JP5145124B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、多重型の電力変換装置に関する。   The present invention relates to a multiplex power converter.

例えば、大容量のファン、ポンプ、ブロワ等を駆動する大電力電動機を可変速で駆動する場合、複数のスイッチング素子によりブリッジ回路を形成してなるインバータ回路からなる1つのセルユニットを複数個直列に接続して、高電圧化する多重型の電力変換装置が用いられている。しかし、装置の動作中にセルユニット内のスイッチング素子の1つが故障すると、故障したスイッチング素子を有するセルユニットは開放となり、セルユニットが直列接続されている装置の運転を継続することができなくなる。   For example, when driving a high-power motor that drives a large-capacity fan, pump, blower, etc. at a variable speed, a plurality of one cell unit consisting of an inverter circuit in which a bridge circuit is formed by a plurality of switching elements are connected in series. Multiple-type power converters that are connected to increase the voltage are used. However, if one of the switching elements in the cell unit fails during the operation of the apparatus, the cell unit having the failed switching element is opened, and the operation of the apparatus in which the cell units are connected in series cannot be continued.

このような問題を解決するものとして、例えば、特許文献1に記載される制御方法が知られている。これによれば、セルユニットのインバータ回路を構成するスイッチング素子の1つが開放故障した場合、開放故障したスイッチング素子に対応させて、他のスイッチング素子を強制的にオン又はオフさせて、電流をバイパスする経路を確保するようにしている。これにより、故障したセルユニットが開放となるのを防ぎ、装置の運転を継続することができる。   As a means for solving such a problem, for example, a control method described in Patent Document 1 is known. According to this, when one of the switching elements constituting the inverter circuit of the cell unit has an open failure, the current is bypassed by forcibly turning on or off the other switching element corresponding to the open failure. The route to do is secured. Thereby, it is possible to prevent the failed cell unit from being opened, and to continue the operation of the apparatus.

特開2004−357427号公報JP 2004-357427 A

しかし、特許文献1によれば、電流の向きやどのスイッチング素子が故障したかによって、強制的にオン又はオフさせるスイッチング素子が異なる。そのため、強制的にオン又はオフさせるスイッチング素子を特定するための制御回路が複雑になるので、装置の構成が煩雑になって、その分信頼性が低下することが懸念される。   However, according to Patent Document 1, the switching elements that are forcibly turned on or off differ depending on the direction of current and which switching element has failed. For this reason, a control circuit for specifying a switching element to be forcibly turned on or off becomes complicated, so that the configuration of the apparatus becomes complicated, and there is a concern that the reliability is lowered accordingly.

本発明が解決しようとする課題は、セルユニットが故障しても、より簡便な構成の制御回路により運転を継続することにある。   The problem to be solved by the present invention is to continue operation with a control circuit having a simpler configuration even if a cell unit fails.

上記課題を解決するため、本発明の電力変換装置は、入力交流を任意の電圧及び周波数に変換する複数のセルユニットの出力を直列接続してなり、各セルユニットは、入力交流を整流する整流回路と、単相ブリッジ接続された複数のスイッチング素子とその各スイッチング素子に並列接続された還流ダイオードを有するインバータ回路を備えてなり、各セルユニットの各スイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング制御回路を備えてなる電力変換装置において、各セルユニットは、入力交流の過電流を検出して入力交流を遮断する開閉器と、当該セルユニットの故障を検出する故障検出回路とを備え、スイッチング制御回路は、故障検出回路の故障検出信号に従って当該セルユニットのスイッチング素子を全てオンにする指令を出力することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the power conversion device of the present invention is formed by connecting the outputs of a plurality of cell units that convert input alternating current into arbitrary voltage and frequency in series, and each cell unit rectifies the input alternating current. A switching control circuit for controlling on / off of each switching element of each cell unit, comprising an inverter circuit having a circuit, a plurality of switching elements connected in a single-phase bridge, and a return diode connected in parallel to each switching element In the power conversion device, each cell unit includes a switch that detects an overcurrent of the input alternating current and interrupts the input alternating current, and a failure detection circuit that detects a failure of the cell unit, and the switching control circuit includes: Outputs a command to turn on all the switching elements of the cell unit according to the failure detection signal of the failure detection circuit. It is characterized in.

