JP7205119B2 - Condition monitor - Google Patents

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この発明は、状態監視装置に関し、特に、電力変換装置の状態を監視する状態監視装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a state monitoring device, and more particularly to a state monitoring device that monitors the state of a power converter.

従来、電力変換装置の状態を監視する状態監視装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a state monitoring device that monitors the state of a power conversion device is known (see, for example, Patent Literature 1).

上記特許文献1に記載の状態監視装置は、電力変換装置の直流電源の正側に直列に接続され、互いに直列に接続される第1抵抗素子と第2抵抗素子とを含む第1抵抗素子群を備える。また、状態監視装置は、直流電源の負側と第1抵抗素子群との間に直列接続され、互いに直列に接続される第3抵抗素子と第4抵抗素子とを含む第2抵抗素子群を備える。また、状態監視装置は、第1抵抗素子群および第2抵抗素子群の相互接続点と接地点との間に接続された接地抵抗を備える。また、状態監視装置は、第1抵抗素子と第2抵抗素子との接続点に接続される正側給電回路を備える。正側給電回路からの正電圧は、状態監視装置に設けられたAD変換回路等の回路に供給されている。 The state monitoring device described in Patent Document 1 is connected in series to a positive side of a DC power supply of a power converter, and includes a first resistance element and a second resistance element connected in series with each other. Prepare. Further, the state monitoring device includes a second resistance element group connected in series between the negative side of the DC power supply and the first resistance element group, and including a third resistance element and a fourth resistance element connected in series with each other. Prepare. The state monitoring device also includes a ground resistor connected between the interconnection point of the first resistor group and the second resistor group and the ground point. The state monitoring device also includes a positive feed circuit connected to a connection point between the first resistance element and the second resistance element. A positive voltage from the positive power supply circuit is supplied to a circuit such as an AD conversion circuit provided in the state monitoring device.

また、状態監視装置は、第1抵抗素子群に流れる電流、および、第2抵抗素子群に流れる電流に基づく電力変換装置の状態に関する信号を、上位の制御装置に出力している。具体的には、状態監視装置は、第1抵抗素子群(第1抵抗素子)に流れる電流値と第1抵抗素子の抵抗値とによって決まる、第1抵抗素子の両端にかかる電圧Vpの情報を、上位の制御装置に出力している。また、状態監視装置は、第2抵抗素子群(第3抵抗素子)に流れる電流値と第3抵抗素子の抵抗値とによって決まる、第3抵抗素子の両端にかかる電圧Vnの情報を、上位の制御装置に出力している。なお、第1抵抗素子の抵抗値と第3抵抗素子の抵抗値とは略等しい。 Further, the state monitoring device outputs a signal regarding the state of the power conversion device based on the current flowing through the first resistance element group and the current flowing through the second resistance element group to the host control device. Specifically, the state monitoring device obtains information on the voltage Vp applied across the first resistance element, which is determined by the current value flowing through the first resistance element group (first resistance element) and the resistance value of the first resistance element. , is output to a higher control device. In addition, the state monitoring device sends the information of the voltage Vn across the third resistance element, which is determined by the current value flowing through the second resistance element group (third resistance element) and the resistance value of the third resistance element, to a higher order Output to the control device. Note that the resistance value of the first resistance element and the resistance value of the third resistance element are substantially equal.

ここで、電力変換装置に地絡(電気回路と大地が電気的に接続される状態)が発生していない場合は、接地抵抗に電流が流れないため、第1抵抗素子に流れる電流値と、第3抵抗素子に流れる電流値とは等しくなる。その結果、電圧Vpと電圧Vnとは等しくなる。また、直流電源の負側に接続されている母線に地絡が発生している場合は、接地抵抗を介して、相互接続点から直流電源の負側に向かって電流が流れるため、第1抵抗素子に流れる電流値が、第3抵抗素子に流れる電流値よりも大きくなる。その結果、電圧Vpが電圧Vnよりも大きくなる。また、直流電源の正側に接続されている母線に地絡が発生している場合は、接地抵抗を介して、直流電源の正側から相互接続点に向かって電流が流れるため、第3抵抗素子に流れる電流値が、第1抵抗素子に流れる電流値よりも大きくなる。その結果、電圧Vnが電圧Vpよりも大きくなる。すなわち、電圧Vpと電圧Vnとの関係により、地絡の発生の有無、および、地絡が発生している箇所の判別が可能となる。 Here, when a ground fault (a state in which the electric circuit and the ground are electrically connected) does not occur in the power conversion device, no current flows through the ground resistor. It becomes equal to the value of the current flowing through the third resistance element. As a result, voltage Vp and voltage Vn become equal. In addition, when a ground fault occurs in the bus connected to the negative side of the DC power supply, the current flows from the interconnection point toward the negative side of the DC power supply via the ground resistance. A current value flowing through the element becomes larger than a current value flowing through the third resistance element. As a result, voltage Vp becomes larger than voltage Vn. In addition, when a ground fault occurs in the bus connected to the positive side of the DC power supply, current flows from the positive side of the DC power supply to the interconnection point via the ground resistance, so the third resistor A current value flowing through the element becomes larger than a current value flowing through the first resistance element. As a result, voltage Vn becomes greater than voltage Vp. That is, it is possible to determine whether or not a ground fault has occurred and the location of the ground fault based on the relationship between the voltage Vp and the voltage Vn.

また、第1抵抗素子にかかる電圧Vpが検出された場合、第1抵抗素子の抵抗値および第2抵抗素子の抵抗値に基づいて、第2抵抗素子にかかる電圧が算出される。また、第3抵抗素子にかかる電圧Vnが検出された場合、第3抵抗素子の抵抗値および第4抵抗素子の抵抗値に基づいて、第4抵抗素子にかかる電圧が算出される。これにより、第1抵抗素子、第2抵抗素子、第3抵抗素子、および、第4抵抗素子の各々にかかる電圧に基づいて、直流電源の電圧値が算出される。その結果、直流電圧の直流過電圧故障の判定が可能となる。 Further, when the voltage Vp applied to the first resistance element is detected, the voltage applied to the second resistance element is calculated based on the resistance value of the first resistance element and the resistance value of the second resistance element. Further, when the voltage Vn applied to the third resistance element is detected, the voltage applied to the fourth resistance element is calculated based on the resistance value of the third resistance element and the resistance value of the fourth resistance element. Thereby, the voltage value of the DC power supply is calculated based on the voltage applied to each of the first resistance element, the second resistance element, the third resistance element, and the fourth resistance element. As a result, it becomes possible to determine a DC overvoltage failure of the DC voltage.

