JP6751033B2

JP6751033B2 - 並列インバータ装置

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Publication number: JP6751033B2
Application number: JP2017024429A
Authority: JP
Inventors: 知信山本
Original assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Current assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2020-09-02
Anticipated expiration: 2037-02-13
Also published as: JP2018133849A

Description

本発明は、直流電力を交流電力に変換する複数のインバータを備える並列インバータ装置に関する。

従来、直流電力を交流電力に変換するインバータを、並列に接続してモーター等の負荷４を駆動させる並列インバータ装置が知られている。このような並列インバータ装置においては、半導体素子のばらつきなどにより、ひとつの半導体素子に電流が集中し、半導体素子の温度が高温になり破損する恐れがある。該並列インバータ装置を構成する各インバータ内の素子に短絡故障が発生した場合に、電流を遮断するためのヒューズを設ける方法がある（例えば、特許文献１参照）。

また、インバータが備える複数の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：IGBT）をスイッチング駆動することでスイッチング動作の過渡期に生じる電流のアンバランスを、スイッチング速度を調整することによって低減することが知られている（例えば、特許文献２参照）。また、特許文献２の他にもゲート駆動の速度調整方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。

図５に示すように、従来の並列インバータ装置５においては、第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０が、いずれもその入力端において直流電源３に接続される。また、第１のヒューズ１１に、直流電源３から第１のインバータ１０に入力した定格以上の電流が流れると溶断する。第２のヒューズ２１についても同様である。

さらに、第１のインバータ１０のＩＧＢＴ群１２を構成する各ＩＧＢＴが、所定のタイミングでＯＮ及びＯＦＦを繰り返すことによって、直流電源３によって印加された直流電圧を交流電圧に変換する。平滑コンデンサ１３は、ＩＧＢＴ群１２に入力する電圧を平滑化する。

また、配線インダクタンス１５は、配線が有するインダクタンスであり、ＩＧＢＴ群１２がスイッチングすることで電流が流れて、サージ電圧が発生する。スナバコンデンサ１６は、配線インダクタンス１５に起因して発生するサージ電圧を抑制する。第２のインバータ２０も上記のような第１のインバータ１０と同様の構成を備える。

また、制御部４４は、各ＩＧＢＴ駆動回路１７，１８，２７，２８を制御するためのＩＧＢＴ制御信号を出力電流バランス部４５に出力する。ＩＧＢＴ制御信号とは、第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０が所望の電流を出力するための信号である。

また、出力電流バランス部４５は、電流検出器１９によって検出された第１の電流の電流値と、電流検出器２９によって検出された第２の電流の電流値とに基づいて、制御部４４から出力されたＩＧＢＴ制御信号を第１の電流及び第２の電流のバランスをとるように調整して、第１のゲートａ駆動回路１７、第１のゲートｂ駆動回路１８、第２のゲートａ駆動回路２７、及び第２のゲートｂ駆動回路２８にゲート信号を出力する。

そして、出力電流バランス部４５が出力するゲート信号に基づいて第１のゲートａ駆動回路１７、第１のゲートｂ駆動回路１８、第２のゲートａ駆動回路２７、及び第２のゲートｂ駆動回路２８が、各ＩＧＢＴをＯＮしたりＯＦＦしたりすることによって、入力端から入力された直流電力が交流電力に変換されて、負荷４に出力される。なお、図５には、第１のインバータの１つの相、及び第２のインバータの１つの相を流れる電流値を検出する電流検出器１９のみが記載されており、他の相を流れる電流値を検出する電流検出器１９は省略されている。

特開２００７−７４８２３号公報特開２０１４−２３０３０７号公報特開２０１３−５０６７号公報

上記の従来技術のような並列インバータ装置５においては、第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０のいずれかが備えるヒューズが溶断した場合、少なくとも溶断したヒューズを備えるインバータには不具合があったものと考えられるため、運転を停止する必要がある。しかしながら、例えば第２のインバータ２０が備えるヒューズが切れた場合、第１のインバータ１０と第２のインバータ２０の直流電圧に電圧差が生じ、第１のインバータ１０の出力側から横流抑制用インダクタンス群３０を介して、第２のインバータ２０の出力側に流れ込み、IGBTに逆並列に接続された負荷電流を転流させるためのダイオード（FWD：Free Wheeling Diode）を介してインバータ２の平滑コンデンサをチャージし、図５の矢印に示すようなまわり回路を形成することによって、第２のインバータ２０は運転を継続する。

