
御手段ハードウエアの負担を軽減できる。特に、請求項
６の発明では、複数の故障信号を一括して記録すること
ができる。
ッチング素子をその近傍で保護できるので、高速な保護
が可能となる。特に、請求項４の発明では、スイッチン
グ素子群に一括してパルスを分配するようにしているの
で、スイッチング素子側での高速な保護協調が容易とな
る。また、請求項２，５の発明では、全スイッチング素
子の故障信号が得られるので、電力変換器全体の保護協
調をとることができる。さらに、請求項３，６の発明で
は、スイッチング素子近傍で故障記録ができるので、制
御手段ハードウエアの負担を軽減できる。特に、請求項
６の発明では、複数の故障信号を一括して記録すること
ができる。
【図１】この発明の原理説明図である。
【図２】接続手段の具体例を示すブロック図である。
【図３】この発明の第１の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図４】故障検出手段の具体例を示す構成図である。
【図５】保護制御手段の第１の具体例を示す説明図であ
る。
る。
【図６】保護制御手段の第２の具体例を示す説明図であ
る。
る。
【図７】この発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図８】この発明の第３の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図９】図８の変形例を示す構成図である。
【図１０】図１の変形例を示す構成図である。
【図１１】この発明の第４の実施の形態を示す構成図で
ある。
ある。
【図１２】この発明の第５の実施の形態を示す構成図で
ある。
ある。
【図１３】この発明の第６の実施の形態を示す構成図で
ある。
ある。
【図１４】図１３の変形例を示す構成図である。
【図１５】第１の従来例を示す構成図である。
【図１６】第２の従来例を示す構成図である。
１０１…制御手段、１０２，２０５…光ファイバ、１０
３ａ，１０３ｂ，６０４ａ〜６０４ｄ…スイッチング素
子、１０４，１０６ａ，１０６ｂ，６０５ａ，６０５ｂ
…接続手段、１０５…シリアル信号送信手段、１０７
ａ，１０７ｂ，６０１ａ，６０１ｂ…シリアル信号受信
手段、１０８ａ，１０８ｂ，６０３ａ〜６０３ｄ…ゲー
ト駆動手段、２０１ａ，２０１ｂ，７０１ａ，７０１ｂ
…故障信号送信手段、２０２ａ，２０２ｂ，７０２ａ〜
７０２ｄ…故障検出手段、２０３…故障信号受信手段、
２０４，３０１ａ，３０１ｂ，８０１ａ，８０１ｂ…保
護制御手段、４０１ａ，４０１ｂ，９０１ａ，９０１ｂ
…故障信号記録手段、１０３ａ，１０３ｂ，６０２ａ，
６０２ｂ…パルス分配手段。
３ａ，１０３ｂ，６０４ａ〜６０４ｄ…スイッチング素
子、１０４，１０６ａ，１０６ｂ，６０５ａ，６０５ｂ
…接続手段、１０５…シリアル信号送信手段、１０７
ａ，１０７ｂ，６０１ａ，６０１ｂ…シリアル信号受信
手段、１０８ａ，１０８ｂ，６０３ａ〜６０３ｄ…ゲー
ト駆動手段、２０１ａ，２０１ｂ，７０１ａ，７０１ｂ
…故障信号送信手段、２０２ａ，２０２ｂ，７０２ａ〜
７０２ｄ…故障検出手段、２０３…故障信号受信手段、
２０４，３０１ａ，３０１ｂ，８０１ａ，８０１ｂ…保
護制御手段、４０１ａ，４０１ｂ，９０１ａ，９０１ｂ
…故障信号記録手段、１０３ａ，１０３ｂ，６０２ａ，
６０２ｂ…パルス分配手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹川 清明 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−51769（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−227596（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−95761（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−83883（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−118590（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−10085（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 1/08 301
Claims (6)
- 【請求項１】 電気−光変換器および光−電気変換器か
らなり光ファイバを介して互いに接続される複数の接続
手段の１つにはシリアル信号送信手段を介して制御手段
を接続するとともに、故障信号受信手段と保護制御手段
とを設け、残りの接続手段にはシリアル信号受信手段お
よびゲート駆動手段を介して各スイッチング素子をそれ
ぞれ接続するとともに、スイッチング素子の故障を検出
する故障検出手段とその故障信号を送信する故障信号送
信手段とを設け、前記光ファイバを介する各スイッチン
グ素子の制御と、故障検出およびそれにもとづく保護を
可能にしたことを特徴とする電力変換器の制御装置。 - 【請求項２】 前記保護制御手段を、前記制御手段側に
設ける代わりに各スイッチング素子対応に設けることを
特徴とする請求項１に記載の電力変換器の制御装置。 - 【請求項３】 前記故障検出手段に、前記制御手段から
の指令で故障検出手段出力の読み出し，記録を行なう故
障記録手段を付加し、前記光ファイバを介する各スイッ
チング素子の制御と、故障検出，それにもとづく保護お
よび故障記録を可能にしたことを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の電力変換器の制御装置。 - 【請求項４】 電気−光変換器および光−電気変換器か
らなり光ファイバを介して互いに接続される複数の接続
手段の１つにはシリアル信号送信手段を介して制御手段
を接続するとともに、故障信号受信手段と保護制御手段
とを設け、残りの接続手段にはシリアル信号受信手段お
よびパルス分配手段を経て複数のスイッチング素子群を
それぞれゲート駆動手段を介して接続するとともに、ス
イッチング素子の故障を検出する故障検出手段とその故
障信号を送信する故障信号送信手段とを設け、前記光フ
ァイバを介する各スイッチング素子の制御と、故障検出
およびそれにもとづく保護を可能にしたことを特徴とす
る電力変換器の制御装置。 - 【請求項５】 前記保護制御手段を、前記制御手段側に
設ける代わりに各スイッチング素子対応に設けることを
特徴とする請求項４に記載の電力変換器の制御装置。 - 【請求項６】 前記故障検出手段に、前記制御手段から
の指令で故障検出手段出力の読み出し，記録を行なう故
障記録手段を付加し、前記光ファイバを介する各スイッ
チング素子の制御と、故障検出，それにもとづく保護お
よび故障記録を可能にしたことを特徴とする請求項４ま
たは５に記載の電力変換器の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36046297A JP3102401B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 電力変換器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36046297A JP3102401B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 電力変換器の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11196564A JPH11196564A (ja) | 1999-07-21 |
| JP3102401B2 true JP3102401B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=18469515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36046297A Expired - Fee Related JP3102401B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 電力変換器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3102401B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6700804B1 (en) * | 2000-11-02 | 2004-03-02 | American Superconductor Corporation | Integrated multi-level inverter assembly |
| DE10205832A1 (de) * | 2002-02-13 | 2003-08-28 | Semikron Elektronik Gmbh | Ansteuerung für Stromrichterventile |
| FR2851056B1 (fr) * | 2003-02-10 | 2005-04-08 | Alstom | Procede et systeme de commande d'un composant electronique de puissance, et support d'enregistrement d'informations comportant des instructions pour l'execution du procede |
| JP5449893B2 (ja) * | 2009-07-21 | 2014-03-19 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
| WO2011120572A1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Areva T&D Uk Limited | Converter |
| CA2886956C (en) | 2012-10-01 | 2015-08-18 | Abb Technology Ag | Converter arm and associated converter device |
| EP2897268B1 (en) | 2014-01-20 | 2022-01-05 | ABB Schweiz AG | Master/slave controller system in ring topology for modular multilevel converters |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36046297A patent/JP3102401B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11196564A (ja) | 1999-07-21 |
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