すなわち、例えば、スイッチング素子が短絡故障したとき、短絡故障したインバータ回路のスイッチング素子が全てオンされるから、スイッチング素子と還流ダイオードを通る正負両方向の電流パスが形成される。電流パスは、いずれのスイッチング素子が短絡故障しても形成される。一方、スイッチング素子が開放故障したときも同様に、開放故障したインバータ回路の、開放故障したスイッチング素子を除くスイッチング素子が全てオンされるから、オン状態のスイッチング素子と還流ダイオードを通る正負両方向の電流パスが形成される。電流パスは、いずれのスイッチング素子が開放故障しても形成される。これにより、セルユニット内のインバータ回路のスイッチング素子が短絡又は開放故障しても電力変換装置の運転を継続することができる。なお、いずれの故障の場合でも、故障による過電流か、あるいは、スイッチング素子を全てオンにすることによる過電流により開閉器は開放され、入力交流は遮断される。このような電流パスが形成されるので、セルユニットをバイパスするための回路を設けることなく、また、故障したスイッチング素子を特定することなく、故障したセルユニット以外のセルユニットで電力変換装置の運転を継続することができる。   That is, for example, when the switching element is short-circuited, all the switching elements of the short-circuited inverter circuit are turned on, so that current paths in both positive and negative directions passing through the switching element and the return diode are formed. The current path is formed even if any switching element is short-circuited. On the other hand, when an open circuit failure occurs in the switching element, all the switching elements except the open circuit switching element of the inverter circuit in the open circuit failure are turned on. A path is formed. The current path is formed even if any switching element has an open failure. Thereby, even if the switching element of the inverter circuit in the cell unit is short-circuited or opened, the operation of the power conversion device can be continued. In any case, the switch is opened and the input AC is cut off due to the overcurrent caused by the failure or the overcurrent caused by turning on all the switching elements. Since such a current path is formed, it is possible to operate the power conversion apparatus with a cell unit other than the failed cell unit without providing a circuit for bypassing the cell unit and without specifying a failed switching element. Can continue.

この場合において、入力交流は三相交流であり、直列接続されたセルユニット群を三相分備え、セルユニット群がスター結線されてなる電力変換システムを構成することもできる。   In this case, the input alternating current is a three-phase alternating current, and it is also possible to configure a power conversion system in which cell unit groups connected in series are provided for three phases and the cell unit groups are star-connected.

また、故障検出回路を、セルユニットの出力電圧を検出し、その出力電圧とセルユニットに予め設定された電圧(設定電圧)との偏差が設定値を超えたときに故障と判断して故障検出信号を生成するように構成することもできる。セルユニットの故障には、上述したインバータ回路のスイッチング素子の故障に加え、整流回路及び還流ダイオードの故障があるが、これにより、いずれの故障でも検出することができる。いずれの故障が発生した場合でも、本発明により正負両方向の電流パスを形成することができる。   In addition, the failure detection circuit detects the output voltage of the cell unit, and detects a failure when the deviation between the output voltage and the voltage preset in the cell unit (set voltage) exceeds the set value. It can also be configured to generate a signal. In addition to the failure of the switching element of the inverter circuit described above, the failure of the cell unit includes the failure of the rectifier circuit and the freewheeling diode. Thus, any failure can be detected. Regardless of which failure occurs, current paths in both positive and negative directions can be formed according to the present invention.

本発明によれば、セルユニットが故障しても、より簡便な構成の制御回路により運転を継続することができる。   According to the present invention, even if a cell unit fails, the operation can be continued by a control circuit having a simpler configuration.

