JP6633402B2

JP6633402B2 - Inverter device

Info

Publication number: JP6633402B2
Application number: JP2016015742A
Authority: JP
Inventors: 成一白井
Original assignee: 東芝シュネデール・インバータ株式会社
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: JP2017135938A

Description

本発明の実施形態は、交流電源に接続される、１つ以上のコンデンサを含むフィルタ回路を有するインバータ装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an inverter device having a filter circuit including one or more capacitors connected to an AC power supply.

インバータ装置の電源系に使用されているフィルタ回路において、一般的に使用されているフィルムコンデンサには寿命があり、使用環境によりコンデンサの容量は徐々に低下して行く。したがって、フィルタ回路の性能は、コンデンサの容量低下に伴い劣化する。フィルタ回路の性能劣化に伴い、インバータ装置側から電源ラインに流出するノイズが増加し、インバータ装置と同じ電源系統に接続されている周辺装置に悪影響を及ぼす。そのため、フィルタ回路の性能が維持できなくなる前に、コンデンサの交換を促す手段が必要である。 In a filter circuit used in a power supply system of an inverter device, a generally used film capacitor has a service life, and the capacity of the capacitor gradually decreases depending on a use environment. Therefore, the performance of the filter circuit deteriorates as the capacitance of the capacitor decreases. With the performance degradation of the filter circuit, noise flowing out of the inverter device to the power supply line increases, which adversely affects peripheral devices connected to the same power supply system as the inverter device. Therefore, means for prompting the replacement of the capacitor before the performance of the filter circuit cannot be maintained is required.

特開平８−１９６０８２号公報JP-A-8-196082

従来、システムに組み込まれた状態で、インバータ装置に内蔵されているフィルタ回路のコンデンサ容量を測定する手段は無かったため、コンデンサ容量の低下に伴いフィルタ回路の性能が劣化しても検出することはできなかった。したがって、容量低下を可能な限り抑制する必要から、容量に非常に大きな余裕を持たせたコンデンサを選定しなければならず、インバータ装置のサイズが大きくなり、さらに、フィルタ回路のコストも高価になっていた。 Conventionally, there has been no means to measure the capacitance of the filter circuit built into the inverter device while it is installed in the system, so even if the performance of the filter circuit deteriorates due to a decrease in the capacitance, it can be detected. Did not. Therefore, since it is necessary to suppress the capacitance reduction as much as possible, it is necessary to select a capacitor having a very large margin in the capacitance, which increases the size of the inverter device and also increases the cost of the filter circuit. I was

そこで、システムに組み込まれた状態でもフィルタ回路のコンデンサ容量を測定でき、フィルタ回路の性能が維持できなくなる前に、コンデンサの交換を促す手段を有するインバータ装置を提供する。 In view of the above, an inverter device having means for prompting replacement of a capacitor before the performance of the filter circuit cannot be maintained can be provided even when the capacitance of the filter circuit can be measured even when the filter circuit is incorporated in the system.

実施形態のインバータ装置は、交流電源に接続される、１つ以上のコンデンサを含むフィルタ回路と、このフィルタ回路の出力側に接続される整流回路と、この整流回路の直流出力端子間に接続される放電用抵抗素子と、前記直流出力端子の一方に一端が接続されるダイオードと電流制限抵抗素子との直列回路、及び前記直列回路に並列に接続される短絡スイッチで構成される初期充電回路と、この初期充電回路の他端と前記直流出力端子の他方との間に接続される主回路コンデンサ及び半導体スイッチング素子で構成されているインバータブリッジ回路（インバータ主回路）と、前記交流電源が遮断された際に前記短絡スイッチをオフにして前記放電用抵抗素子の端子電圧を測定し、その結果より前記フィルタ回路のコンデンサの基準値からの容量変化または容量変化率を求め、前記容量変化または容量変化率の値が閾値を超えると異常通報処理を行うコンデンサ監視部とを備える。 The inverter device according to the embodiment is connected between an AC power supply, a filter circuit including one or more capacitors, a rectifier circuit connected to an output side of the filter circuit, and a DC output terminal of the rectifier circuit. A resistance circuit for discharging, a series circuit of a diode having one end connected to one of the DC output terminals and a current limiting resistance element, and an initial charging circuit including a short-circuit switch connected in parallel to the series circuit. And an inverter bridge circuit (inverter main circuit) configured by a main circuit capacitor and a semiconductor switching element connected between the other end of the initial charging circuit and the other of the DC output terminals, and the AC power supply is cut off. said short-circuit switch turns off to measure the terminal voltage of the discharge resistance element, or a reference value of the capacitor of the filter circuit from the result when the Determination capacitance change or rate of change in capacitance, and a capacitor monitoring unit that performs the capacitance change or capacitance when the rate of change of the value exceeds a threshold abnormality notification processing.