特開2017-166938号公報JP 2017-166938 A

ここで、上記特許文献1に記載の状態監視装置では、第1抵抗素子および第2抵抗素子の接続点と正側給電回路とが接続されているので、第1抵抗素子および第2抵抗素子の接続点から正側給電回路に向かって電流が流れている。しかしながら、上記特許文献1に記載されている状態監視装置では、第1抵抗素子および第2抵抗素子に流れる電流と、第3抵抗素子および第4抵抗素子に流れる電流とだけに基づいて、故障検出が行われている。すなわち、上記特許文献1に記載されている状態監視装置では、第1抵抗素子および第2抵抗素子の接続点から正側給電回路に向かって流れる電流を考慮せずに(電流値をゼロと仮定して)故障検出が行われている。この場合、第1抵抗素子群に流れる電流の一部が、正側給電回路に向かって分流されている影響が考慮されていないため、第1抵抗素子群に流れる電流(の検出値)、および、第2抵抗素子群に流れる電流(の検出値)が、実際に流れている電流値からずれる場合があるという不都合がある。このため、状態監視装置による、電力変換装置の故障検出が正確に行われない場合があるという問題点がある。 Here, in the state monitoring device described in Patent Literature 1, the connection point between the first resistance element and the second resistance element is connected to the positive side feeder circuit. Current is flowing from the connection point to the positive feeding circuit. However, in the state monitoring device described in Patent Document 1, failure detection is performed based only on the currents flowing through the first and second resistance elements and the currents flowing through the third and fourth resistance elements. is being done. That is, in the state monitoring device described in Patent Document 1, without considering the current flowing from the connection point of the first resistance element and the second resistance element toward the positive feed circuit (assuming that the current value is zero) and) fault detection is performed. In this case, the effect of shunting part of the current flowing through the first resistance element group toward the positive feed circuit is not taken into consideration. , the current (detected value) flowing through the second resistance element group may deviate from the value of the current actually flowing. For this reason, there is a problem that the failure detection of the power conversion device may not be accurately performed by the state monitoring device.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、電力変換装置の故障検出をより正確に行うことが可能な状態監視装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems described above, and one object of the present invention is to provide a condition monitoring apparatus capable of more accurately detecting failures in a power converter. is.

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による状態監視装置は、電力変換装置の状態を監視する状態監視装置であって、電力変換装置の直流電源の正側に接続され、互いに直列に接続される第1抵抗素子と第2抵抗素子とを含む第1抵抗素子群と、直流電源の負側と第1抵抗素子群との間に接続され、互いに直列に接続される第3抵抗素子と第4抵抗素子とを含む第2抵抗素子群と、第1抵抗素子群および第2抵抗素子群の相互接続点と接地点との間に接続された接地抵抗素子部と、第1抵抗素子と第2抵抗素子とが接続される第1接続点に接続され、状態監視装置内の所定の回路に給電を行う第1給電部と、第1接続点と第1給電部との間に設けられる、第5抵抗素子または電流センサと、第1抵抗素子群に流れる電流、第2抵抗素子群に流れる電流、および、第1接続点と第1給電部との間に流れる電流に基づく電力変換装置の状態に関する信号を、外部の制御装置に出力する状態信号出力部と、を備える。 In order to achieve the above object, a condition monitoring device according to one aspect of the present invention is a condition monitoring device for monitoring the state of a power conversion device, which is connected to the positive side of a DC power supply of the power conversion device and connected in series with each other. and a third resistor connected between the negative side of the DC power supply and the first resistor group and connected in series with each other a second resistance element group including an element and a fourth resistance element; a ground resistance element portion connected between an interconnection point of the first resistance element group and the second resistance element group and a ground point; Between the first power supply unit connected to the first connection point where the element and the second resistance element are connected and supplying power to a predetermined circuit in the condition monitoring device, and the first connection point and the first power supply unit A fifth resistance element or current sensor provided, current flowing through the first resistance element group, current flowing through the second resistance element group, and power based on the current flowing between the first connection point and the first power supply section and a state signal output unit for outputting a signal regarding the state of the conversion device to an external control device.

この発明の一の局面による状態監視装置では、上記のように、第1抵抗素子群に流れる電流、第2抵抗素子群に流れる電流、および、第1接続点と第1給電部との間に流れる電流に基づく電力変換装置の状態に関する信号が、外部の制御装置に出力されている。すなわち、第1接続点と第1給電部との間に実際に流れる電流が考慮されているので、第1抵抗素子群に流れる電流の一部が第1給電部に向かって分流されている影響が、電力変換装置の状態に関する信号として考慮されている。その結果、第1抵抗素子群に流れる電流(の検出値)、および、第2抵抗素子群に流れる電流(の検出値)の各々が、実際に流れている電流値からずれるのを抑制することができる。これにより、電力変換装置の故障検出をより正確に行うことができる。 In the state monitoring device according to one aspect of the present invention, as described above, the current flowing through the first resistance element group, the current flowing through the second resistance element group, and the current flowing between the first connection point and the first power supply section A signal regarding the state of the power conversion device based on the flowing current is output to an external control device. That is, since the current actually flowing between the first connection point and the first feeder is taken into account, the effect of part of the current flowing through the first resistance element group being shunted toward the first feeder is considered. is considered as a signal about the state of the power converter. As a result, each of the (detected value of) the current flowing through the first resistance element group and the (detected value of) the current flowing through the second resistance element group is suppressed from deviating from the value of the actually flowing current. can be done. Thereby, failure detection of the power converter can be performed more accurately.

上記一の局面による状態監視装置において、好ましくは、状態信号出力部は、第1接続点の第1電圧、第3抵抗素子と第4抵抗素子とが接続される第2接続点の第2電圧、および、第1接続点と第1給電部との間に流れる電流に基づいた第3電圧の各々に基づく信号を、上記状態に関する信号として外部の制御装置に出力するように構成されている。このように構成すれば、外部の制御装置に出力された第3電圧に基づく信号を用いて、第1接続点と第1給電部との間に流れる電流を容易に算出することができる。 In the state monitoring device according to the above aspect, preferably, the state signal output section has a first voltage at the first connection point and a second voltage at the second connection point where the third resistance element and the fourth resistance element are connected. , and a third voltage based on the current flowing between the first connection point and the first power supply unit are output to an external control device as signals relating to the state. With this configuration, it is possible to easily calculate the current flowing between the first connection point and the first power supply section using the signal based on the third voltage output to the external control device.

この場合、好ましくは、状態信号出力部は、第5抵抗素子と第1給電部との間の第3電圧に基づく信号を、上記状態に関する信号として外部の制御装置に出力するように構成されている。このように構成すれば、第5抵抗素子を設けることにより、第3電圧に基づく信号を外部の制御装置に出力することができる。その結果、比較的簡易な構成により、第3電圧に基づく信号を外部の制御装置に出力することができる。 In this case, the state signal output section is preferably configured to output a signal based on the third voltage between the fifth resistance element and the first power supply section to the external control device as the signal regarding the state. ing. With this configuration, by providing the fifth resistance element, a signal based on the third voltage can be output to an external control device. As a result, a signal based on the third voltage can be output to an external control device with a relatively simple configuration.

上記第1電圧、第2電圧、および、第3電圧の各々に基づく信号を、外部の制御装置に出力する状態監視装置において、好ましくは、相互接続点は、電力変換装置の正側直流電源と、正側直流電源に直列に接続されている電力変換装置の負側直流電源との間に接続されており、接地抵抗素子部は、互いに直列に接続される第6抵抗素子および第7抵抗素子を含み、状態信号出力部は、第1電圧、第2電圧、第3電圧、および、第6抵抗素子と第7抵抗素子とが接続される第3接続点の第4電圧の各々に基づく信号を、上記状態に関する信号として外部の制御装置に出力するように構成されている。このように構成すれば、正側直流電源の正側(の母線)に地絡が発生している場合は、正側直流電源の正側(の母線)から、接地抵抗素子部(第3接続点)を介して、相互接続点に向って電流が流れるので、第3接続点の第4電圧は相互接続点の電圧(ゼロ)よりも大きくなる。また、負側直流電源の負側(の母線)に地絡が発生している場合は、相互接続点から、接地抵抗素子部(第3接続点)を介して、負側直流電源の負側(の母線)に向って電流が流れるので、第3接続点の第4電圧は、相互接続点の電圧(ゼロ)よりも小さくなる。また、地絡が発生していない場合は、第4電圧はゼロになる。したがって、第4電圧の値だけに基づいて、地絡の発生の有無、および、地絡の箇所を判別することができるので、地絡検出を容易に行うことができる。 In the state monitoring device that outputs signals based on each of the first voltage, the second voltage, and the third voltage to an external control device, preferably, the interconnection point is a positive side DC power supply of the power conversion device , and the negative side DC power supply of the power converter connected in series with the positive side DC power supply, and the grounding resistance element section includes a sixth resistance element and a seventh resistance element connected in series with each other. and the state signal output unit is a signal based on each of the first voltage, the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage at the third connection point where the sixth resistance element and the seventh resistance element are connected is output to an external control device as a signal relating to the state. With this configuration, when a ground fault occurs on the positive side (the bus) of the positive side DC power supply, the ground resistance element section (the third connection A fourth voltage at the third connection point will be greater than the voltage at the interconnection point (zero) because current will flow through the point) towards the interconnection point. Also, if a ground fault occurs on the negative side (bus line) of the negative side DC power supply, the negative side of the negative side DC power supply The fourth voltage at the third node is less than the voltage (zero) at the interconnection node since the current flows towards (the bus of). Moreover, when the ground fault does not occur, the fourth voltage becomes zero. Therefore, based only on the value of the fourth voltage, it is possible to determine whether or not a ground fault has occurred and the location of the ground fault, thereby facilitating ground fault detection.