以下、本発明の電力変換システム1の実施例を説明する。以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。   Hereinafter, the Example of the power conversion system 1 of this invention is described. In the following description, the same functional parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本実施例の電力変換システム1の構成図である。図1に示すように、電力変換システム1は、三相引込み線2と、多重変圧器4と、三相交流を任意の目標とする電圧及び周波数(本実施例では単相交流)に変換する複数(本実施例では15個)のセルユニット6と、負荷8とを備える。多重変圧器4は、複数(本実施例では15個)の2次巻線を有しており、1次巻線は三相引込み線2と接続され、2次巻線は各セルユニット6に接続されている。セルユニット6は、複数(本実施例では5個)の出力が直列接続されてセルユニット群10を構成する。セルユニット群10はU相、V相、W相の各相としてスター結線され、一端に負荷8を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram of a power conversion system 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the power conversion system 1 converts a three-phase lead-in wire 2, a multiple transformer 4, and a three-phase alternating current into an arbitrary target voltage and frequency (single-phase alternating current in this embodiment). A plurality (15 in this embodiment) of cell units 6 and a load 8 are provided. The multiplex transformer 4 has a plurality (15 in this embodiment) of secondary windings, the primary windings are connected to the three-phase lead-in wires 2, and the secondary windings are connected to each cell unit 6. It is connected. In the cell unit 6, a plurality of (in this embodiment, five) outputs are connected in series to constitute a cell unit group 10. The cell unit group 10 is star-connected as U-phase, V-phase, and W-phase, and includes a load 8 at one end.

図2は、セルユニット6の構成図である。セルユニット6は、複数のダイオードをブリッジ接続してなる整流回路12と、整流回路12の出力に並列接続され、複数の平滑コンデンサを直列接続してなる平滑回路13と、単相ブリッジ接続されたスイッチング素子14a,14b,14c,14dと、各スイッチング素子14に並列接続された還流ダイオード18a,18b,18c,18dとを有し、平滑回路13の出力に並列接続されたインバータ回路19を備える。また、電力変換システム1は、スイッチング制御回路20を有しており、スイッチング制御回路20は、各セルユニット6のスイッチング素子14をオンオフ制御するようになっている。   FIG. 2 is a configuration diagram of the cell unit 6. The cell unit 6 is connected in a single-phase bridge with a rectifier circuit 12 formed by bridge-connecting a plurality of diodes, a smoothing circuit 13 connected in parallel to the output of the rectifier circuit 12 and connected in series with a plurality of smoothing capacitors. The inverter circuit 19 includes switching elements 14 a, 14 b, 14 c, 14 d and free-wheeling diodes 18 a, 18 b, 18 c, 18 d connected in parallel to the switching elements 14, and is connected in parallel to the output of the smoothing circuit 13. Moreover, the power conversion system 1 has a switching control circuit 20, and the switching control circuit 20 performs on / off control of the switching element 14 of each cell unit 6.

ここで、セルユニット6における本実施例の特徴に係る構成について説明する。セルユニット6は、各相に接続され、入力交流の過電流を検出して入力交流を遮断する複数(本実施例では3個)のヒューズ21と、セルユニット6の故障を検出する故障検出回路22とを備えている。ヒューズ21は、過電流が流れると開放するようになっている。故障検出回路22は、セルユニット6の出力電圧を検出し、その出力電圧とセルユニット6に予め設定された電圧との偏差が設定値を超えたときに故障と判断して故障検出信号を生成し、スイッチング制御回路20に送信するようになっている。   Here, the structure which concerns on the characteristic of the present Example in the cell unit 6 is demonstrated. The cell unit 6 is connected to each phase and detects a fault of the cell unit 6 by a plurality of (three in this embodiment) fuses 21 that detect an input AC overcurrent and cut off the input AC. 22. The fuse 21 is opened when an overcurrent flows. The failure detection circuit 22 detects the output voltage of the cell unit 6, and generates a failure detection signal by determining a failure when a deviation between the output voltage and a voltage preset in the cell unit 6 exceeds a set value. Then, it is transmitted to the switching control circuit 20.