また、実施形態のインバータ装置は、交流電源に接続される、１つ以上のコンデンサを含むフィルタ回路と、このフィルタ回路の出力側に接続され、正側又は負側の一方がスイッチング素子を備えるハーフブリッジ回路で構成され、直流バスに主回路電力を供給する第１整流回路と、この第１整流回路のダイオード側を共有して構成される、前記直流バスに主回路電力を供給しない第２整流回路と、この第２整流回路の直流出力端子間に接続される放電用抵抗素子と、前記直流バス間に接続される主回路コンデンサ及び半導体スイッチング素子で構成されているインバータブリッジ回路と、前記交流電源が遮断された際に前記放電用抵抗素子の端子電圧を測定し、その結果より前記フィルタ回路のコンデンサの基準値からの容量変化又は容量変化率を求め、前記容量変化又は容量変化率の値が閾値を超えると異常通報処理を行うコンデンサ監視部とを備える。 Further, the inverter device according to the embodiment includes a filter circuit including one or more capacitors connected to an AC power supply, and a half connected to an output side of the filter circuit and having one of a positive side and a negative side including a switching element. It is composed of a bridge circuit, a first rectifier circuit that to supply the main circuit power to the DC bus, configured to share the diode side of the first rectifier circuit, a second supplying no main circuit power to the DC bus A rectifier circuit, a discharge resistor connected between the DC output terminals of the second rectifier circuit, an inverter bridge circuit including a main circuit capacitor and a semiconductor switching element connected between the DC buses, When the AC power supply is cut off, the terminal voltage of the discharge resistance element is measured, and the capacitance change or the capacitance of the filter circuit capacitor from a reference value is measured based on the measurement result. The calculated ratio, and a capacitor monitoring unit that performs the abnormality notification processing when the value of the capacitance change or volume change rate exceeds a threshold value.

また、実施形態のインバータ装置は、交流電源に接続される、１つ以上のコンデンサを含むフィルタ回路と、このフィルタ回路の出力側に接続され、スイッチング素子を備えるフルブリッジ回路で構成され、直流バスに主回路電力を供給する第１整流回路と、前記フィルタ回路の出力側に接続され、前記直流バスに主回路電力を供給しない第２整流回路と、この第２整流回路の直流出力端子間に接続される放電用抵抗素子と、前記直流バス間に接続される主回路コンデンサ及び半導体スイッチング素子で構成されているインバータブリッジ回路と、前記交流電源が遮断された際に前記放電用抵抗素子の端子電圧を測定し、その結果より前記フィルタ回路のコンデンサの基準値からの容量変化又は容量変化率を求め、前記容量変化又は容量変化率の値が閾値を超えると異常通報処理を行うコンデンサ監視部とを備える。 Further, the inverter apparatus of the embodiment, is connected to an AC power source, a filter circuit comprising one or more capacitors, connected to the output side of the filter circuit is composed of a full bridge circuit including switching elements, the DC bus a first rectifier circuit that to supply the main circuit power is connected to the output side of the filter circuit, and a second rectifier circuit not supplying the main circuit power to the DC bus, between the DC output terminals of the second rectifier circuit A resistance element for discharging connected to the DC bus, an inverter bridge circuit composed of a main circuit capacitor and a semiconductor switching element connected between the DC buses, and an element for the discharging resistance element when the AC power supply is cut off. The terminal voltage is measured, and the capacitance change or the capacitance change rate from the reference value of the capacitor of the filter circuit is obtained from the result, and the capacitance change or the capacitance change And a capacitor monitoring unit value performs the abnormality notification processing exceeds a threshold.

第１実施形態であり、インバータ装置の電気的構成を示す図FIG. 2 is a diagram illustrating an electrical configuration of the inverter device according to the first embodiment. コンデンサ監視部による処理内容を示すフローチャートFlow chart showing processing contents by the capacitor monitoring unit 各部の電圧変化の一例を示す図Diagram showing an example of voltage change of each part 第２実施形態であり、インバータ装置の電気的構成を示す図FIG. 6 is a second embodiment and shows an electrical configuration of the inverter device. 第３実施形態であり、インバータ装置の電気的構成を示す図FIG. 11 is a diagram illustrating an electrical configuration of an inverter device according to a third embodiment. 第４実施形態であり、複数のインバータ装置からなるインバータシステムの電気的構成を示す図FIG. 14 is a diagram illustrating an electrical configuration of an inverter system including a plurality of inverter devices according to a fourth embodiment. 各部の電圧変化の一例を示す図Diagram showing an example of voltage change of each part

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図３を参照して説明する。図１は、本実施形態のインバータ装置の電気的構成を示す。電源スイッチＳＷ１は、三相交流電源Ｐと、インバータ装置１に内蔵されているフィルタ回路Ｆとの間に接続されている。フィルタ回路Ｆは、三相コモンモードコイルＬ１と、コイルＬ１の入力側にスター接続されているコンデンサＣ１,Ｃ２,Ｃ３と、コイルＬ１の出力側にスター接続されているコンデンサＣ４,Ｃ５,Ｃ６と、前記スター接続の中性点とグランドとの間に接続されているコンデンサＣ７とで構成されている。 (1st Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an electrical configuration of the inverter device according to the present embodiment. The power switch SW <b> 1 is connected between the three-phase AC power supply P and a filter circuit F built in the inverter device 1. The filter circuit F includes a three-phase common mode coil L1, capacitors C1, C2, C3 star-connected to the input side of the coil L1, and capacitors C4, C5, C6 star-connected to the output side of the coil L1. , And a capacitor C7 connected between the neutral point of the star connection and the ground.