上記第1電圧、第2電圧、および、第3電圧の各々に基づく信号を、外部の制御装置に出力する状態監視装置において、好ましくは、第1電圧、第2電圧、および、第3電圧の各々は、アナログ値であり、状態信号出力部は、第1電圧をデジタル値に変換する第1変換部と、第2電圧をデジタル値に変換する第2変換部と、第3電圧をデジタル値に変換する第3変換部と、第1変換部、第2変換部、および、第3変換部の各々に対して、変換したデジタル信号を出力するタイミングを制御する信号を送信する出力タイミング制御部と、を含む。このように構成すれば、出力タイミング制御部により、第1変換部、第2変換部、および、第3変換部の各々がデジタル信号を出力するタイミングを一括して制御することができる。その結果、第1変換部、第2変換部、および、第3変換部の各々が、自身のデジタル信号を出力するタイミングを制御している場合に比べて、タイミング制御の構成を簡略化することができる。 In the state monitoring device that outputs a signal based on each of the first voltage, the second voltage, and the third voltage to an external control device, preferably the first voltage, the second voltage, and the third voltage Each is an analog value, and the state signal output unit includes a first conversion unit that converts the first voltage into a digital value, a second conversion unit that converts the second voltage into a digital value, and a third voltage into a digital value. and an output timing control unit that transmits a signal for controlling the timing of outputting the converted digital signal to each of the first conversion unit, the second conversion unit, and the third conversion unit. and including. With this configuration, the output timing control section can collectively control the timing at which each of the first conversion section, the second conversion section, and the third conversion section outputs the digital signal. As a result, compared to the case where each of the first conversion unit, the second conversion unit, and the third conversion unit controls the timing of outputting its own digital signal, the timing control configuration can be simplified. can be done.

この場合、好ましくは、出力タイミング制御部は、外部の制御装置からの演算を開始するパルス信号に基づいて、外部の制御装置の演算に同期して、第1変換部、第2変換部、および、第3変換部の各々に対して、デジタル信号の出力タイミングを制御する信号を送信するように構成されている。ここで、外部の制御装置と状態監視装置とが同期していない場合、外部の制御装置の演算の周期内に各変換部からデジタル信号を出力するために、外部の制御装置の演算の周期に対して状態検出装置の動作を十分に速くする必要がある。これに対して、本発明では、外部の制御装置の演算に同期させることによって、状態検出装置の動作を比較的低速にすることができる。その結果、状態検出装置の消費電力の増加を抑制することができる。また、動作を低速化することによって、状態監視装置内に流れる電流を小さくすることができるので、状態監視装置内の抵抗素子を小型化することができるとともに、抵抗素子において発生する熱を放熱するための冷却系を小型化することができる。 In this case, preferably, the output timing control unit synchronizes with the operation of the external control device based on a pulse signal for starting the operation from the external control device, the first conversion unit, the second conversion unit, and , and the third converter, a signal for controlling the output timing of the digital signal is transmitted. Here, when the external control device and the state monitoring device are not synchronized, in order to output a digital signal from each conversion unit within the calculation cycle of the external control device, On the other hand, it is necessary to make the operation of the state detection device sufficiently fast. In contrast, in the present invention, the operation of the state detection device can be made relatively slow by synchronizing it with the operation of the external control device. As a result, an increase in power consumption of the state detection device can be suppressed. In addition, since the current flowing in the state monitoring device can be reduced by slowing down the operation speed, the resistance element in the state monitoring device can be made smaller, and the heat generated in the resistance element can be dissipated. The cooling system for this can be downsized.

上記一の局面による状態監視装置において、好ましくは、第3抵抗素子と第4抵抗素子とが接続される第2接続点に接続され、所定の回路に給電を行う第2給電部をさらに備え、状態信号出力部は、第1抵抗素子群に流れる電流、第2抵抗素子群に流れる電流、第1接続点と第1給電部との間に流れる電流、および、第2接続点と第2給電部との間に流れる電流に基づく電力変換装置の状態に関する信号を外部の制御装置に出力するように構成されている。このように構成すれば、第2抵抗素子群に流れる電流の一部が、第2給電部に向かって分流されている影響が考慮されているので、第2抵抗素子群に流れる電流(の検出値)の各々が、実際に流れている電流値からずれるのを抑制することができる。これにより、第2給電部を設ける場合において、電力変換装置の故障検出をより正確に行うことができる。 The condition monitoring device according to the above aspect preferably further includes a second power supply unit connected to a second connection point where the third resistance element and the fourth resistance element are connected, and supplying power to a predetermined circuit, The state signal output section outputs a current flowing through the first resistance element group, a current flowing through the second resistance element group, a current flowing between the first connection point and the first power supply, and a current flowing between the second connection point and the second power supply. It is configured to output to an external control device a signal regarding the state of the power conversion device based on the current flowing between it and the unit. With this configuration, since the influence of part of the current flowing through the second resistance element group being shunted toward the second power supply section is taken into consideration, the current flowing through the second resistance element group (detection of the current) is considered. value) can be suppressed from deviating from the current value actually flowing. This makes it possible to more accurately detect a failure of the power converter when the second power supply unit is provided.

この場合、好ましくは、第2接続点と第2給電部との間に設けられる第8抵抗素子をさらに備え、状態信号出力部は、第1接続点の第1電圧、第2接続点の第2電圧、第1接続点と第1給電部との間に流れる電流に基づいた第3電圧、および、第8抵抗素子と第2給電部との間の第5電圧に基づく信号を、上記状態に関する信号として外部の制御装置に出力するように構成されている。このように構成すれば、外部の制御装置に出力された第5電圧に基づく信号を用いて、第2接続点と第2給電部との間に流れる電流を容易に算出することができる。また、第8抵抗素子を設けることにより、第5電圧に基づく信号を外部の制御装置に出力することができるので、比較的簡易な構成により第5電圧に基づく信号を外部の制御装置に出力することができる。 In this case, preferably, an eighth resistance element is provided between the second connection point and the second power supply section, and the state signal output section outputs the first voltage at the first connection point and the second voltage at the second connection point. 2 voltages, a third voltage based on the current flowing between the first connection point and the first power supply, and a signal based on the fifth voltage between the eighth resistive element and the second power supply. It is configured to output to an external control device as a signal related to. With this configuration, it is possible to easily calculate the current flowing between the second connection point and the second power supply section using the signal based on the fifth voltage output to the external control device. Further, by providing the eighth resistance element, a signal based on the fifth voltage can be output to an external control device, so that a signal based on the fifth voltage can be output to the external control device with a relatively simple configuration. be able to.