このように構成される本実施例の動作について、図1,2を参照して説明する。三相引込み線2で引き込まれた三相交流は、多重変圧器4で所望の大きさの電圧にされ、各セルユニット6に供給される。供給された三相交流は、ヒューズ21を介して整流回路12に入力されて整流され、平滑回路13で平滑されて直流となり、インバータ回路19に流れる。インバータ回路19を制御するスイッチング制御回路20は、PWM制御により各スイッチング素子14をオンオフ制御して、インバータ回路19に流れた直流を単相交流に変換して出力する。出力された単相交流は負荷8に供給される。上述した動作が、スイッチング制御回路20の指令に基づいて各セルユニット6について行われる。このように、1つのセルユニット6から出力できる電圧の5倍の電圧をU,V,Wの各相から負荷8に供給できるようになっている。なお、本実施例では、要求される電力はセルユニット6の12個分であり、各相では4つのセルユニット6で定格出力できるが、通常は5つのセルユニット6で定格出力を維持している。スイッチング制御回路20は、1つのセルユニット6が故障すると、同相のその他の4つの正常なセルユニット6で定格出力できるように制御を切り換えるようになっている。   The operation of this embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. The three-phase alternating current drawn by the three-phase lead-in wire 2 is changed to a desired voltage by the multiple transformer 4 and supplied to each cell unit 6. The supplied three-phase alternating current is input to the rectifier circuit 12 through the fuse 21 and rectified, and is smoothed by the smoothing circuit 13 to become direct current and flows to the inverter circuit 19. The switching control circuit 20 that controls the inverter circuit 19 performs on / off control of each switching element 14 by PWM control, converts the direct current flowing through the inverter circuit 19 into single-phase alternating current, and outputs the single-phase alternating current. The output single-phase alternating current is supplied to the load 8. The above-described operation is performed for each cell unit 6 based on a command from the switching control circuit 20. In this way, a voltage that is five times the voltage that can be output from one cell unit 6 can be supplied to the load 8 from each of the U, V, and W phases. In this embodiment, the required power is 12 cell units 6 and each cell can be rated output by 4 cell units 6, but normally the rated output is maintained by 5 cell units 6. Yes. When one cell unit 6 fails, the switching control circuit 20 switches control so that the other four normal cell units 6 in the same phase can perform rated output.

ここで、本実施例の特徴に係る動作について、図2乃至図4を参照して説明する。なお、図3は、スイッチング素子14aが短絡故障を起こした場合の電流パスの一例を示す回路図であり、図4は、スイッチング素子14aが開放故障を起こした場合の電流パスの一例を示す回路図である。   Here, the operation according to the feature of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a current path when the switching element 14a has a short-circuit fault. FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a current path when the switching element 14a has an open fault. FIG.

1つのセルユニット6が故障した場合、そのセルユニット6に備えられた故障検出回路22が故障を検出し、スイッチング制御回路20に故障検出信号を出力する。スイッチング制御回路20は、故障検出信号に従って、故障したセルユニット6のスイッチング素子14を全てオンにする指令を出力し続ける。これによって電流パスが形成され、インバータ回路19の出力が開放にならない。なお、故障による過電流か、あるいは、スイッチング素子を全てオンにすることによる過電流によりヒューズ21は開放されているので、故障したセルユニット6に多重変圧器4の電力は供給されない。   When one cell unit 6 fails, the failure detection circuit 22 provided in the cell unit 6 detects the failure and outputs a failure detection signal to the switching control circuit 20. The switching control circuit 20 continues to output a command to turn on all the switching elements 14 of the failed cell unit 6 in accordance with the failure detection signal. As a result, a current path is formed, and the output of the inverter circuit 19 is not opened. Since the fuse 21 is opened due to an overcurrent due to a failure or an overcurrent caused by turning on all the switching elements, the power of the multiple transformer 4 is not supplied to the failed cell unit 6.

ここで、形成される電流パスの一例について、短絡故障と開放故障とに分けて説明する。なお、説明を簡略化するため電流パスを一例のみ示すが、電流パスは1つに限定されるものではない。スイッチング素子14aが短絡故障した場合、図3に示す電流パスが形成される。電流パスAは、端子24bから還流ダイオード18b、短絡しているスイッチング素子14aを経て端子24aに向かう流れである。また、電流パスBは、端子24aから還流ダイオード18a、オン状態のスイッチング素子14bを経て端子24bに向かう流れである。このように、端子24bから端子24a、端子24aから端子24bの正負両方向の電流に対応できる。また、いずれのスイッチング素子14が短絡故障を起こしても、複数のスイッチング素子14が短絡故障を起こしても、電流パスが形成される。   Here, an example of the formed current path will be described separately for a short circuit failure and an open failure. In order to simplify the description, only one example of current paths is shown, but the number of current paths is not limited to one. When the short-circuit failure occurs in the switching element 14a, the current path shown in FIG. 3 is formed. The current path A is a flow from the terminal 24b to the terminal 24a through the freewheeling diode 18b and the short-circuited switching element 14a. The current path B is a flow from the terminal 24a to the terminal 24b through the free wheeling diode 18a and the switching element 14b in the on state. In this way, it is possible to deal with currents in both positive and negative directions from the terminal 24b to the terminal 24a and from the terminal 24a to the terminal 24b. In addition, even if any of the switching elements 14 causes a short circuit failure or a plurality of switching elements 14 cause a short circuit failure, a current path is formed.