フィルタ回路Ｆの各相出力端子は、三相全波整流回路Ｒｅｃ１の入力端子に接続されており、整流回路Ｒｅｃ１の出力端子は直流バス＋ＤＣ＿１，−ＤＣに接続されている。直流バス＋ＤＣ＿１，−ＤＣ間には、放電用抵抗素子に相当する抵抗Ｒ１が接続されている。直流バス＋ＤＣ＿１は、順方向のダイオードＤ１及び抵抗Ｒ２の直列回路を介して直流バス＋ＤＣに接続されている。さらに、前記直列回路にはスイッチＳＷ２が並列に接続されている。ダイオードＤ１，抵抗Ｒ２及びスイッチＳＷ２は、初期充電回路２を構成している。抵抗Ｒ２は電流制限抵抗素子に相当し、スイッチＳＷ２は短絡スイッチに相当する。 Each phase output terminal of the filter circuit F is connected to the input terminal of the three-phase full-wave rectifier circuit Rec1, and the output terminal of the rectifier circuit Rec1 is connected to the DC bus + DC_1, -DC. A resistor R1 corresponding to a discharge resistance element is connected between the DC buses + DC_1 and -DC. The DC bus + DC_1 is connected to the DC bus + DC via a series circuit of a forward diode D1 and a resistor R2. Further, a switch SW2 is connected in parallel to the series circuit. The diode D1, the resistor R2, and the switch SW2 constitute an initial charging circuit 2. The resistance R2 corresponds to a current limiting resistance element, and the switch SW2 corresponds to a short-circuit switch.

直流バス＋ＤＣ，−ＤＣ間には、主回路コンデンサＣ８、Ｃ８放電抵抗Ｒｃ及びインバータブリッジ回路ＩＮＶ１が接続されている。インバータブリッジ回路ＩＮＶ１は、例えばＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子を三相ブリッジ接続して構成されている。インバータブリッジ回路ＩＮＶ１の各相出力端子は、それぞれモータＭの図示しない各相巻線の一端に接続されている。抵抗Ｒ１には、電圧検出器３が並列に接続されており、電圧検出器３の出力端子はコンデンサ監視部４の入力端子に接続されている。コンデンサ監視部４は、スイッチＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを制御すると共に、フィルタ回路Ｆを構成するコンデンサＣ１〜Ｃ６の監視結果に基づき、後述するように外部に対してアラーム出力を行う。 The main circuit capacitors C8, C8 discharge resistor Rc and the inverter bridge circuit INV1 are connected between the DC buses + DC and -DC. The inverter bridge circuit INV1 is configured by three-phase bridge connection of semiconductor switching elements such as IGBTs. Each phase output terminal of the inverter bridge circuit INV1 is connected to one end of each phase winding (not shown) of the motor M. The voltage detector 3 is connected in parallel to the resistor R1, and the output terminal of the voltage detector 3 is connected to the input terminal of the capacitor monitoring unit 4. The capacitor monitoring unit 4 controls ON / OFF of the switch SW2 and outputs an alarm to the outside based on the monitoring results of the capacitors C1 to C6 constituting the filter circuit F, as described later.

次に、本実施形態の作用について図２及び図３を参照して説明する。図２は、コンデンサ監視部４の処理内容を中心に示すフローチャートである。インバータ装置１の通常運転時である初期状態において、スイッチＳＷ１及びＳＷ２は何れもＯＮしている。この状態からスイッチＳＷ１がＯＦＦされると（Ｓ１）主回路コンデンサＣ８は放電を開始し（Ｓ２）、直流バス＋ＤＣ，−ＤＣ間の電圧は低下する（Ｓ３）。 Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart mainly showing the processing contents of the capacitor monitoring unit 4. In the initial state during the normal operation of the inverter device 1, the switches SW1 and SW2 are both ON. When the switch SW1 is turned off from this state (S1), the main circuit capacitor C8 starts discharging (S2), and the voltage between the DC buses + DC and -DC decreases (S3).

コンデンサ監視部４は、直流バス＋ＤＣ，−ＤＣ間の電圧が設定した閾値電圧に達するまでは初期充電回路２のスイッチＳＷ２をＯＮし続ける。この間に、コンデンサＣ８の電荷は放電抵抗Ｒｃと図示していないインバータ制御回路、一部はスイッチＳＷ２を介して抵抗Ｒ１により放電される。直流バス＋ＤＣ，−ＤＣ間の電圧が閾値電圧を下回ると（Ｓ４；ＹＥＳ）、コンデンサ監視部４はスイッチＳＷ２をＯＦＦする（Ｓ５）。すると、ダイオードＤ１によりコンデンサＣ８の放電は遮断され、フィルタ回路ＦのコンデンサＣ１〜Ｃ６の電荷が整流回路Ｒｅｃ１を介して抵抗Ｒ１により放電される。 The capacitor monitoring unit 4 keeps the switch SW2 of the initial charging circuit 2 ON until the voltage between the DC bus + DC and -DC reaches the set threshold voltage. During this time, the electric charge of the capacitor C8 is discharged by the discharge resistor Rc and an inverter control circuit (not shown), and partly by the resistor R1 via the switch SW2. When the voltage between the DC buses + DC and -DC falls below the threshold voltage (S4; YES), the capacitor monitoring unit 4 turns off the switch SW2 (S5). Then, the discharge of the capacitor C8 is cut off by the diode D1, and the charges of the capacitors C1 to C6 of the filter circuit F are discharged by the resistor R1 via the rectifier circuit Rec1.