本発明によれば、上記のように、電力変換装置の故障検出をより正確に行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, as mentioned above, failure detection of a power converter can be performed more correctly.

第1および第4実施形態による状態監視装置と電力変換装置との接続を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the connection of the state-monitoring apparatus and power converter by 1st and 4th embodiment. 第1実施形態による状態監視装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the condition-monitoring apparatus by 1st Embodiment. 第1実施形態による状態監視装置の電源電圧監視部の動作を説明するための図である。4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the power supply voltage monitoring unit of the state monitoring device according to the first embodiment; FIG. 第1実施形態による状態監視装置の出力タイミング制御部の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the output timing control part of the condition-monitoring apparatus by 1st Embodiment. 第1実施形態による状態監視装置のAD変換器およびシリアル信号変換部の動作を説明するための図である。4A and 4B are diagrams for explaining operations of an AD converter and a serial signal conversion unit of the state monitoring device according to the first embodiment; FIG. 第1実施形態による状態監視装置のシリアル信号選択部の動作を説明するための図である。4 is a diagram for explaining the operation of the serial signal selector of the state monitoring device according to the first embodiment; FIG. 第1実施形態において地絡故障の発生の有無に基づいた電力変換装置の状態を説明するための等価回路である。(図7(a)は、地絡が発生していない場合の等価回路である。図7(b)は、負側母線に地絡が発生している場合の等価回路である。図7(c)は、正側母線に地絡が発生している場合の等価回路である。)It is an equivalent circuit for explaining the state of the power converter based on the presence or absence of occurrence of a ground fault in the first embodiment. (Fig. 7(a) is an equivalent circuit when no ground fault occurs. Fig. 7(b) is an equivalent circuit when a ground fault occurs on the negative side bus. Fig. 7 ( c) is an equivalent circuit when a ground fault occurs on the positive bus.) 第2および第3実施形態による状態監視装置と電力変換装置との接続を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the connection of the state-monitoring apparatus and power converter by 2nd and 3rd embodiment. 第2実施形態による状態監視装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the condition-monitoring apparatus by 2nd Embodiment. 第2実施形態による状態監視装置の出力タイミング制御部の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the output timing control part of the condition-monitoring apparatus by 2nd Embodiment. 第2実施形態による状態監視装置のシリアル信号選択部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of the serial signal selection part of the state-monitoring apparatus by 2nd Embodiment. 第2実施形態において地絡故障の発生の有無に基づいた電力変換装置の状態を説明するための等価回路である。(図12(a)は、地絡が発生していない場合の等価回路である。図12(b)は、負側母線に地絡が発生している場合の等価回路である。図12(c)は、正側母線に地絡が発生している場合の等価回路である。)It is an equivalent circuit for explaining the state of the power converter based on the presence or absence of occurrence of a ground fault in the second embodiment. (Fig. 12(a) is an equivalent circuit when no ground fault occurs. Fig. 12(b) is an equivalent circuit when a ground fault occurs on the negative bus. Fig. 12 ( c) is an equivalent circuit when a ground fault occurs on the positive bus.) 第3実施形態による状態監視装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the condition-monitoring apparatus by 3rd Embodiment. 第3実施形態による状態監視装置の電源電圧監視部の動作を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the power supply voltage monitoring unit of the state monitoring device according to the third embodiment; 第3実施形態による状態監視装置の出力タイミング制御部の制御を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining control of an output timing control unit of the state monitoring device according to the third embodiment; 第3実施形態による状態監視装置のシリアル信号選択部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation|movement of the serial signal selection part of the condition-monitoring apparatus by 3rd Embodiment. 第3実施形態において地絡故障の発生の有無に基づいた電力変換装置の状態を説明するための等価回路である。(図17(a)は、地絡が発生していない場合の等価回路である。図17(b)は、負側母線に地絡が発生している場合の等価回路である。図17(c)は、正側母線に地絡が発生している場合の等価回路である。)It is an equivalent circuit for explaining the state of the power conversion device based on the presence or absence of occurrence of a ground fault in the third embodiment. (Fig. 17(a) is an equivalent circuit when no ground fault occurs. Fig. 17(b) is an equivalent circuit when a ground fault occurs on the negative bus. Fig. 17 ( c) is an equivalent circuit when a ground fault occurs on the positive bus.) 第4実施形態による状態監視装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the condition-monitoring apparatus by 4th Embodiment. 第4実施形態による状態監視装置の出力タイミング制御部の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the output timing control part of the condition-monitoring apparatus by 4th Embodiment.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1~図7を参照して、第1実施形態による状態監視装置100の構成について説明する。
[First embodiment]
The configuration of the condition monitoring device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG.

まず、図1を参照して、状態監視装置100の概略の構成について説明する。図1に示すように、状態監視装置100は、電力変換装置800の状態(地絡故障または直流過電圧故障の有無)を監視するために設けられている。状態監視装置100は、電力変換装置800の正側母線800aと、負側母線800bとの間に接続されている。 First, referring to FIG. 1, a schematic configuration of the condition monitoring device 100 will be described. As shown in FIG. 1, the state monitoring device 100 is provided to monitor the state of the power conversion device 800 (whether there is a ground fault or a DC overvoltage fault). The state monitoring device 100 is connected between a positive bus 800a and a negative bus 800b of the power conversion device 800 .

また、電力変換装置800には、交流電圧を直流電圧(正電圧)Eに変換するダイオードコンバータ800cが設けられている。また、電力変換装置800には、ダイオードコンバータ800cによって変換された直流電圧Eを交流電圧に変換して負荷(図示せず)に出力する2レベルのインバータ800dが設けられている。状態監視装置100は、ダイオードコンバータ800cとインバータ800dとの間に設けられている。なお、ダイオードコンバータ800cは、特許請求の範囲の「直流電源」の一例である。 Further, the power conversion device 800 is provided with a diode converter 800c that converts an AC voltage into a DC voltage (positive voltage) E. As shown in FIG. The power converter 800 is also provided with a two-level inverter 800d that converts the DC voltage E converted by the diode converter 800c into an AC voltage and outputs the AC voltage to a load (not shown). State monitoring device 100 is provided between diode converter 800c and inverter 800d. The diode converter 800c is an example of the "DC power supply" in the claims.

ここで、図2を参照して、状態監視装置100の構成を説明する。なお、図2の、電流Ip1および電流Ip2は、それぞれ、後述する抵抗素子1aおよび抵抗素子1bを流れる電流である。また、電流Inは、後述する抵抗素子群2を流れる電流である。また、電流Igは、後述する接地抵抗素子3を流れる電流である。また、電流Icは、後述する抵抗素子6を流れる電流である。また、電圧Vp1および電圧Vp2は、それぞれ、抵抗素子1aの両端の電圧、および、抵抗素子1bの両端の電圧である。また、電圧Vp1は、後述する接続点Aの電圧でもある。また、電圧Vn1および電圧Vn2は、それぞれ、抵抗素子2aの両端にかかる電圧、および、抵抗素子2bの両端にかかる電圧である。また、電圧Vn1は、後述する接続点Bの電圧でもある。また、電圧Vcは、抵抗素子6と正電圧給電部4との間の電圧である。 Here, the configuration of the state monitoring device 100 will be described with reference to FIG. It should be noted that the current Ip1 and the current Ip2 in FIG. 2 are the currents flowing through the resistive element 1a and the resistive element 1b, respectively, which will be described later. A current In is a current that flows through the resistive element group 2, which will be described later. A current Ig is a current that flows through the ground resistance element 3, which will be described later. A current Ic is a current flowing through a resistive element 6, which will be described later. A voltage Vp1 and a voltage Vp2 are the voltage across the resistor element 1a and the voltage across the resistor element 1b, respectively. The voltage Vp1 is also the voltage at the connection point A, which will be described later. A voltage Vn1 and a voltage Vn2 are the voltage applied across the resistor element 2a and the voltage applied across the resistor element 2b, respectively. The voltage Vn1 is also the voltage at the connection point B, which will be described later. A voltage Vc is a voltage between the resistive element 6 and the positive voltage feeder 4 .