次に、スイッチング素子14aが開放故障した場合、図4に示す電流パスが形成される。電流パスCは、端子24bからオン状態のスイッチング素子14d、還流ダイオード18cを経て端子24aに向かう流れである。また、電流パスDは、端子24aからオン状態のスイッチング素子14c、還流ダイオード18dを経て端子24bに向かう流れである。このように、端子24bから端子24a、端子24aから端子24bの正負両方向の電流に対応できる。また、いずれのスイッチング素子14が開放故障を起こしても、電流パスが形成される。さらに、スイッチング素子14aとスイッチング素子14c又はスイッチング素子14bとスイッチング素子14dが開放故障を起こしても、電流パスが形成される。   Next, when the switching element 14a has an open failure, the current path shown in FIG. 4 is formed. The current path C is a flow from the terminal 24b to the terminal 24a through the switching element 14d in the on state and the free wheeling diode 18c. The current path D is a flow from the terminal 24a to the terminal 24b via the ON switching element 14c and the freewheeling diode 18d. In this way, it is possible to deal with currents in both positive and negative directions from the terminal 24b to the terminal 24a and from the terminal 24a to the terminal 24b. Even if any switching element 14 causes an open failure, a current path is formed. Furthermore, even if the switching element 14a and the switching element 14c or the switching element 14b and the switching element 14d cause an open failure, a current path is formed.

さらに、整流回路12が故障した場合についても同様で、スイッチング素子14を全てオンにすることにより、正負両方向の電流パスが形成される。   Further, the same applies to the case where the rectifier circuit 12 fails. By turning on all the switching elements 14, current paths in both positive and negative directions are formed.

また、還流ダイオード18が短絡故障した場合について、例えば、還流ダイオード18aが短絡故障したとすると、スイッチング素子14aが短絡故障した場合の図3と同様の電流パスが形成される。還流ダイオード18が開放故障した場合について、例えば、還流ダイオード18aが開放故障したとすると、スイッチング素子14aが開放故障した場合の図4と同様の電流パスが形成される。   Further, in the case where the free-wheeling diode 18 is short-circuited, for example, if the free-wheeling diode 18a is short-circuited, a current path similar to that in FIG. 3 when the switching element 14a is short-circuited is formed. In the case where the freewheeling diode 18 has an open failure, for example, if the freewheeling diode 18a has an open failure, a current path similar to that in FIG. 4 when the switching element 14a has an open failure is formed.

スイッチング素子14aと還流ダイオード18aがともに短絡故障した場合、図3と同様の電流パスが形成される。また、スイッチング素子14aと還流ダイオード18aがともに開放故障した場合、図4と同様の電流パスが形成される。スイッチング素子14aが短絡故障、還流ダイオード18aが開放故障した場合、図3を参照すると電流パスは、端子24bから還流ダイオード18b、短絡しているスイッチング素子14aを経て端子24aに向かう流れである。一方の電流パスは、端子24aからオン状態のスイッチング素子14c,還流ダイオード18dを経て端子24bに向かう流れである。スイッチング素子14aが開放故障、還流ダイオード18aが短絡故障した場合は、図4と同様の電流パスが形成される。   When both the switching element 14a and the freewheeling diode 18a are short-circuited, a current path similar to that in FIG. 3 is formed. Further, when both the switching element 14a and the freewheeling diode 18a fail to open, a current path similar to that in FIG. 4 is formed. When the switching element 14a is short-circuited and the freewheeling diode 18a is open, the current path is a flow from the terminal 24b to the terminal 24a via the freewheeling diode 18b and the shorted switching element 14a. One current path is a flow from the terminal 24a to the terminal 24b through the ON switching element 14c and the freewheeling diode 18d. When the switching element 14a has an open failure and the free wheel diode 18a has a short circuit failure, a current path similar to that of FIG. 4 is formed.