これにより、第１のインバータ１０と第２のインバータ２０とがそれぞれの定格電流を出力するのではなく、第１のインバータ１０と第２のインバータ２０のうちヒューズが溶断していないほうが１台分の定格電流以上の電流を出力することになる。したがって、ＩＧＢＴ群１２又は２２には、ヒューズ１０及び２０のいずれも切れずに正常な運転がされている場合に比べて大きい電流が流れ、ＩＧＢＴ群１２又は２２を構成するＩＧＢＴが破損するおそれがある。

このようにヒューズ１１又は１２が溶断した場合に並列インバータ装置５を停止するために、ヒューズ１１及び１２の溶断を検知する必要がある。このため、ヒューズ１１及び１２の溶断を検知するインジケータを設けることが考えられるが、この場合、各ヒューズ１１,１２とＩＧＢＴ群１２，２２との間の配線インダクタンス１５，２５が大きくなる。これにより、ＩＧＢＴ群１２，２２のスイッチングにより配線インダクタンス１５，２５で発生するサージ電圧が高くなり、これを抑制するためのスナバコンデンサ１６，２６が大型化することが避けられない。また、大電流を流すことのできるヒューズがないため、大容量のインバータにおいては、ヒューズを並列に接続する必要があり、この場合、インジケータに係る配線が増え、その設置に係るスペース及びコストが増加するという問題が生じる。

また、電流検出器１９によって検出された第１の電流、及び電流検出器２９によって検出された第２の電流の値が異なるようになったことを検知して、ヒューズ１１又は１２が溶断したと判定することが考えられる。しかし、IGBTゲート駆動回路やIGBTのON電圧、スイッチング速度のばらつきにより電流がきれいに分流しないことがあり、誤検出してしまう場合がある。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、大型化を伴わずにヒューズの溶断を検知することができる並列インバータ装置を提供することにある。

上述した課題を解決すべく、本発明に係る並列インバータ装置は、直流電源から第１のヒューズを介して入力された直流電力を交流電力に変換して第１の電流を出力する第１のインバータと、前記直流電源から第２のヒューズを介して入力された直流電力を交流電力に変換して第２の電流を出力する第２のインバータと、前記第１の電流の向きと大きさ、及び前記第２の電流の向きと大きさに基づいて、前記第１のヒューズ又は前記第２のヒューズが溶断していることを検出する異常検出部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る並列インバータ装置において、トルク・回転数指令値から三相電流指令値を算出する制御部をさらに備え、前記異常検出部は、前記三相電流指令値の各相の電流指令値の極性及び前記第１の電流の向きに基づいて前記第１のヒューズが溶断しているか否かを判定し、前記各相の電流指令値の極性及び前記第２の電流の向きに基づいて前記第２のヒューズが溶断しているか否かを判定することを特徴とする。

また、本発明に係る並列インバータ装置は、直流電源から第１のヒューズを介して入力された直流電圧を交流電圧に変換する複数の第１のＩＧＢＴと、前記複数の第１のＩＧＢＴにそれぞれ設けられた、第１の抵抗を有する個別スナバ回路と、を含む第１のインバータと、前記直流電源から第２のヒューズを介して入力された直流電圧を交流電圧に変換する複数の第２のＩＧＢＴと、前記複数の第２のＩＧＢＴにそれぞれ設けられた、第２の抵抗を有する個別スナバ回路とを含む第２のインバータと、前記第１の抵抗に発生した第１の電圧、及び前記第２の抵抗に発生した第２の電圧に基づいて、前記第１のヒューズ及び前記第２のヒューズのいずれが溶断しているかを特定する異常検出部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、大型化を伴わずにヒューズの溶断を検知することが可能となる。

第１の実施形態に係る並列インバータ装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す異常検出部が用いる各相の電流指令値、第１の電流、及び第２の電流を説明するための図である。第２の実施形態に係る並列インバータ装置の構成例を示すブロック図である。ＩＧＢＴ及びスナバ回路に流れる電流の向きを示す図である。従来の並列インバータ装置の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、第１の実施形態に係る並列インバータ装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示す例では、並列インバータ装置１は、第１のインバータ１０、第２のインバータ２０、横流抑制用インダクタンス群３０、第１の電流方向判定部４１、第２の電流方向判定部４２、異常検出部４３、制御部４４、出力電流バランス部４５、及び電流指令極性判定部４６を備える。第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０は、いずれもその入力端において直流電源３に接続される。以降の説明において、第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０のうち任意のインバータを適宜、「インバータ」という。