(状態監視装置の構成)
図2に示すように、状態監視装置100は、ダイオードコンバータ800c(図1参照)の正側(正側母線800a)に接続され抵抗素子群1を備える。抵抗素子群1は、互いに直列に接続される抵抗素子1aと抵抗素子1bとを含む。なお、抵抗素子群1は、特許請求の範囲の「第1抵抗素子群」の一例である。また、抵抗素子1aおよび抵抗素子1bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1抵抗素子」および「第2抵抗素子」の一例である。
(Configuration of condition monitoring device)
As shown in FIG. 2, the state monitoring device 100 includes a resistance element group 1 connected to the positive side (positive side bus 800a) of a diode converter 800c (see FIG. 1). Resistive element group 1 includes a resistive element 1a and a resistive element 1b connected in series. The resistance element group 1 is an example of the "first resistance element group" in the scope of claims. Also, the resistance element 1a and the resistance element 1b are examples of the "first resistance element" and the "second resistance element" in the claims, respectively.

また、状態監視装置100は、ダイオードコンバータ800cの負側(負側母線800b)と抵抗素子群1との間に接続される抵抗素子群2を備える。抵抗素子群2は、互いに直列に接続される抵抗素子2aと抵抗素子2bとを含む。なお、抵抗素子群2は、特許請求の範囲の「第2抵抗素子群」の一例である。また、抵抗素子2aおよび抵抗素子2bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第3抵抗素子」および「第4抵抗素子」の一例である。 State monitoring device 100 also includes resistance element group 2 connected between resistance element group 1 and the negative side (negative side bus 800b) of diode converter 800c. Resistance element group 2 includes a resistance element 2a and a resistance element 2b connected in series. The resistance element group 2 is an example of the "second resistance element group" in the scope of claims. Also, the resistance element 2a and the resistance element 2b are examples of the "third resistance element" and the "fourth resistance element" in the claims, respectively.

また、状態監視装置100は、抵抗素子群1および抵抗素子群2の相互接続点Mと接地点Gとの間に接続された接地抵抗素子3を備える。なお、接地抵抗素子3は、特許請求の範囲の「接地抵抗素子部」の一例である。 The state monitoring device 100 also includes a ground resistance element 3 connected between the interconnection point M of the resistance element group 1 and the resistance element group 2 and the ground point G. As shown in FIG. The ground resistance element 3 is an example of the "ground resistance element section" in the scope of claims.

また、状態監視装置100は、抵抗素子1aと抵抗素子1bとが接続される接続点Aに接続される正電圧給電部4を備える。具体的には、接続点Aと正電圧給電部4とは、後述する抵抗素子6を介して接続されている。また、正電圧給電部4からの正電圧は、状態監視装置100内に設けられている、後述するオペアンプ70a~70cおよびAD変換器71a~71cに(正側の電圧として)給電される。すなわち、正電圧給電部4から、状態監視装置100の動作に必要な正側電源電圧Vccが出力されている。また、正電圧給電部4の出力側と相互接続点Mとの間にはコンデンサ5が接続されている。コンデンサ5は、正電圧給電部4から出力されている正側電源電圧Vccにより充電される。このように構成することによって、動作に必要な(正)電圧を、外部の電源から供給させる必要がなくなるので、状態監視装置100を小型化させることが可能である。なお、接続点Aは、特許請求の範囲の「第1接続点」の一例である。また、オペアンプ70a~70cおよびAD変換器71a~71cはそれぞれ、特許請求の範囲の「所定の回路」の一例である。また、正電圧給電部4は、特許請求の範囲の「第1給電部」の一例である。 The state monitoring device 100 also includes a positive voltage feeder 4 connected to a connection point A where the resistance element 1a and the resistance element 1b are connected. Specifically, the connection point A and the positive voltage feeder 4 are connected via a resistive element 6, which will be described later. In addition, the positive voltage from the positive voltage feeding unit 4 is fed to operational amplifiers 70a to 70c and AD converters 71a to 71c provided in the state monitoring device 100 (as a positive side voltage). That is, the positive power supply voltage Vcc required for the operation of the condition monitoring device 100 is output from the positive voltage power supply unit 4 . A capacitor 5 is connected between the output side of the positive voltage feeder 4 and the interconnection point M. As shown in FIG. Capacitor 5 is charged by positive power supply voltage Vcc output from positive voltage feeder 4 . With this configuration, the (positive) voltage necessary for operation does not need to be supplied from an external power source, so the state monitoring device 100 can be made smaller. The connection point A is an example of the "first connection point" in the scope of claims. Further, the operational amplifiers 70a to 70c and the AD converters 71a to 71c are examples of the "predetermined circuit" in the claims. Also, the positive voltage feeder 4 is an example of a "first feeder" in the scope of claims.

また、状態監視装置100は、接続点Aと正電圧給電部4との間に設けられる抵抗素子6を備える。なお、抵抗素子6は、特許請求の範囲の「第5抵抗素子」の一例である。 The state monitoring device 100 also includes a resistive element 6 provided between the connection point A and the positive voltage power supply section 4 . The resistance element 6 is an example of a "fifth resistance element" in the scope of claims.

また、状態監視装置100には、後述する状態信号出力部7を含む電源回路部分100aが設けられている。 The state monitoring device 100 is also provided with a power supply circuit portion 100a including a state signal output section 7, which will be described later.

ここで、第1実施形態では、状態監視装置100は、抵抗素子群1に流れる電流(電流Ip1および電流Ip2)、抵抗素子群2に流れる電流In、および、接続点Aと正電圧給電部4との間に流れる電流Icに基づく電力変換装置800の状態に関する信号を上位の制御装置900に出力する状態信号出力部7を備える。なお、制御装置900は、特許請求の範囲の「外部の制御装置」の一例である。 Here, in the first embodiment, the state monitoring device 100 detects the current (current Ip1 and current Ip2) flowing through the resistance element group 1, the current In flowing through the resistance element group 2, and the connection point A and the positive voltage feeding section 4. and a state signal output unit 7 for outputting a signal regarding the state of the power conversion device 800 based on the current Ic flowing between and to the host control device 900 . Note that the control device 900 is an example of an "external control device" in the scope of claims.

具体的には、状態信号出力部7は、接続点Aの電圧Vp1、抵抗素子2aと抵抗素子2bとが接続される接続点Bの電圧Vn1、および、接続点Aと正電圧給電部4(抵抗素子6)との間に流れる電流Icに基づいた電圧Vcの各々に基づく信号を、電力変換装置800の状態に関する信号として上位の制御装置900に出力するように構成されている。なお、電圧Vp1、電圧Vn1、および、電圧Vcの各々は、アナログ値である。また、電圧Vp1および電圧Vn1は、それぞれ、特許請求の範囲の「第1電圧」および「第2電圧」の一例である。また、電圧Vcおよび接続点Bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第3電圧」および「第2接続点」の一例である。 Specifically, the state signal output unit 7 outputs the voltage Vp1 at the connection point A, the voltage Vn1 at the connection point B where the resistance element 2a and the resistance element 2b are connected, and the connection point A and the positive voltage feeding unit 4 ( A signal based on each of the voltages Vc based on the current Ic flowing between the resistor element 6) is output to the host control device 900 as a signal regarding the state of the power conversion device 800. FIG. Each of voltage Vp1, voltage Vn1, and voltage Vc is an analog value. Also, the voltage Vp1 and the voltage Vn1 are examples of the "first voltage" and the "second voltage" in the claims, respectively. Also, the voltage Vc and the connection point B are examples of the "third voltage" and the "second connection point" in the claims, respectively.