ここで、フィルタ回路ＦのコンデンサＣ１〜Ｃ６合成容量及び抵抗Ｒ１で決まる時定数τｆと、主回路コンデンサＣ８及び抵抗Ｒｃとで決まる時定数τcとは τｆ<<τcの関係にあり、スイッチＳＷ２がＯＦＦした後、フィルタ回路ＦのコンデンサＣ１〜Ｃ６電圧は急速に低下するため、ダイオードＤ１が順方向へバイアスされ、フィルタ回路ＦのコンデンサＣ１〜Ｃ６から主回路コンデンサＣ８が充電されることは無い。 Here, a time constant τf determined by the combined capacitances of the capacitors C1 to C6 and the resistor R1 of the filter circuit F and a time constant τc determined by the main circuit capacitor C8 and the resistor Rc have a relationship of τf << τc, and the switch SW2 is After being turned off, the voltages of the capacitors C1 to C6 of the filter circuit F rapidly decrease, so that the diode D1 is biased in the forward direction, and the main circuit capacitor C8 is not charged from the capacitors C1 to C6 of the filter circuit F.

この時、抵抗Ｒ１の端子電圧を測定することで、フィルタ回路Ｆ内のコンデンサＣ１〜Ｃ６の合計容量が測定できる。例えば、Ｒ１＝１ＭΩ，時刻Ｔ１での抵抗Ｒ１の電圧＝Ｖ１（Ｓ６），例えば時刻Ｔ２（＝Ｔ１＋１ｓ）として（Ｓ７）、時刻Ｔ２での抵抗Ｒ１の電圧＝Ｖ２とする（Ｓ８）。すると、合計容量Ｃ_ＴＴＬは、（１）式で求めることができる（Ｓ９）。
Ｃ_ＴＴＬ＝１／｛ｌｎ（Ｖ１）−ｌｎ（Ｖ２）｝ …（１） At this time, by measuring the terminal voltage of the resistor R1, the total capacitance of the capacitors C1 to C6 in the filter circuit F can be measured. For example, R1 = 1 MΩ, the voltage of the resistor R1 at the time T1 = V1 (S6), for example, the time T2 (= T1 + 1s) (S7), and the voltage of the resistor R1 at the time T2 = V2 (S8). Then, the total capacity C _TTL can be obtained by equation (1) (S9).
C _TTL = 1 / {ln (V1) -ln (V2)} (1)

図３は、ステップＳ１〜Ｓ８において電圧が変化する波形の一例を示す。（ｃ）はフィルタ回路Ｆの相間入力電圧であり、スイッチＳＷ１がＯＮしている２ｓまで電圧が印加されている。スイッチＳＷ１がＯＦＦすることで、相間入力電圧にはコンデンサＣ１〜Ｃ６の電圧が現れ、スイッチＳＷ２がＯＦＦするまではコンデンサＣ８の放電により、前記相間電圧は殆ど低下しない。 FIG. 3 shows an example of a waveform in which the voltage changes in steps S1 to S8. (C) is the inter-phase input voltage of the filter circuit F, and the voltage is applied up to 2 s when the switch SW1 is ON. When the switch SW1 is turned off, the voltages of the capacitors C1 to C6 appear in the interphase input voltage, and until the switch SW2 is turned off, the interphase voltage hardly decreases due to the discharge of the capacitor C8.

（ｂ）に示すようにスイッチＳＷ２がＯＦＦすると、（ｄ）に示すようにコンデンサＣ１〜Ｃ６の電荷は、整流回路Ｒｅｃ１を介して抵抗Ｒ１により放電される。（ｄ）に示す波形ＡはＣ１〜Ｃ６＝３．３μＦ，波形Ｂは前記容量が２０％低下した場合を仮定して、３．３μＦ×０．８＝２．６４μＦで設定している。 When the switch SW2 is turned off as shown in (b), the charges of the capacitors C1 to C6 are discharged by the resistor R1 via the rectifier circuit Rec1 as shown in (d). The waveform A shown in (d) is C1 to C6 = 3.3 μF, and the waveform B is 3.3 μF × 0.8 = 2.64 μF, assuming that the capacitance is reduced by 20%.