第１のインバータ１０は、第１のヒューズ１１、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：IGBT）群１２、平滑コンデンサ１３、配線インダクタンス１５、スナバコンデンサ１６、第１のゲートａ駆動回路１７、第１のゲートｂ駆動回路１８、及び電流検出器１９を備える。

第１のヒューズ１１は、直流電源３から第１のインバータ１０に定格以上の電流が流れると溶断する。これによって、第１のヒューズ１１は、直流電源３から第１のインバータ１０に大電流が流れるのを阻止し、第１のインバータ１０を保護する。

ＩＧＢＴ群１２は、ＩＧＢＴ１２ｕａ、１２ｕｂ、１２ｖａ、１２ｖｂ、１２ｗａ、１２ｗｂを備える。ＩＧＢＴ１２ｕａ及びＩＧＢＴ１２ｕｂは互いに直列に接続され、ＩＧＢＴ１２ｖａ及びＩＧＢＴ１２ｖｂは互いに直列に接続され、ＩＧＢＴ１２ｗａ及びＩＧＢＴ１２ｗｂは互いに直列に接続される。また、直列に接続されたＩＧＢＴ１２ｖａ及びＩＧＢＴ１２ｖｂは、入力端に接続された直流電源３に並列に接続される。ＩＧＢＴ１２ｖａ及びＩＧＢＴ１２ｖｂ、ＩＧＢＴ１２ｗａ及びＩＧＢＴ１２ｗｂについても同様である。

ＩＧＢＴ１２ｕａ〜１２ｗｂは、第１のゲートａ駆動回路１７及び第１のゲートｂ駆動回路１８に駆動されてＯＮ及びＯＦＦを繰り返すことによって、直流電源３によって印加された直流電圧を交流電圧に変換する。

平滑コンデンサ１３は、直流電源３及びＩＧＢＴ群１２に並列に接続される。平滑コンデンサ１３は、ＩＧＢＴ群１２に入力する電圧を平滑化する。

配線インダクタンス１５は、配線が有するインダクタンスであり、ＩＧＢＴ群１２がスイッチングすることでサージ電圧が発生する。

スナバコンデンサ１６は、配線インダクタンス１５に起因して発生するサージ電圧を抑制する。

第１のゲートａ駆動回路１７は、制御部４４よって出力されたＩＧＢＴ制御信号に基づいて、ＩＧＢＴ１２ｕａ、１２ｖａ、及び１２ｗａがＯＮしたりＯＦＦしたりするよう駆動する。

第１のゲートｂ駆動回路１８は、制御部４４によって出力されたＩＧＢＴ制御信号に基づいて、ＩＧＢＴ１２ｕｂ、１２ｖｂ、及び１２ｗｂがＯＮしたりＯＦＦしたりするよう駆動する。

電流検出器１９は、ＩＧＢＴ群１２によって変換された各相の交流電流の電流値を検出する。図１においては、Ｕ相を流れる電流値を検出する電流検出器１９のみが記載されており、Ｖ相及びＷ相を流れる電流値を検出する電流検出器１９は省略されている。

第２のインバータ２０は、第２のヒューズ２１、ＩＧＢＴ群２２、平滑コンデンサ２３、配線インダクタンス２５、スナバコンデンサ２６、第２のゲートａ駆動回路２７、第２のゲートｂ駆動回路２８、及び電流検出器２９を備える。第２のヒューズ２１、ＩＧＢＴ群２２、平滑コンデンサ２３、配線インダクタンス２５、スナバコンデンサ２６、第２のゲートａ駆動回路２７、第２のゲートｂ駆動回路２８、及び電流検出器２９は、それぞれ第１のヒューズ１１、ＩＧＢＴ群１２、平滑コンデンサ１３、配線インダクタンス１５、スナバコンデンサ１６、第１のゲートａ駆動回路１７、第１のゲートｂ駆動回路１８、及び電流検出器１９と同様であるため説明を省略する。なお、以降の説明において、第１のヒューズ１１及び第２のヒューズ２１のうちの任意のヒューズを適宜、「ヒューズ」という。