以上説明したように、スイッチング素子14が短絡故障したとき、短絡故障したインバータ回路19のスイッチング素子14が全てオンされるから、スイッチング素子14と還流ダイオード18を通る正負両方向の電流パスが形成される。電流パスは、いずれのスイッチング素子14が短絡故障しても形成され、また、複数のスイッチング素子14が短絡故障しても形成される。一方、スイッチング素子14が開放故障したときも同様に、開放故障したインバータ回路19の開放故障したスイッチング素子を除くスイッチング素子14が全てオンされるから、オン状態のスイッチング素子14と還流ダイオード18を通る正負両方向の電流パスが形成される。電流パスは、いずれのスイッチング素子14が開放故障しても形成され、また、複数のスイッチング素子14が開放故障しても形成される。これにより、セルユニット6内のインバータ回路19のスイッチング素子14が短絡又は開放故障しても電力変換システム1の運転を継続することができる。なお、いずれの故障の場合でも、故障による過電流か、あるいは、スイッチング素子14を全てオンにすることによる過電流によりヒューズ21は開放され、入力交流は遮断される。このような電流パスが形成されるので、セルユニット6をバイパスするための回路を設けることなく、また、故障したスイッチング素子を特定することなく、故障したセルユニット以外のセルユニットで電力変換システムの運転を継続することができる。   As described above, when the switching element 14 is short-circuited, all the switching elements 14 of the short-circuited inverter circuit 19 are turned on, so that a current path in both positive and negative directions passing through the switching element 14 and the freewheeling diode 18 is formed. . The current path is formed even if any of the switching elements 14 is short-circuited, and is formed even if a plurality of switching elements 14 are short-circuited. On the other hand, when the switching element 14 has an open failure, similarly, all the switching elements 14 except the open failure switching element of the inverter circuit 19 in which the open failure has occurred are turned on. Current paths in both positive and negative directions are formed. The current path is formed even if any of the switching elements 14 has an open failure, and is formed even if a plurality of switching elements 14 have an open failure. Thereby, even if the switching element 14 of the inverter circuit 19 in the cell unit 6 is short-circuited or opened, the operation of the power conversion system 1 can be continued. In any case, the fuse 21 is opened due to an overcurrent caused by the failure or an overcurrent caused when all the switching elements 14 are turned on, and the input AC is cut off. Since such a current path is formed, a circuit for bypassing the cell unit 6 is not provided, and a faulty switching element is not specified. Driving can be continued.

また、整流回路12及び還流ダイオード18の故障が発生した場合でも、本発明により正負両方向の電流パスを形成することができる。   Even when a failure occurs in the rectifier circuit 12 and the freewheeling diode 18, current paths in both positive and negative directions can be formed according to the present invention.

以上、本実施例の電力変換システム1について説明したが、本発明は、この実施例に限らず適宜構成を変更して適用することができる。例えば、本実施例では、セルユニット6が故障した場合に備えて、各相5つのセルユニット6で定格出力を維持しているが、4個のセルユニット6により定格出力を行い、1個のセルユニット6を待機系としてもよい。この場合、待機系のセルユニット6は通常は稼動しておらず、その他のセルユニット6から出力された任意の電圧及び周波数を通すのみとなる。   The power conversion system 1 according to the present embodiment has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment, and can be applied by appropriately changing the configuration. For example, in this embodiment, the rated output is maintained by the five cell units 6 for each phase in preparation for the case where the cell unit 6 breaks down. The cell unit 6 may be a standby system. In this case, the standby cell unit 6 is not normally operated, and only passes any voltage and frequency output from the other cell units 6.

また、本実施例において、同相のセルユニット6が2個故障すると、その相の出力はセルユニット6の3個分となる。この場合、その他の相の出力をセルユニット6の3個分にする制御を行うようにスイッチング制御回路20を構成し、各相の出力を均衡にして運転を継続させるようにすることもできる。   Further, in this embodiment, when two in-phase cell units 6 fail, the output of the phase becomes three cell units 6. In this case, the switching control circuit 20 can be configured to control the output of the other phases to be equal to that of the three cell units 6, and the operation can be continued by balancing the outputs of the respective phases.