先ず波形Ａにおいて、時間４ｓでの抵抗Ｒ１の端子電圧Ｖ１を測定し、次に１秒後の時間５ｓでの端子電圧Ｖ２を測定すると、Ｖ１＝３５６Ｖ，Ｖ２＝２６４Ｖが得られる。これらを（１）式に代入すると、Ｃ_ＴＴＬ＝３．３μＦが求められる。同様の計算を波形Ｂについても行うと、Ｖ１＝３１８Ｖ，Ｖ２＝２１８Ｖから、Ｃ_ＴＴＬ＝２．６４μＦが求められる。つまり、合計容量の基準値Ｃ_ＴＴＬ０＝３．３μＦに対し、容量が２０％低下したことを検出できる（Ｓ１０；ＹＥＳ）。この場合、コンデンサ監視部４は外部にアラーム出力，異常通報処理を行う。尚、インバータ装置１は、基準値Ｃ_ＴＴＬ０を例えば、製品出荷検査時に固定値又は実測値により設定したり、又はユーザが設置時に操作により基準値Ｃ_ＴＴＬ０を設定することを可能にする設定モードを持つ。 First, in the waveform A, when the terminal voltage V1 of the resistor R1 at the time 4s is measured, and then the terminal voltage V2 at the time 5s after one second is measured, V1 = 356V and V2 = 264V are obtained. Substituting these into equation (1) yields C _TTL = 3.3 μF. When the same calculation is performed for the waveform B, C _TTL = 2.64 μF is obtained from V1 = 318V and V2 = 218V. That is, it is possible to detect that the capacity has decreased by 20% with _{respect to} the reference value C _TTL0 = _{3.3 μF} of the total capacity (S10; YES). In this case, the capacitor monitoring unit 4 performs an alarm output and an abnormality notification process to the outside. Note that the inverter device 1 has a setting mode that enables the user to set the reference value C _TTL0 by, for example, a fixed value or an actually measured value at the time of product shipment inspection, or to allow the user to set the reference value C _TTL0 by operation at the time of installation. Have.

以上のように本実施形態によれば、コンデンサＣ１〜Ｃ６の合計容量Ｃ_ＴＴＬの基準値Ｃ_ＴＴＬ０からの変化が分かり、コンデンサが故障する前に交換時期を外部にアラームとして通報することができる。 As described above, according to the present embodiment, the change of the total capacity C _TTL of the capacitors C1 to C6 from the reference value C _TTL0 can be known, and the replacement time can be reported to the outside as an alarm before the capacitor fails.

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図４に示すように、第２実施形態のインバータ装置１１は、整流回路Ｒｅｃ１が整流回路Ｒｅｃ２に置き換えられている。整流回路Ｒｅｃ２は、ダイオードブリッジの正側がスイッチング素子であるサイリスタで構成されたハーフブリッジ整流回路である。これらのサイリスタの点弧タイミングを制御することで、主回路コンデンサＣ８の初期充電電流を制御するため、初期充電回路２は削除されている。 (2nd Embodiment)
Hereinafter, the same portions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 4, in the inverter device 11 of the second embodiment, the rectifier circuit Rec1 is replaced with a rectifier circuit Rec2. The rectifier circuit Rec2 is a half-bridge rectifier circuit including a thyristor in which the positive side of the diode bridge is a switching element. By controlling the firing timing of these thyristors to control the initial charging current of the main circuit capacitor C8, the initial charging circuit 2 is omitted.

また、コイルＬ１の各相出力端子には、カソードが共通に接続された３個のダイオードＤ２（１〜３）のアノードがそれぞれ接続されており、前記カソードと直流バス−ＤＣとの間には、放電用抵抗素子である抵抗Ｒ３が接続されている。ダイオードＤ２及び抵抗Ｒ３は検出回路１２を構成している。整流回路Ｒｅｃ２は第１整流回路に相当し、検出回路１２内のダイオードＤ２は第２整流回路に相当する。すなわち、検出回路１２では、整流回路Ｒｅｃ２の負側のダイオードとダイオードＤ２とが三相ブリッジを構成し、三相交流電源を整流する。尚、電圧検出器３及びコンデンサ監視部４の図示は省略している。 The anodes of three diodes D2 (1 to 3) each having a cathode commonly connected are connected to each phase output terminal of the coil L1, respectively. , A resistor R3, which is a discharge resistance element, is connected. The diode D2 and the resistor R3 constitute the detection circuit 12. The rectifier circuit Rec2 corresponds to a first rectifier circuit, and the diode D2 in the detection circuit 12 corresponds to a second rectifier circuit. That is, in the detection circuit 12, the diode on the negative side of the rectifier circuit Rec2 and the diode D2 constitute a three-phase bridge, and rectify the three-phase AC power supply. The illustration of the voltage detector 3 and the capacitor monitoring unit 4 is omitted.