横流抑制用インダクタンス群３０は、ＩＧＢＴ群１２とＩＧＢＴ群２２とのスイッチング速度の差によって生じる電圧差によって第１のインバータ１０と、第２のインバータ２０との間に流れる電流を抑制する。

第１の電流方向判定部４１は、第１のインバータ１０の電流検出器１９によって検出された電流値に基づいて電流の向きを判定する。本実施形態では、電流検出器１９によって検出された電流値が正の値である場合、電流は第１のインバータ１０の出力側から横流抑制用インダクタンス群３０へ流れ、電流値が負の値である場合、電流は横流抑制用インダクタンス群３０から第１のインバータ１０の出力側へ流れている。以降の説明においては、第１のインバータ１０の出力側から横流抑制用インダクタンス群３０への向きを「正の向き」といい、横流抑制用インダクタンス群３０から第１のインバータ１０の出力側への向きを「負の向き」という。

第２の電流方向判定部４２は、第２のインバータ２０の電流検出器２９によって検出された電流値に基づいて電流の向きを判定する。本実施形態では、電流検出器２９によって検出された電流値が正の値である場合、電流は第２のインバータ２０の出力側から横流抑制用インダクタンス群３０へ流れ、電流値が負の値である場合、電流は横流抑制用インダクタンス群３０から第２のインバータ２０の出力側へ流れている。以降の説明においては、第２のインバータ２０の出力側から横流抑制用インダクタンス群３０への向きを「正の向き」といい、横流抑制用インダクタンス群３０から第２のインバータ２０の出力側への向きを「負の向き」という。

制御部４４は、負荷４であるモーターのトルク又は回転数についてのトルク・回転指令値の入力を受け付け、入力されたトルク又は回転数に基づいて、ＩＧＢＴ群１２，２２を制御するためのＩＧＢＴ制御信号を出力電流バランス部４５に出力する。また、異常検出部４３によって検出された異常検知信号の入力を受け付ける。

また、制御部４４は、入力されたトルク・回転指令値に基づいて、三相電流指令値を算出し、電流指令極性判定部４６に出力する。

出力電流バランス部４５は、電流検出器１９によって検出された第１の電流の電流値と、電流検出器２９によって検出された第２の電流の電流値とに基づいて、第１の電流及び第２の電流のバランスがとれるように、ＩＧＢＴ制御信号を第１のゲートａ駆動回路１７、第１のゲートｂ駆動回路１８、第２のゲートａ駆動回路２７、及び第２のゲートｂ駆動回路２８に出力する。

電流指令極性判定部４６は、各相の電流指令値の極性を判定する。

異常検出部４３は、第１の電流方向判定部４１によって判定された第１の電流の向き、第２の電流方向判定部４２によって判定された第２の電流の向き、及び各相の電流指令値の極性に基づいて、出力バランスの判定を行うことによって、第１のインバータ１０又は第２のインバータ２０に異常があることを検出する。

また、異常検出部４３は、第１の電流の向きと、後述する電流指令極性判定部４６によって判定された各相の電流指令値の極性とに基づいて第１のヒューズ１１が溶断しているか否かを判定する。異常検出部４３は、第１の電流の向きと、各相の電流指令値の極性とが同一である場合、第１のヒューズ１１は溶断していないと判定し、第１の電流の向きと三相電流値の極性とが異なる場合、第１のヒューズ１１は溶断していると判定し、第１のインバータ１０に異常が発生していると検出する。

同様にして、異常検出部４３は、第２の電流の向きと各相の電流指令値の極性とに基づいて第２のヒューズ２１が溶断しているか否かを判定する。具体的には、異常検出部４３は、第２の電流の向きと各相の電流指令値の極性とが同一である場合、第２のヒューズ２１は溶断していないと判定し、第２の電流の向きと各相の電流指令値の極性とが異なる場合、第２のヒューズ２１は溶断していると判定し、第２のインバータ２０に異常が発生していると検出する。

例えば、図２（１）に表されるように、各相の電流値が周期をＴ（ｓｅｃ）とする正弦波として表される場合、図２（２）に示すように、三相電流値の極性はｔ＝０〜（１／２）Ｔにおいて正でありｔ＝（１／２）Ｔ〜Ｔにおいて負である。

