JP6661054B1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記第1センサは、前記セルユニットに設けられ、前記セルユニットの第1監視内容に関する値を測定する。前記第2センサは、前記セルユニットに設けられ、前記セルユニットの第2監視内容に関する値を測定する。前記第1制御部は、前記第1センサの出力結果と前記第2センサの出力結果とを監視し、前記第1センサの出力結果と前記第2センサの出力結果とのうち少なくとも一方に基づいて前記セルユニットを制御する、又は保護する。前記第2制御部は、前記セルユニットが第1状態にある場合に、第1サンプリング周期で測定された前記第1センサの出力結果を少なくとも第1期間に亘って前記記憶部に保持させるとともに、前記第2センサの出力結果を前記記憶部に保持させず、前記第1センサの出力結果と前記第2センサの出力結果とのうち少なくとも一方の変化が第1条件を満たす第2状態に前記セルユニットが遷移した場合に、前記第1サンプリング周期よりも短い第2サンプリング周期で測定された前記第1センサの出力結果を前記記憶部に保持させる第1動作、前記第1期間よりも長い第2期間に亘って前記第1センサの出力結果を前記記憶部に保持させる第2動作、および前記第1センサの出力結果に代えて前記第2センサの出力結果を前記記憶部に保持させる第3動作のうち少なくとも一つを実行する。
<1.1 全体構成>
まず、電力変換装置1の電気的な全体構成について説明する。図1は、電力変換装置1の一例を示す図である。図1では、電気回路系統を単線で示すとともに、開閉器などの図示を省略している。電力変換装置1は、例えば、入力変圧器5と、複数のセルユニット6と、制御装置7とを備えている。
次に、セルユニット6について説明する。ここで、セルユニット6A1、6A2、6A3、6B1、6B2、6B3、6C1、6C2、6C3、は外部の接続が異なることを除き、全て略同じ内部構造である。このため以下では、これらを代表して第1セルユニット6A1について説明する。
<2.1 全体構成>
次に、電力変換装置1の物理的構成について説明する。図3は、電力変換装置1の一例を示す斜視図である。ここで、+X方向、−X方向、+Y方向、−Y方向、+Z方向、および−Z方向について定義する。+X方向、−X方向、+Y方向、および−Y方向は、略水平面に沿う方向である。+X方向は、電力変換装置1の前面から後面に向かう方向である。−X方向は、+X方向とは反対方向である。+X方向と−X方向とを区別しない場合は、単に「X方向」と称する。+Y方向および−Y方向は、X方向とは異なる(例えば、略直交する)方向である。+Y方向は、電力変換装置1の前面を正面視した視点から見て、右側に進む方向である。−Y方向は、+Y方向とは反対方向である。+Y方向と−Y方向とを区別しない場合は、単に「Y方向」と称する。+Z方向および−Z方向は、X方向およびY方向とは異なる(例えば、略直交する)方向であり、略鉛直方向である。+Z方向は、上方に進む方向である。−Z方向は、+Z方向とは反対方向である。+Z方向と−Z方向とを区別しない場合は、単に「Z方向」と称する。+X方向は、「第1方向」の一例である。+Y方向は、「第2方向」の一例である。−Y方向は、「第3方向」の一例である。
<3.1 記憶制御装置の全体構成>
図5は、記憶制御装置100の構成の一例を示す図である。図5に示される通り、通信部110と、制御部120と、記憶部130とを備える。
<3.2.1 監視対象情報>
図6は、監視対象情報132の内容の一例を示す図である。図6に示される通り、監視対象情報132には、例えば、信号供給元を示す情報と、測定信号が測定された測定対象、又は制御信号の制御対象を示す情報と、信号供給元から取得した測定信号、又は制御信号を取得する取得間隔を示す情報と、取得した測定信号、又は制御信号を記憶する記憶時間を示す情報とが互いに対応付けられたレコードと、レコードを識別する識別情報(図示するID)とが含まれる。信号供給元は、例えば、電力変換装置1のうち、測定信号を供給する電圧センサVM、電流センサAM、或いは温度センサTMが、電圧、電流、或いは温度を測定する構成(装置)およびセルユニット、又は制御信号を供給する制御装置7を示す情報である。測定対象は、例えば、電圧センサVMが電圧を測定する測定対象、電流センサAMが電流を測定する測定対象、或いは温度センサTMが温度を測定する測定対象である。以降の説明において、測定信号と制御信号とを互いに区別しない場合には、総称して「信号」と記載する。監視対象情報132に示される信号供給元の電圧センサVM、電流センサAM、温度センサTM、又は制御装置7は、「第1センサ」の一例である。また、監視対象情報132に示される記憶時間は、「第1期間」、及び「第4期間」の一例である。また、監視対象情報132に示される取得間隔は、「第1サンプリング周期」、及び「第4サンプリング周期」の一例である。また、「第1センサ」である信号供給元から供給(取得)される信号が示す情報は、「第1監視内容」の一例である。また、監視対象情報132に示される信号供給元の電圧センサVM、電流センサAM、温度センサTM、又は制御装置7が設置される監視対象は、「第1電力変換部」の一例である。
図7は、ログ情報134の内容の一例を示す図である。図7に示される通り、ログ情報134は、制御部120の制御によって、信号供給元から取得した信号の値を示す情報と、当該信号を取得した日時とが、信号供給元毎に互いに対応付けられた情報である。