次に、第２実施形態の作用について説明する。電源ＰがスイッチＳＷ１により遮断されると、整流回路Ｒｅｃ２のサイリスタはＯＦＦとなるので、整流回路Ｒｅｃ２の出力端子に第１実施形態のように抵抗Ｒ１を接続しても、フィルタ回路ＦのコンデンサＣ１〜Ｃ６は放電されない。そこで、第２実施形態では検出回路１２を備えている。スイッチＳＷ１がＯＦＦになると、コンデンサＣ１〜Ｃ６はダイオードＤ２，抵抗Ｒ３，整流回路Ｒｅｃ２の負側ダイオードの経路で放電する。この時、抵抗Ｒ３の両端電圧、つまり＋ＤＣ＿Ｆ，−ＤＣ間の電圧を測定することで、第１実施形態と全く同一の手順で合計容量Ｃ_ＴＴＬを測定することができ、基準値Ｃ_ＴＴＬ０からの容量変化又は変化率が分かり、予め設定されている閾値を超えた場合、外部へアラームを出力できる。 Next, the operation of the second embodiment will be described. When the power supply P is cut off by the switch SW1, the thyristor of the rectifier circuit Rec2 is turned off. Therefore, even if the resistor R1 is connected to the output terminal of the rectifier circuit Rec2 as in the first embodiment, the capacitor C1 of the filter circuit F can be used. To C6 are not discharged. Therefore, in the second embodiment, the detection circuit 12 is provided. When the switch SW1 is turned off, the capacitors C1 to C6 discharge on the path of the diode D2, the resistor R3, and the negative diode of the rectifier circuit Rec2. At this time, by measuring the voltage between both ends of the resistor R3, that is, the voltage between + DC_F and -DC, the total capacitance C _TTL can be measured in exactly the same procedure as in the first embodiment, and the total capacitance C _TTL from the reference value C _TTL0 can be measured. When the capacity change or change rate is known and exceeds a preset threshold, an alarm can be output to the outside.

以上のように第２実施形態によれば、ハーフブリッジ整流回路を備えるインバータ装置１１においても、コンデンサＣ１〜Ｃ６の合計容量Ｃ_ＴＴＬの基準値Ｃ_ＴＴＬ０からの変化が分かり、コンデンサが故障する前に交換時期を外部にアラームとして通報することができる。尚、検出回路１２は整流回路Ｒｅｃ２のサイリスタを制御する等の目的で備えている回路を流用することで、例えば放電抵抗Ｒ３のみ追加する等、限定的な回路変更で実現可能である。 As described above, according to the second embodiment, even in the inverter device 11 including the half-bridge rectifier circuit, the change in the total capacitance C _TTL of the capacitors C1 to C6 from the reference value C _TTL0 is known, and before the capacitor fails. The replacement time can be reported to the outside as an alarm. The detection circuit 12 can be realized by using a circuit provided for the purpose of controlling the thyristor of the rectifier circuit Rec2 or the like, for example, with a limited circuit change such as adding only the discharge resistor R3.

（第３実施形態）
図５に示すように、第３実施形態のインバータ装置２１は、整流回路Ｒｅｃ３が、全ての素子がサイリスタであるフルブリッジ整流回路で構成されており、第２実施形態と同様に初期充電回路２は備えていない。また、第２実施形態の検出回路１２に替えて、検出回路２２を備えている。検出回路２２は、交流入力端子がコイルＬ１の出力側に接続されている整流回路Ｒｅｃ４と、整流回路Ｒｅｃ４の直流出力端子間に接続される放電用抵抗素子である抵抗Ｒ４とで構成されている。整流回路Ｒｅｃ４の出力端子の負側は、直流バス−ＤＣに接続されている。整流回路Ｒｅｃ３，Ｒｅｃ４は、それぞれ第１，第２整流回路に相当する。 (Third embodiment)
As shown in FIG. 5, in the inverter device 21 of the third embodiment, the rectifier circuit Rec3 is configured by a full-bridge rectifier circuit in which all elements are thyristors. Is not provided. Further, a detection circuit 22 is provided in place of the detection circuit 12 of the second embodiment. The detection circuit 22 includes a rectifier circuit Rec4 having an AC input terminal connected to the output side of the coil L1, and a resistor R4 serving as a discharge resistor connected between the DC output terminals of the rectifier circuit Rec4. . The negative side of the output terminal of the rectifier circuit Rec4 is connected to the DC bus-DC. The rectifier circuits Rec3 and Rec4 correspond to first and second rectifier circuits, respectively.

次に、第３実施形態の作用について説明する。スイッチＳＷ１がＯＦＦになると、フィルタ回路ＦのコンデンサＣ１〜Ｃ６の充電電荷は整流回路Ｒｅｃ４を介して抵抗Ｒ４で放電される。したがって、この場合も、コンデンサ監視部４は抵抗Ｒ４の端子電圧，つまり端子ＤＣ＿Ｆ１，直列回路バス−ＤＣ間の電圧を測定することで、第１実施形態と同様に合計容量Ｃ_ＴＴＬを測定でき、コンデンサＣ１〜Ｃ６の容量変化を検出できる。尚、整流回路Ｒｅｃ３のサイリスタ制御を目的とした回路などを流用することで、限定的な回路変更で検出回路２２を実現することが可能である。 Next, the operation of the third embodiment will be described. When the switch SW1 is turned off, the charges of the capacitors C1 to C6 of the filter circuit F are discharged by the resistor R4 via the rectifier circuit Rec4. Therefore, also in this case, the capacitor monitoring section 4 can measure the total voltage C _TTL by measuring the terminal voltage of the resistor R4, that is, the voltage between the terminal DC_F1 and the serial circuit bus-DC, as in the first embodiment. A change in the capacitance of the capacitors C1 to C6 can be detected. It is possible to realize the detection circuit 22 with a limited circuit change by using a circuit for the thyristor control of the rectifier circuit Rec3.