このような各相の電流指令値に基づく制御によって、電流検出器１９によって検出された第１の電流が図２（３）のように表される場合、第１の電流方向判定部４１は、第１の電流の向きが、ｔ＝０〜（１／２）Ｔ（ｓｅｃ）において正であり、ｔ＝（１／２）Ｔ〜Ｔ（ｓｅｃ）において負であると判定する（図２（４）参照）。したがって、第１の電流の向きは、三相電流値の極性と同一であるため、異常検出部４３は、第１のインバータ１０が正常である、すなわち第１のヒューズ１１が溶断していないと判定する。

また、図２（１）に表されるような三相電流値に基づく制御によって、電流検出器２９によって検出された第２の電流が図２（５）のように表される場合、第２の電流方向判定部４２は、第２の電流の向きが、ｔ＝０〜ｔ_１（ｓｅｃ）（０＜ｔ_１＜（１／２）Ｔ）において正であり、ｔ＝ｔ_１〜（１／２）Ｔ（ｓｅｃ）において負であると判定する（図２（６）参照）。また、第２の電流方向判定部４２は、第２の電流の向きが、ｔ＝（１／２）Ｔ〜ｔ_２（ｓｅｃ）（（１／２）Ｔ＜ｔ_１＜Ｔ）において負であり、ｔ＝ｔ_２〜Ｔ（ｓｅｃ）において正であると判定する（図２（６）参照）。したがって、ｔ_１＜ｔ＜（１／２）Ｔ及びｔ_２＜ｔ＜Ｔにおける第２の電流の向きは、三相電流値の極性と異なるため、異常検出部４３は、第２のヒューズ２１が溶断していると判定する。

以上のように、第１の実施形態によれば、第１の電流の向き及び第２の電流の向きに基づいて、第１のヒューズ１１又は第２のヒューズ２１が溶断していることを検出する。そのため、ヒューズの溶断を検知するインジケータを配置することが不要となる。したがって、インジケータの配置に係るスペースが不要となり、インバータが大型化するのを避けることができる。

また、第１の実施形態によれば、各相の電流指令値及び第１の電流に基づいて第１のヒューズ１１が溶断しているか否かを判定し、各相の電流指令値及び第２の電流に基づいて第２のヒューズ２１が溶断しているか否かを判定する。このため、第１のヒューズ１１及び第２のヒューズ２１のいずれかが溶断している場合に、どちらのヒューズが溶断しているかを検出することができる。これにより、例えば、並列インバータ装置１の第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０のうちの、ヒューズが溶断している方のインバータのみを停止させることができる。出力電力が低下しても運転を継続することが要求される負荷４においては、その運転を完全に停止することを避けることが可能となる。

以下、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。

図３に示すように、第２の実施形態における並列インバータ装置２は、第１の実施形態における並列インバータ装置１と同様に、第１のインバータ１０、第２のインバータ２０、横流抑制用インダクタンス群３０、制御部４４、及び出力電流バランス部４５を備える。なお、第１の実施形態における並列インバータ装置１と同様の構成ブロックについては同一の参照符号を付して、適宜、説明を省略する。

第２の実施形態の第１のインバータ１０においては、ＩＧＢＴ１２ｕａ〜１２ｗｂそれぞれに個別スナバ回路５０ｕａ〜ｗｂを備える。個別スナバ回路５０は、放電阻止形スナバ回路５０である。

各放電阻止形スナバ回路５０ｕａ〜ｗｂは、それぞれＩＧＢＴ１２ｕａ〜１２ｗｂに接続される。便宜上、図３においては、放電阻止形スナバ回路５０ｖａ、５０ｖｂ、５０ｗａ、５０ｗｂ、６０ｖａ、６０ｖｂ、６０ｗａ、６０ｗｂは省略されている。放電阻止形スナバ回路５０ｕａを例として説明すると、図４（ａ）に示すように、放電阻止形スナバ回路５０ｕａは、抵抗５１ｕａ，コンデンサ５２ｕａ，ダイオード５３ｕａを有する。コンデンサ５２ｕａとダイオード５３ｕａは直列に接続され、ＩＧＢＴ１２ｕａに並列に接続されている。また、抵抗５１ｕａは、コンデンサ５２ｕａ及びダイオード５３ｕａの間と、第１のヒューズ１１が設けられていない方の入力端との間に接続される。