以下に、第1実施形態における状態信号出力部7の構成および動作について、詳細に説明する。 The configuration and operation of the state signal output section 7 in the first embodiment will be described in detail below.

(状態信号出力部の構成)
状態信号出力部7は、オペアンプ70aと、オペアンプ70bと、オペアンプ70cとを含む。また、状態信号出力部7は、AD変換器71aと、AD変換器71bと、AD変換器71cとを含む。また、状態信号出力部7は、電源電圧監視部72と出力タイミング制御部73とを含む。また、状態信号出力部7は、シリアル信号変換部74aと、シリアル信号変換部74bと、シリアル信号変換部74cとを含む。また、状態信号出力部7は、シリアル信号選択部75と、E/O(Electrical/Optical)変換部76を含む。なお、オペアンプ70aは、接続点Aに接続されている。オペアンプ70aは、抵抗素子6に比べて入力抵抗が比較的高いので、オペアンプ70aには電流はほとんど流れない。
(Configuration of status signal output unit)
The state signal output section 7 includes an operational amplifier 70a, an operational amplifier 70b, and an operational amplifier 70c. The state signal output unit 7 also includes an AD converter 71a, an AD converter 71b, and an AD converter 71c. State signal output section 7 also includes a power supply voltage monitoring section 72 and an output timing control section 73 . The state signal output unit 7 also includes a serial signal conversion unit 74a, a serial signal conversion unit 74b, and a serial signal conversion unit 74c. The state signal output unit 7 also includes a serial signal selection unit 75 and an E/O (Electrical/Optical) conversion unit 76 . The operational amplifier 70a is connected to the connection point A. Since the operational amplifier 70a has a relatively high input resistance compared to the resistance element 6, almost no current flows through the operational amplifier 70a.

オペアンプ70aには、接続点Aの電圧Vp1が入力されている。オペアンプ70aは、入力された電圧Vp1を、電圧Vpaに変換(降圧)するとともに出力する。また、オペアンプ70bには、接続点Bの電圧Vn1が入力されている。オペアンプ70bは、入力された電圧Vn1を、電圧Vnaに変換(降圧)するとともに出力する。また、オペアンプ70cには、抵抗素子6と正電圧給電部4との間の電圧Vcが入力されている。オペアンプ70cは、入力された電圧Vcを、電圧Vcaに変換(降圧)するとともに出力する。 A voltage Vp1 at the connection point A is input to the operational amplifier 70a. The operational amplifier 70a converts (steps down) the input voltage Vp1 to a voltage Vpa and outputs the same. Also, the voltage Vn1 at the connection point B is input to the operational amplifier 70b. The operational amplifier 70b converts (steps down) the input voltage Vn1 to a voltage Vna and outputs the same. A voltage Vc between the resistive element 6 and the positive voltage feeder 4 is input to the operational amplifier 70c. The operational amplifier 70c converts (steps down) the input voltage Vc to a voltage Vca and outputs the same.

AD変換器71aには、オペアンプ70aからの電圧Vpaが入力されている。また、AD変換器71bには、オペアンプ70bからの電圧Vnaが入力されている。また、AD変換器71cには、オペアンプ70cからの電圧Vcaが入力されている。なお、AD変換器71aおよびAD変換器71bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第1変換部」および「第2変換部」の一例である。また、AD変換器71cは、特許請求の範囲の「第3変換部」の一例である。 A voltage Vpa from the operational amplifier 70a is input to the AD converter 71a. A voltage Vna from the operational amplifier 70b is input to the AD converter 71b. A voltage Vca from the operational amplifier 70c is input to the AD converter 71c. The AD converters 71a and 71b are examples of the "first converter" and the "second converter" in the claims, respectively. Also, the AD converter 71c is an example of the "third converter" in the scope of claims.

電源電圧監視部72には、コンデンサ5の電圧(正側電源電圧Vcc)が入力されている。電源電圧監視部72は、出力タイミング制御部73に、信号VSET(論理信号)を出力する。電源電圧監視部72に入力されている電圧(正側電源電圧Vcc)が所定の閾値電圧値Vth(図3参照)以上になった時間t(図3参照)において、信号VSETの論理値は0から1に変化する。なお、閾値電圧値Vthは、状態監視装置100の回路(オペアンプ70a~70cおよびAD変換器71a~71cなど)が動作可能になる電圧値として予め設定されている。 The voltage of the capacitor 5 (positive power supply voltage Vcc) is input to the power supply voltage monitoring unit 72 . The power supply voltage monitoring unit 72 outputs a signal V SET (logic signal) to the output timing control unit 73 . At time t (see FIG. 3) at which the voltage (positive side power supply voltage Vcc) input to the power supply voltage monitoring unit 72 exceeds a predetermined threshold voltage value Vth (see FIG. 3), the logic value of the signal V SET is It changes from 0 to 1. The threshold voltage value Vth is set in advance as a voltage value at which the circuits of the state monitoring device 100 (such as the operational amplifiers 70a to 70c and the AD converters 71a to 71c) become operable.

ここで、第1実施形態では、出力タイミング制御部73は、AD変換器71a、AD変換器71b、および、AD変換器71cの各々に対して、変換したデジタル信号を出力するタイミングを制御する信号を送信する。具体的には、出力タイミング制御部73は、AD変換器71aがデジタル信号DVAを出力するタイミングを制御する信号SINTAを送信する。また、出力タイミング制御部73は、AD変換器71bがデジタル信号DVBを出力するタイミングを制御する信号SINTBを送信する。また、出力タイミング制御部73は、AD変換器71cがデジタル信号DVCを出力するタイミングを制御する信号SINTCを送信する。 Here, in the first embodiment, the output timing control unit 73 outputs a signal for controlling the timing of outputting the converted digital signal to each of the AD converters 71a, 71b, and 71c. to send. Specifically, the output timing control unit 73 transmits a signal S_INTA that controls the timing at which the AD converter 71a outputs the digital signal DVA . The output timing control unit 73 also transmits a signal S_INTB for controlling the timing at which the AD converter 71b outputs the digital signal DVB . The output timing control unit 73 also transmits a signal S_INTC that controls the timing at which the AD converter 71c outputs the digital signal DVC .

また、出力タイミング制御部73は、信号VSETの論理値が1に変化すると、一定周期でAD変換器71a~71cを制御する動作を開始する。 Further, when the logic value of the signal VSET changes to 1, the output timing control section 73 starts the operation of controlling the AD converters 71a to 71c in a constant cycle.