取得部122は、通信部110によって電流センサAM、電圧センサVM、温度センサTM、或いは制御装置7から取得された複数のチャネルの信号を取得する。複数のチャネルの信号とは、信号の種類(例えば、電流の測定信号、電圧の測定信号、或いは温度の測定信号等)が互いに異なる信号である。
図8は、記憶制御装置100の動作の一例を示すフローチャートである。取得部122は、電流センサAM、電圧センサVM、或いは温度センサTMから測定信号を取得する(ステップS102)。次に、取得部122は、制御装置7から電力変換装置1の制御信号を取得する(ステップS104)。ステップS102、およびステップS104の処理は、同時、或いは逆の順序によって実行されてもよい。
<3.5.1 決定態様(A)の決定処理例>
以下、決定部126が、判定部124によって所定の変化が生じたと判定された信号に対し、(A)あるチャネルの信号のうち、ログ情報134として記憶する信号を変更すると決定(変更)する決定処理の詳細について説明する。
以下、決定部126が、判定部124によって所定の変化が生じたと判定された信号に対し、(B)ログ情報134に記憶する時間を長くすると決定(変更)する決定処理の詳細について説明する。
以下、決定部126が、判定部124によって所定の変化が生じたと判定された信号に対し、(C)信号を取得する取得間隔を短くすると決定(変更)する決定処理の詳細について説明する。
また、例えば、判定部124は、各セルユニット6の温度センサTM1〜TM3の平均温度を導出し、導出した平均温度が所定の閾値を超えたか否かを判定する。決定部126は、判定部124によって、導出した平均温度が所定の閾値を超えたと判定される(つまり、判定条件(1)を満たす)場合、決定態様(A)と、決定態様(B)と、決定態様(C)とを実行する。この場合、決定態様(A)は、監視対象情報132のうち、これまでに温度センサTMの情報を取得していたセルユニット6の取得を停止し、平均温度が所定の閾値を超えたセルユニット6の記憶時間を、1250[s]から2500[s]に変更する。
例えば、判定部124は、各セルユニット6から負荷Lへの出力電流と、負荷Lへの出力電流の基本波電流成分とに基づいて、最大値と最小値の差分Δirip1を相毎に導出し、導出された差分Δirip1が所定の閾値を超えたか否かを判定する。決定部126は、判定部124によって差分Δirip1が所定の閾値を超えたと判定される(つまり、判定条件(1)を満たす)場合、決定態様(B)と、決定態様(C)とを実行する。この場合、決定態様(B)は、取得間隔を5[kHz]から10[kHz]に変更することであって、決定態様(C)は、記憶時間を500[ms]から250[ms]に変更することである。
また、例えば、判定部124は、各セルユニット6から負荷Lへの出力電流と、負荷Lへの出力電流の基本波電流成分との差分Δirip2を相毎に導出し、導出した差分Δirip2の一部または全部が、複数の信号の平均値から乖離するか否かを判定する。決定部126は、判定部124によって導出した差分Δirip2の一部または全部が、複数の信号の平均値から乖離すると判定される(つまり、判定条件(3)を満たす)場合、決定態様(A)と、決定態様(B)と、決定態様(C)とを実行する。この場合、決定態様(A)は、監視対象情報132のうち、これまでに各種情報を取得していたセルユニット6の取得間隔を5[kHz]から、10[kHz]に変更し、記憶時間を250[ms]から500[ms]に変更することであって、且つ、差分Δirip2が最大であるセルユニット6の取得間隔を10[kHz]から、5[kHz]に変更し、記憶時間を250[ms]から500[ms]に変更することである。これにより、電力変換装置1は、故障の予兆が生じている監視対象の情報に変更することができる。
なお、決定部126は、監視対象情報132の中から、所定の変化が生じたと判定された信号と同一のチャネルが対応付けられた情報を選択し、選択された情報を変更することによって監視対象情報132を変更することが好ましい。これにより、記憶制御装置100は、ログ情報134の内容が、あるチャネルの内容に偏ることを抑制することができる。
また、決定部126は、所定の変化が生じたと判定された信号の他、当該信号の供給する電圧センサVM、電流センサAM、或いは温度センサTMから物理的に近い位置に配置される監視対象の信号をログ情報134として記憶するように、監視対象情報132を変更してもよい。これにより、記憶制御装置100は、故障の予兆が生じている監視対象と、当該監視対象の周辺の情報をログ情報134として記憶することができる。
また、決定部126は、電力変換装置1が故障した場合、故障後の監視対象情報132に故障した監視対象を含めるように、決定態様(A)監視対象情報132を変更してもよい。また、決定部126は、故障した監視対象の信号供給元が供給する信号に対して、決定態様(B)〜(C)のいずれかを行ってもよい。これにより、記憶制御装置100は、一度故障した監視対象の経過を確認することができる。この場合、故障後の復旧操作、或いは故障に伴う緊急停止信号(アラート)は、「所定の動作」の一例である。
Claims (13)
- 可変周波数の交流電力を電動機に供給するセルユニットと、
前記セルユニットに設けられ、前記セルユニットの第1監視内容に関する値を測定する第1センサと、
前記セルユニットに設けられ、前記セルユニットの第2監視内容に関する値を測定する第2センサと、
記憶部と、
前記第1センサの出力結果と前記第2センサの出力結果とを監視し、前記第1センサの出力結果と前記第2センサの出力結果とのうち少なくとも一方に基づいて前記セルユニットを制御する、又は保護する第1制御部と、