第２のインバータ２０についても、図４（ｂ）に示すように、第１のインバータ１０と同様に、ＩＧＢＴ１２ｕａに対応するＩＧＢＴ２２ｕａに抵抗６１ｕａ、コンデンサ６２ｕａ、及びダイオード６３ｕａを有する放電阻止形スナバ回路６０ｕａが接続される。

また、図３に戻って、第２の実施形態の第１のインバータ１０は、第１の電圧検出器７１、第２の電圧検出器７２、減算部７３、絶対値算出部７４、比較部７６、及び異常検出部７７を備える。

第１の電圧検出器７１は、放電阻止形スナバ回路５０が有する抵抗５１の両端のサージ電圧の値（第１の電圧値）Ｖ１を測定する。

第２の電圧検出器７２は、放電阻止形スナバ回路６０が有する抵抗６１の両端のサージ電圧の値（第２の電圧値）Ｖ２を測定する。

減算部７３は、第１の電圧検出器７１によって検出された第１の電圧値Ｖ１と、第２の電圧検出器７２によって検出された第２の電圧値Ｖ２との差であるサージ電圧差Ｖ１−Ｖ２を算出する。

絶対値算出部７４は、減算部７３によって算出されたサージ電圧差Ｖ１−Ｖ２の絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜を算出する。

比較部７６は、絶対値算出部７４によって算出されたサージ電圧差の絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜をサージ電圧差の基準値と比較する。基準値とは、サージ電圧差の絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜がこの値より大きい場合には、第１のヒューズ１１又は第２のヒューズ２１が溶断しているとされる閾値である。

比較部７６は、絶対値算出部７４によって算出された絶対値が基準値未満である場合、第１のヒューズ１１及び第２のヒューズ２１は溶断していない、すなわち、並列インバータ装置２の異常を検出しない。また、比較部７６は、絶対値が基準値以上である場合、第１のヒューズ１１又は第２のヒューズ２１が溶断している、すなわち、並列インバータ装置２が異常であることを検出する。

異常検出部７７は、第１のインバータ１０と第２のインバータ２０とのいずれに異常があるのかを、減算部７３によって算出されたサージ電圧差の絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜を用いて特定する。

ここで、異常検出部７７は、異常が発生しているインバータを特定する処理について詳細に説明する。

図４は、並列インバータ装置１に設けられた放電阻止形スナバ回路５０及び６０を示す図である。図４（ａ）の実線の矢印は第１のヒューズ１１が溶断しておらず、ＩＧＢＴ１２ｕａがＯＮである場合の電流の流れを示し、図４（ａ）の破線の矢印は、第１のヒューズ１１が溶断しておらず、ＩＧＢＴ１２ｕａがＯＦＦになった場合に配線インダクタンス１５によって流し続けられる電流の流れを示している。図４（ａ）の破線の矢印に示すように、第１のヒューズ１１が溶断しておらず、ＩＧＢＴ１２ｕａがＯＦＦになった場合に配線インダクタンス１５に蓄えられたエネルギーにより、電流がコンデンサ５２ｕａの方へ流れることによってコンデンサ５２ｕａの電圧が高くなる。このため、抵抗５１に発生する電圧は、ＩＧＢＴ１２ｕａがＯＮである場合の電圧に比べて高くなる。

また、図４（ｂ）の実線の矢印は第２のヒューズ２１が溶断し、ＩＧＢＴ２２ｕａがＯＮである場合のまわり回路による電流の流れを示し、図４（ｂ）の破線の矢印は、第２のヒューズ２１が溶断し、ＩＧＢＴ２２ｕａがＯＦＦである場合の電流の流れを示している。図４（ｂ）の破線の矢印に示すように、第２のヒューズ２１が溶断しているときには、
平滑コンデンサ２３の電位が、溶断していないほうの第１のインバータ１０に比べて下がるので、平滑コンデンサ２３を充電するためにＩＧＢＴ２２ｕａのダイオード（ＦＲＤ：Fast Recovery Diode）に電流が流れ、ＩＧＢＴ２２ｕａがＯＦＦになっても抵抗６１に発生する電圧は高くならない。