（第４実施形態）
図６及び図７は第４実施形態である。図６では、２つのインバータ装置３１（１），３１（２）が電源スイッチＳＷ１に並列に接続されている。インバータ装置３１は、第１実施形態のインバータ装置１において、端子＋ＤＣ＿１と抵抗Ｒ１との間にスイッチＳＷ３を備えた構成である。 (Fourth embodiment)
6 and 7 show a fourth embodiment. In FIG. 6, two inverter devices 31 (1) and 31 (2) are connected in parallel to the power switch SW1. The inverter device 31 has a configuration in which the switch SW3 is provided between the terminal + DC_1 and the resistor R1 in the inverter device 1 of the first embodiment.

次に、第４実施形態の作用について、図７を参照して説明する。例えば、インバータ装置３１（１）のスイッチＳＷ３をＯＮにし、インバータ装置３１（２）のスイッチＳＷ３をＯＦＦにした状態でスイッチＳＷ１がＯＦＦされると、インバータ装置３１（１）及び３１（２）のフィルタ回路ＦのコンデンサＣ１〜Ｃ６の充電電荷は、インバータ装置３１（１）の抵抗Ｒ１により放電される。したがって、第１実施形態と同様に抵抗Ｒ１の端子電圧を測定することで、インバータ装置３１（１）及び３１（２）双方のコンデンサＣ１〜Ｃ６の合計容量Ｃ_ＴＴＬが測定できる。 Next, the operation of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. For example, when the switch SW3 of the inverter device 31 (1) is turned on and the switch SW3 of the inverter device 31 (2) is turned off and the switch SW1 is turned off, the inverter devices 31 (1) and 31 (2) are turned off. Charges stored in the capacitors C1 to C6 of the filter circuit F are discharged by the resistor R1 of the inverter device 31 (1). Therefore, by measuring the terminal voltage of the resistor R1 as in the first embodiment, the total capacitance C _TTL of the capacitors C1 to C6 of both the inverter devices 31 (1) and 31 (2) can be measured.

図７は図３相当図である。各素子の定数値は第１実施形態と同一である。（ｄ）の波形Ｃは、インバータ装置３１（１）及び３１（２）双方のスイッチＳＷ３がＯＮした場合であり、（１）式を用いて２台分の合計容量３．３μＦが求められる。波形Ｄはインバータ装置３１（２）のスイッチＳＷ３がＯＦＦした場合であり、インバータ装置３１（２）のコンデンサＣ１〜Ｃ６もインバータ装置３１（１）側の抵抗Ｒ１で放電されるため、（１）式を用いた合計容量は２台分の合計容量６．６μＦとなる。 FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. The constant value of each element is the same as in the first embodiment. The waveform C in (d) is a case where the switches SW3 of both the inverter devices 31 (1) and 31 (2) are turned on, and the total capacitance of the two devices is 3.3 μF using the equation (1). Waveform D shows the case where the switch SW3 of the inverter device 31 (2) is turned off, and the capacitors C1 to C6 of the inverter device 31 (2) are also discharged by the resistor R1 on the inverter device 31 (1) side. The total capacity using the equation is 6.6 μF for the total capacity of two units.

尚、各インバータ装置３１のスイッチＳＷ３を全てＯＮにし、各装置３１で容量測定した場合、フィルタ回路ＦのコンデンサＣ１〜Ｃ６の容量はばらついているため、インバータ装置３１間でコンデンサＣ１〜Ｃ６の電荷が移動し、容量を正確に測定することができない。 When all the switches SW3 of the respective inverter devices 31 are turned ON and the capacitances are measured by the respective devices 31, the capacitances of the capacitors C1 to C6 of the filter circuit F vary. Moves and the capacity cannot be measured accurately.

以上のように第４実施形態によれば、複数のインバータ装置３１が同一の電源ラインに並列に接続されている場合でも、それらの総合計容量Ｃ_ＴＴＬを測定することができ、基準値Ｃ_ＴＴＬ０からの容量変化又は変化率が分かる。したがって、前記値が予め設定されている閾値を超えた場合、外部にアラームを出力できる。尚、スイッチＳＷ３のＯＮ,ＯＦＦはパラメータ設定、または手動スイッチで切り替えても良い。さらに、アラーム機能を有効／無効に設定するパラメータを設け、このパラメータとスイッチＳＷ３とを連動させることも可能である。 As described above, according to the fourth embodiment, even when a plurality of inverter devices 31 are connected in parallel to the same power supply line, their total capacity C _TTL can be measured, and the reference value C _TTL0 can be measured. The change or the rate of change of the capacitance is found. Therefore, if the value exceeds a preset threshold, an alarm can be output to the outside. The ON / OFF of the switch SW3 may be switched by parameter setting or by a manual switch. Further, it is possible to provide a parameter for setting the alarm function to valid / invalid, and to link this parameter with the switch SW3.