前記セルユニットが第1状態にある場合に、第1サンプリング周期で測定された前記第1センサの出力結果を少なくとも第1期間に亘って前記記憶部に保持させるとともに、前記第2センサの出力結果を前記記憶部に保持させず、前記第1センサの出力結果と前記第2センサの出力結果とのうち少なくとも一方の変化が第1条件を満たす第2状態に前記セルユニットが遷移した場合に、前記第1サンプリング周期よりも短い第2サンプリング周期で測定された前記第1センサの出力結果を前記記憶部に保持させる第1動作、前記第1期間よりも長い第2期間に亘って前記第1センサの出力結果を前記記憶部に保持させる第2動作、および前記第1センサの出力結果に代えて前記第2センサの出力結果を前記記憶部に保持させる第3動作のうち少なくとも一つを実行する第2制御部と、
を備えた電力変換装置。 - 前記第2制御部は、前記セルユニットが前記第2状態に遷移した場合に、前記第1動作を実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第2制御部は、前記セルユニットが前記第2状態に遷移した場合に、前記第2動作を実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第2制御部は、前記第1センサの出力結果の変化が前記第1条件を満たす場合に、前記第1動作と前記第2動作とのうち少なくとも一方を実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記セルユニットは、第1電力変換部と、第2電力変換部とを含み、
前記第1センサは、前記第1電力変換部に設けられ、
前記第2センサは、前記第2電力変換部に設けられ、
前記第2制御部は、前記第1電力変換部に関して故障の予兆があることを示す所定の動作が実行された場合に、前記第1動作と前記第2動作とのうち少なくとも一方を実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第2制御部は、前記セルユニットが前記第2状態に遷移した場合に、前記第3動作を実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第2制御部は、前記第2センサの出力結果の変化が前記第1条件を満たす場合に、前記第3動作を実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1センサおよび前記第2センサを含む複数のセンサをさらに備え、
前記第2制御部は、前記複数のセンサにより測定された値の平均値に対する前記第2センサにより測定された前記第2監視内容に関する値の偏差が、前記平均値に対する前記第1センサにより測定された前記第1監視内容に関する値の偏差よりも大きい場合に、前記第3動作を実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第2制御部は、前記第2センサにより測定された前記第2監視内容に関する値が前記第1センサにより測定された前記第1監視内容に関する値を超えた場合に、前記第3動作を実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第2制御部は、前記第3動作として、前記第1サンプリング周期よりも短い第3サンプリング周期で測定された前記第2センサの出力結果を前記記憶部に保持させる動作と、前記第1期間よりも長い第3期間に亘って前記第2センサの出力結果を前記記憶部に保持させる動作とのうち少なくとも一方を実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記セルユニットは、第1電力変換部と、第2電力変換部とを含み、
前記第1センサは、前記第1電力変換部に設けられ、
前記第2センサは、前記第2電力変換部に設けられ、
前記第2制御部は、前記第2電力変換部に関して故障の予兆があることを示す所定の動作が実行された場合に、前記第3動作を実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記セルユニットは、交流電力の第1相に関する電力を変換する第1電力変換部と、前記交流電力の第2相に関する電力を変化する第2電力変換部とを含み、
前記第1センサは、前記第1電力変換部に設けられ、
前記第2センサは、前記第2電力変換部に設けられた、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記セルユニットに設けられ、前記セルユニットの第3監視内容に関する値を測定する第3センサをさらに備え、
前記第1制御部は、前記第1センサの出力結果および前記第2センサの出力結果に加え、前記第3センサの出力結果を監視し、
前記第2制御部は、前記セルユニットが前記第1状態にある場合に、第4サンプリング周期で測定された前記第3センサの出力結果を少なくとも第4期間に亘って前記記憶部に保持させ、前記セルユニットが前記第2状態に遷移した場合に、前記第4サンプリング周期よりも長い第5サンプリング周期で測定された前記第3センサの出力結果を前記記憶部に保持させる第4動作、前記第4期間よりも短い第5期間に亘って前記第3センサの出力結果を前記記憶部に保持させる第5動作、前記第3センサの出力結果の保持を停止させる第6動作のうち少なくとも一つを実行する、
請求項1に記載の電力変換装置。
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