このような、放電阻止形スナバ回路５０及び６０における電流の流れの違いにより、ＩＧＢＴ１２ｕａがＯＦＦになったとき、第１のヒューズ１１が溶断していない場合の放電阻止形スナバ回路５０の抵抗５１に発生する電圧は、第２のヒューズ２１が溶断している場合の放電阻止形スナバ回路６０の抵抗６１に発生する電圧より高い。第１のヒューズ１１が溶断しており、第２のヒューズ２１が溶断していない場合についても同様にして、ＩＧＢＴ２２ｕａがＯＦＦになったとき、抵抗６１に発生する電圧は抵抗５１に発生する電圧より高い。

すなわち、第１のヒューズ１１及び第２のヒューズ２１のいずれかが溶断している場合、溶断していないヒューズを有するインバータの放電阻止形スナバ回路５０の抵抗に発生する電圧は、溶断しているヒューズを有するインバータの放電阻止形スナバ回路５０の抵抗に発生する電圧より高い。

したがって、異常検出部７７は、サージ電圧差の絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜が基準値以上であり、減算部７３によって算出されたサージ電圧差Ｖ１−Ｖ２が負の値である場合、第１のヒューズ１１が溶断している、すなわち第１のインバータ１０は異常であると特定する。また、比較部７６は、サージ電圧差の絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜が基準値以上であり、減算部７３によって算出されたサージ電圧差Ｖ１−Ｖ２が正の値である場合、第２のヒューズ２１が溶断している、すなわち第２のインバータ２０が異常であると特定する。

以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて、Ｖ１−Ｖ２が正であるか負であるかによっていずれのヒューズが溶断しているかを特定することができる。

本発明を図面及び実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロック、に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１,２並列インバータ装置
３直流電源
４負荷
１０第１のインバータ
１１第１のヒューズ
１２,２２絶縁ゲートバイポーラトランジスタ群
１３,２３平滑コンデンサ
１５,２５配線インダクタンス
１６,２６スナバコンデンサ
１７第１のゲートａ駆動回路
１８第１のゲートｂ駆動回路
１９,２９電流検出器
２０第２のインバータ
２１第２のヒューズ
２７第２のゲートａ駆動回路
２８第２のゲートｂ駆動回路
３０横流抑制用インダクタンス群
４１第１の電流方向判定部
４２第２の電流方向判定部
４３異常検出部
４４制御部
４５出力電流バランス部
４６電流指令極性判定部
５０ｕａ,５０ｕｂ,６０ｕａ,６０ｕｂ放電阻止形スナバ回路
５１ｕａ,６１ｕａ抵抗
５２ｕａ,６２ｕａコンデンサ
５３ｕａ,６３ｕａダイオード
７１第１の電圧検出器
７２第２の電圧検出器
７３減算部
７４絶対値算出部
７６比較部
７７異常検出部

Claims

直流電源から第１のヒューズを介して入力された直流電力を交流電力に変換して第１の電流を出力する第１のインバータと、
前記直流電源から第２のヒューズを介して入力された直流電力を交流電力に変換して第２の電流を出力する第２のインバータと、
前記第１の電流の向きと大きさ、及び前記第２の電流の向きと大きさに基づいて、前記第１のヒューズ又は前記第２のヒューズが溶断していることを検出する異常検出部と、を備えることを特徴とする並列インバータ装置。
トルク・回転数指令値から三相電流指令値を算出する制御部をさらに備え、
前記異常検出部は、前記三相電流指令値に含まれる各相の電流指令値の極性及び前記第１の電流の向きに基づいて前記第１のヒューズが溶断しているか否かを判定し、前記各相の電流指令値の極性及び前記第２の電流の向きに基づいて前記第２のヒューズが溶断しているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の並列インバータ装置。
直流電源から第１のヒューズを介して入力された直流電圧を交流電圧に変換する複数の第１のＩＧＢＴと、
前記複数の第１のＩＧＢＴにそれぞれ設けられた、第１の抵抗を有する個別スナバ回路と、
を含む第１のインバータと、
前記直流電源から第２のヒューズを介して入力された直流電圧を交流電圧に変換する複数の第２のＩＧＢＴと、
前記複数の第２のＩＧＢＴにそれぞれ設けられた、第２の抵抗を有する個別スナバ回路と
を含む第２のインバータと、
前記第１の抵抗に発生した第１の電圧、及び前記第２の抵抗に発生した第２の電圧に基づいて、前記第１のヒューズ及び前記第２のヒューズのいずれが溶断しているかを特定する異常検出部と、
を備えることを特徴とする並列インバータ装置。