ここで、図4を参照して、出力タイミング制御部73(図2参照)の制御動作を説明する。図4に示すように、出力タイミング制御部73は、所定の周期のCLK信号(図4(a)参照)に基づいて動作するように構成されている。また、出力タイミング制御部73には、Bit0の信号(図4(b)参照)、Bit1の信号(図4(c)参照)、Bit2の信号(図4(d)参照)、および、Bit3の信号(図4(e)参照)が存在する。なお、Bit0の信号の周期は、CLK信号の周期の2倍である。また、Bit1の信号の周期は、CLK信号の周期の4倍である。また、Bit2の信号の周期は、CLK信号の周期の8倍である。また、Bit3の信号の周期は、CLK信号の周期の16倍である。 Here, the control operation of the output timing control section 73 (see FIG. 2) will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the output timing control section 73 is configured to operate based on a CLK signal (see FIG. 4(a)) having a predetermined cycle. Further, the output timing control unit 73 includes a signal of Bit0 (see FIG. 4B), a signal of Bit1 (see (c) of FIG. 4), a signal of Bit2 (see (d) of FIG. 4), and a signal of Bit3. There is a signal (see FIG. 4(e)). The cycle of the signal of Bit0 is twice the cycle of the CLK signal. Also, the period of the signal of Bit1 is four times the period of the CLK signal. Also, the period of the signal of Bit2 is eight times the period of the CLK signal. Also, the period of the signal of Bit3 is 16 times the period of the CLK signal.

信号SINTA、信号SINTB、および、信号SINTCは、Bit0~3の値に基づいてHigh状態(論理値が1の状態)になるように構成されている。具体的には、上位側からBit3、Bit2、Bit1、Bit0の順で表される4ビットの値を10進数で表した値(以下、論理積)が1(Bit0=1、Bit1=0、Bit2=0、Bit3=0)の場合に、信号SINTAの論理値は1に変化(図4(f)参照)する。また、論理積が3(Bit0=1、Bit1=1、Bit2=0、Bit3=0)の場合に、信号SINTBの論理値は1に変化(図4(g)参照)する。また、論理積が5(Bit0=1、Bit1=0、Bit2=1、Bit3=0)の場合に、信号SINTCの論理値は1に変化(図4(h)参照)する。この場合、信号SINTA、信号SINTB、および、信号SINTCの各々の周期は、CLK信号の周期の16倍の周期Tである。なお、図4には、Bit0~3の値に基づいた論理積を、数字の括弧書き(たとえば(1)など)で図示している。 The signal S INTA , the signal S INTB , and the signal S INTC are configured to be in a High state (logical value of 1) based on the values of Bits 0-3. Specifically, the value (hereinafter referred to as the logical product) of the 4-bit values expressed in the order of Bit3, Bit2, Bit1, and Bit0 from the upper side in decimal is 1 (Bit0 = 1, Bit1 = 0, Bit2 =0, Bit3=0), the logic value of the signal S_INTA changes to 1 (see FIG. 4(f)). Also, when the logical product is 3 (Bit0=1, Bit1=1, Bit2=0, Bit3=0), the logical value of the signal S INTB changes to 1 (see FIG. 4(g)). Also, when the logical product is 5 (Bit0=1, Bit1=0, Bit2=1, Bit3=0), the logical value of the signal S INTC changes to 1 (see FIG. 4(h)). In this case, the period of each of the signals S INTA , S INTB , and S INTC is period T, which is 16 times the period of the CLK signal. In FIG. 4, logical products based on the values of Bits 0 to 3 are shown in parentheses (for example, (1)).

次に、図5を参照して、AD変換器71a~71cにおける信号の変換について説明する。なお、図5では、一例として、AD変換器71aについてのみ説明するが、AD変換器71bおよび71cについても同様である。 Next, referring to FIG. 5, signal conversion in the AD converters 71a to 71c will be described. In FIG. 5, only the AD converter 71a will be described as an example, but the same applies to the AD converters 71b and 71c.

図5に示すように、出力タイミング制御部73からの信号SINTAの論理値が1に変化すると(図5(a)参照)、AD変換器71aにおいて信号変換信号(図5(b)参照)の論理値が1になり、信号の変換(アナログ値からデジタル値への変換)が開始される。信号の変換が開始されてから(信号SINTAの論理値が1の時間Tcよりも短い)時間TCHGが経過すると、変換処理が終了して信号変換信号の論理値が0になり、AD変換器71aからデジタル信号DVA(変換結果データ)が出力される。なお、AD変換器71bおよび71cからは、それぞれ、デジタル信号DVB(図2参照)およびデジタル信号DVC(図2参照)が出力される。 As shown in FIG. 5, when the logic value of the signal S INTA from the output timing control unit 73 changes to 1 (see FIG. 5(a)), the AD converter 71a converts the signal into a signal (see FIG. 5(b)). becomes 1, and signal conversion (analog to digital conversion) is started. When the time TCHG (which is shorter than the time Tc during which the signal S INTA is logically 1) has elapsed since the signal conversion was started, the conversion process ends and the logical value of the signal conversion signal becomes 0, and AD conversion is performed. A digital signal D VA (conversion result data) is output from the device 71a. A digital signal D VB (see FIG. 2) and a digital signal D VC (see FIG. 2) are output from the AD converters 71b and 71c, respectively.

デジタル信号DVA、デジタル信号DVB、デジタル信号DVCは、それぞれ、シリアル信号変換部74a(図2参照)、シリアル信号変換部74b(図2参照)、シリアル信号変換部74c(図2参照)に入力される。そして、図5(d)に示すように、シリアル信号変換部74aは、AD変換器71aからデジタル信号DVAの出力が開始されてから時間TDLY後に、シリアル信号SVA(図5(d)参照)への変換処理を開始する。 The digital signal D VA , the digital signal D VB , and the digital signal D VC are respectively converted into a serial signal converter 74a (see FIG. 2), a serial signal converter 74b (see FIG. 2), and a serial signal converter 74c (see FIG. 2). is entered in Then, as shown in FIG. 5(d), the serial signal conversion unit 74a converts the serial signal S VA (FIG. 5(d)) after time T DLY after the AD converter 71a starts outputting the digital signal D VA . reference) is started.

なお、説明は省略したが、シリアル信号変換部74bおよび74cについても同様の処理が行われる。具体的には、シリアル信号変換部74bでは、AD変換器71bからのデジタル信号DVBからシリアル信号SVB(図2参照)への変換処理が行われる。また、シリアル信号変換部74cでは、AD変換器71cからのデジタル信号DVCからシリアル信号SVC(図2参照)への変換処理が行われる。 Although the description is omitted, the same processing is performed in the serial signal converters 74b and 74c. Specifically, the serial signal converter 74b converts the digital signal D VB from the AD converter 71b into a serial signal S VB (see FIG. 2). The serial signal converter 74c also converts the digital signal DVC from the AD converter 71c into a serial signal SVC (see FIG. 2).

なお、一般的に、AD変換器から出力されるデジタル信号は、出力開始から安定するまでに多少の時間を要する。このため、AD変換器からデジタル信号が出力されてからシリアル信号への変換処理を開始するまでは時間TDLYのように多少の余裕をもつことが望ましい。また、時間TDLYの値は、使用するAD変換器の仕様から決定すればよい。なお、シリアル信号は出力方法によって様々な形式があるが、たとえば、クロック信号に同期して1ビットずつシリアルデータを出力する、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:汎用非同期送受信回路)方式が用いられる。 In general, the digital signal output from the AD converter requires some time from the start of output until it stabilizes. For this reason, it is desirable to have some margin such as time T_DLY from when the digital signal is output from the AD converter to when the conversion processing to the serial signal is started. Also, the value of the time T_DLY may be determined from the specifications of the AD converter used. There are various forms of serial signals depending on the output method. For example, a UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) system, which outputs serial data bit by bit in synchronization with a clock signal, is used.