（その他の実施形態）
フィルタ回路は、１つ以上のコンデンサを備えて構成されていれば良い。
放電用抵抗Ｒ１の値はコンデンサ容量測定精度に影響するため、必要に応じて温度補正を行っても良い。
第４実施形態を、３台以上のインバータ装置に適用しても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、各実施形態に示した構成に限定されることはなく、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 (Other embodiments)
The filter circuit may include at least one capacitor.
Since the value of the discharge resistor R1 affects the accuracy of measuring the capacitance of the capacitor, the temperature may be corrected as needed.
The fourth embodiment may be applied to three or more inverter devices.
Although some embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the configuration shown in each embodiment, and these embodiments are presented as examples, and it is not limited that the scope of the invention is limited. Not intended. These new embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and their equivalents.

図面中、１はインバータ装置、２は初期充電回路、４はコンデンサ監視部、１１はインバータ装置、２１はインバータ装置、３１はインバータ装置、Ｐは三相交流電源、Ｆはフィルタ回路、Ｌ１は三相コモンモードコイル、Ｄ２はダイオード、Ｃ１〜Ｃ６はコンデンサ、Ｒｅｃ１〜Ｒｅｃ４は整流回路、Ｒ１〜Ｒ４，Ｒｃは抵抗、Ｃ８は主回路コンデンサ、ＩＮＶ１はインバータブリッジ回路、ＳＷ１〜３はスイッチを示す。 In the drawings, 1 is an inverter device, 2 is an initial charging circuit, 4 is a capacitor monitoring unit, 11 is an inverter device, 21 is an inverter device, 31 is an inverter device, P is a three-phase AC power supply, F is a filter circuit, and L1 is A phase common mode coil, D2 is a diode, C1 to C6 are capacitors, Rec1 to Rec4 are rectifier circuits, R1 to R4 and Rc are resistors, C8 is a main circuit capacitor, INV1 is an inverter bridge circuit, and SW1 to 3 are switches.

Claims

A filter circuit including one or more capacitors connected to an AC power supply;
A rectifier circuit connected to the output side of the filter circuit;
A discharge resistor connected between the DC output terminals of the rectifier circuit,
An initial charging circuit including a series circuit of a diode and a current limiting resistance element having one end connected to one of the DC output terminals and a short-circuit switch connected in parallel to the series circuit;
An inverter bridge circuit including a main circuit capacitor and a semiconductor switching element connected between the other end of the initial charging circuit and the other of the DC output terminals;
When the AC power supply is cut off, the short-circuit switch is turned off to measure a terminal voltage of the discharge resistance element, and a capacitance change or a capacitance change rate from a reference value of the capacitor of the filter circuit is obtained from the result, An inverter device comprising: a capacitor monitoring unit that performs an abnormality notification process when the value of the capacitance change or the capacitance change rate exceeds a threshold.

A filter circuit including one or more capacitors connected to an AC power supply;
This is connected to the output side of the filter circuit, one of the positive or negative side is a half-bridge circuit comprising a switching element, a first rectifier circuit that to supply the main circuit power to the DC bus,
Configured to share the diode side of the first rectifier circuit, a second rectifier circuit not supplying the main circuit power to the DC bus,
A discharge resistor connected between the DC output terminals of the second rectifier circuit;
An inverter bridge circuit composed of a main circuit capacitor and a semiconductor switching element connected between the DC buses,
When the AC power supply is cut off, a terminal voltage of the discharge resistance element is measured, and a capacitance change or a capacitance change rate from a reference value of the capacitor of the filter circuit is obtained from the measurement result. An inverter device comprising: a capacitor monitoring unit that performs an abnormality notification process when a value exceeds a threshold value.

A filter circuit including one or more capacitors connected to an AC power supply;
This is connected to the output side of the filter circuit, which consists of a full-bridge circuit comprising a switching element, a first rectifier circuit that to supply the main circuit power to the DC bus,
Connected to the output side of the filter circuit, and a second rectifier circuit not supplying the main circuit power to the DC bus,
A discharge resistor connected between the DC output terminals of the second rectifier circuit;
An inverter bridge circuit composed of a main circuit capacitor and a semiconductor switching element connected between the DC buses,
When the AC power supply is cut off, a terminal voltage of the discharge resistance element is measured, and a capacitance change or a capacitance change rate from a reference value of the capacitor of the filter circuit is obtained from the measurement result. An inverter device comprising: a capacitor monitoring unit that performs an abnormality notification process when a value exceeds a threshold value.

The inverter device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a switch between a DC output terminal of the rectifier circuit and the discharge resistor.

5. The inverter device according to claim 1, wherein the capacitor monitoring unit measures a terminal voltage of the discharge resistance element, and performs an abnormality notification process when a calculated capacitor capacitance value falls below a threshold.