さらに、本実施例では、セルユニット6の出力から故障を検出しているが、整流回路12やインバータ回路19の出力の変化により、それぞれの回路の故障を検出するように構成してもよい。また、スイッチング素子14や還流ダイオード18の電圧の変化により、それぞれの素子の故障を検出するように構成してもよい。   Further, in the present embodiment, the failure is detected from the output of the cell unit 6, but the failure of each circuit may be detected by the change in the output of the rectifier circuit 12 or the inverter circuit 19. Moreover, you may comprise so that the failure of each element may be detected by the change of the voltage of the switching element 14 or the free-wheeling diode 18.

本実施例の電力変換システムの構成図である。It is a block diagram of the power conversion system of a present Example. セルユニットの構成図である。It is a block diagram of a cell unit. スイッチング素子が短絡故障を起こした場合の電流パスを示す回路図の一例である。It is an example of the circuit diagram which shows the electric current path when a switching element raise | generates a short circuit failure. スイッチング素子が開放故障を起こした場合の電流パスを示す回路図の一例である。It is an example of the circuit diagram which shows the electric current path when a switching element raise | generates an open failure.

符号の説明Explanation of symbols

1 電力変換システム
2 三相引込み線
4 多重変圧器
6 セルユニット
8 負荷
10 セルユニット群
12 整流回路
13 平滑回路
14a,14b,14c,14d スイッチング素子
18a,18b,18c,18d 還流ダイオード
19 インバータ回路
20 スイッチング制御回路
21 ヒューズ
22 故障検出回路
24a,24b 端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power conversion system 2 Three-phase lead-in line 4 Multiple transformer 6 Cell unit 8 Load 10 Cell unit group 12 Rectifier circuit 13 Smoothing circuit 14a, 14b, 14c, 14d Switching element 18a, 18b, 18c, 18d Free-wheeling diode 19 Inverter circuit 20 Switching control circuit 21 Fuse 22 Fault detection circuit 24a, 24b Terminal

Claims (3)

入力交流を任意の電圧及び周波数に変換する複数のセルユニットの出力を直列接続してなり、前記各セルユニットは、前記入力交流を整流する整流回路と、単相ブリッジ接続された複数のスイッチング素子と該各スイッチング素子に並列接続された還流ダイオードを有するインバータ回路を備えてなり、前記各セルユニットの前記各スイッチング素子をオンオフ制御するスイッチング制御回路を備えてなる電力変換装置において、
前記各セルユニットは、入力交流の過電流を検出して入力交流を遮断する開閉器と、当該セルユニットの故障を検出する故障検出回路とを備え、前記スイッチング制御回路は、前記故障検出回路の故障検出信号に従って当該セルユニットの前記スイッチング素子を全てオンにする指令を出力することを特徴とする電力変換装置。
Outputs of a plurality of cell units that convert input alternating current into arbitrary voltage and frequency are connected in series, and each cell unit includes a rectifier circuit that rectifies the input alternating current, and a plurality of switching elements connected in a single-phase bridge. And an inverter circuit having a free-wheeling diode connected in parallel to each switching element, and a power conversion device including a switching control circuit that controls on / off of each switching element of each cell unit,
Each of the cell units includes a switch that detects an overcurrent of the input alternating current and interrupts the input alternating current, and a failure detection circuit that detects a failure of the cell unit, and the switching control circuit includes: A power converter that outputs a command to turn on all the switching elements of the cell unit in accordance with a failure detection signal.
請求項1において、
前記入力交流は三相交流であり、前記直列接続されたセルユニット群を三相分備え、前記セルユニット群は、スター結線されてなる電力変換システム。
In claim 1,
The input alternating current is a three-phase alternating current, and includes a series of cell unit groups connected in series for three phases, and the cell unit group is a star-connected power conversion system.
請求項1において、
前記故障検出回路は、前記セルユニットの出力電圧を検出し、該出力電圧と前記セルユニットに予め設定された電圧との偏差が設定値を超えたときに故障と判断して前記故障検出信号を生成してなる電力変換装置又は電力変換システム。
In claim 1,
The failure detection circuit detects an output voltage of the cell unit, and determines a failure when a deviation between the output voltage and a voltage preset in the cell unit exceeds a set value, and outputs the failure detection signal. A generated power conversion device or power conversion system.
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