また、シリアル信号変換部74a~74cから出力されるシリアル信号SVA~SVCは、シリアル信号選択部75(図2参照)に入力される。シリアル信号選択部75は、シリアル信号SVA~SVCのうち、実際に存在するシリアル信号を選択し、シリアル信号S(図1参照)として出力する。すなわち、図6に示すように、シリアル信号選択部75は、時間軸に沿って、シリアル信号SVA(図6(a)参照)と、シリアル信号SVB(図6(b)参照)と、シリアル信号SVC(図6(c)参照)との和を、シリアル信号Sとして出力する。出力タイミング制御部73によって、シリアル信号SVA~SVCが出力されるタイミングが重ならないように制御されている(図4参照)ので、シリアル信号選択部75において、信号の選択を切り替えるための特別な回路は不要となる。すなわち、シリアル信号選択部75を単純な論理和回路のみで構成することが可能である。 The serial signals S VA to S VC output from the serial signal converters 74a to 74c are also input to the serial signal selector 75 (see FIG. 2). The serial signal selector 75 selects an actually existing serial signal from among the serial signals S VA to S VC and outputs it as a serial signal S E (see FIG. 1). That is, as shown in FIG. 6, the serial signal selector 75 selects serial signals S VA (see FIG. 6(a)), serial signals S VB (see FIG. 6(b)), and The sum with the serial signal S VC (see FIG. 6(c)) is output as the serial signal S E . The output timing control section 73 controls the output timings of the serial signals S VA to S VC so that they do not overlap (see FIG. 4). circuit becomes unnecessary. That is, it is possible to configure the serial signal selection unit 75 only with a simple OR circuit.

また、シリアル信号Sは、E/O変換部76(図2参照)に入力される。E/O変換部76は、光シリアル信号S(すなわち状態監視信号)(図2および図6(d)参照)に変換され、光ケーブル77(図2参照)を介して上位の制御装置900(図2参照)に出力される。制御装置900に入力された光シリアル信号Sは、制御装置900内のO/E(Optical/Electrical)変換部900a(図2参照)により状態監視データSdataに変換される。この状態監視データSdataは、図示されていない演算装置に取り込まれ、演算装置において、電力変換装置800の運転を制御するための演算、および、地絡故障または直流過電圧故障を検出するための演算が実行される。なお、光シリアル信号Sは、特許請求の範囲の「状態に関する信号」の一例である。 Also, the serial signal SE is input to the E /O converter 76 (see FIG. 2). The E/O converter 76 is converted into an optical serial signal S L (that is, a state monitoring signal) (see FIGS. 2 and 6(d)) and sent to the host controller 900 (see FIG. 2) via the optical cable 77 (see FIG. 2). (see FIG. 2). The optical serial signal SL input to the control device 900 is converted into status monitoring data S data by an O/E (Optical/Electrical) conversion section 900a (see FIG. 2) in the control device 900 . This state monitoring data S_data is taken into an arithmetic unit (not shown), and the arithmetic unit performs arithmetic operations for controlling the operation of power converter 800 and arithmetic operations for detecting a ground fault or DC overvoltage fault. is executed. Note that the optical serial signal SL is an example of a "state-related signal" in the scope of claims.

(地絡故障および直流過電圧故障の判定方法)
図7は、地絡故障の有無による電圧および電流の状態を説明するための回路構成図(等価回路図)である。図7では、状態監視装置100の電源回路部分100a(図2参照)が接続点Aと相互接続点Mの間に接続されており、電源回路部分100aには電流Icが流れるものとして図示している。
(Method for judging ground fault and DC overvoltage fault)
FIG. 7 is a circuit configuration diagram (equivalent circuit diagram) for explaining voltage and current states depending on the presence or absence of a ground fault. In FIG. 7, the power supply circuit portion 100a (see FIG. 2) of the condition monitoring device 100 is connected between the connection point A and the interconnection point M, and the current Ic flows through the power supply circuit portion 100a. there is

図7(a)は、地絡故障がない場合の等価回路である。この場合、接地抵抗素子3には電流Igが流れず(Ig=0)、電流Igを無視することができる。この場合、下記の式(1)および(2)が成り立つ。

Figure 0007205119000001
Figure 0007205119000002
FIG. 7(a) is an equivalent circuit when there is no ground fault. In this case, the current Ig does not flow through the ground resistance element 3 (Ig=0), and the current Ig can be ignored. In this case, the following equations (1) and (2) hold.
Figure 0007205119000001
Figure 0007205119000002

また、図7(b)は、電力変換装置800の負側母線800bが地絡したときの等価回路である。この場合、接地抵抗素子3と抵抗素子群2とは並列接続となり、下記の式(3)が成り立つ。

Figure 0007205119000003
Moreover, FIG.7(b) is an equivalent circuit when the negative side bus-line 800b of the power converter device 800 is earth-faulted. In this case, the ground resistance element 3 and the resistance element group 2 are connected in parallel, and the following formula (3) holds.
Figure 0007205119000003

この場合、下記の式(4)が成り立つ。

Figure 0007205119000004
In this case, the following formula (4) holds.
Figure 0007205119000004

また、図7(c)は、電力変換装置800の正側母線800aが地絡したときの等価回路である。この場合、接地抵抗素子3と抵抗素子群1とは並列接続となり、下記の式(5)が成り立つ。

Figure 0007205119000005
FIG. 7(c) is an equivalent circuit when the positive bus 800a of the power converter 800 is grounded. In this case, the ground resistance element 3 and the resistance element group 1 are connected in parallel, and the following equation (5) holds.
Figure 0007205119000005

この場合、下記の式(6)が成り立つ。

Figure 0007205119000006
In this case, the following formula (6) holds.
Figure 0007205119000006

すなわち、上記の式(1)および(2)が成り立つ場合、地絡故障が発生していない。また、上記の式(4)の右辺の値が正の値である場合に、負側母線800bに地絡故障が発生している。上記の式(4)から算出された電流Igの大きさに基づいて、負側の地絡故障の規模の大きさも検出(把握)することが可能である。また、上記の式(6)の右辺の値が正の値である場合に、正側母線800aに地絡故障が発生している。上記の式(6)から算出された電流Igの大きさに基づいて、負側の地絡故障の規模の大きさも検出(把握)することが可能である。なお、上記の式(1)~(6)の各電流の値は、後述する下記の式(7)~(9)を用いて算出される。 That is, when the above equations (1) and (2) hold, no ground fault has occurred. Further, when the value of the right side of the above equation (4) is a positive value, a ground fault has occurred in the negative bus 800b. Based on the magnitude of the current Ig calculated from the above equation (4), it is also possible to detect (know) the magnitude of the ground fault on the negative side. Further, when the value of the right side of the above equation (6) is a positive value, a ground fault has occurred in the positive bus line 800a. Based on the magnitude of the current Ig calculated from the above equation (6), it is also possible to detect (know) the magnitude of the ground fault on the negative side. It should be noted that the current values of the above equations (1) to (6) are calculated using the following equations (7) to (9), which will be described later.

電流Ip1は、抵抗素子1aの抵抗値R1pと、抵抗素子1aの両端の電圧(接続点Aの検出電圧)Vp1とから、下記の式(7)により算出される。

Figure 0007205119000007
The current Ip1 is calculated from the resistance value R1p of the resistive element 1a and the voltage across the resistive element 1a (detected voltage at the connection point A) Vp1 by the following equation (7).
Figure 0007205119000007

また、抵抗素子6の両端の電圧は、接続点Aの電圧Vp1と、正電圧給電部4および抵抗素子6の間の電圧Vcとの差分であることから、電流Icは、下記の式(8)により算出される。なお、Riccは、抵抗素子6の抵抗値である。

Figure 0007205119000008
In addition, since the voltage across the resistance element 6 is the difference between the voltage Vp1 at the connection point A and the voltage Vc between the positive voltage feeding section 4 and the resistance element 6, the current Ic is given by the following equation (8 ). Ricc is the resistance value of the resistance element 6 .
Figure 0007205119000008

また、電流Inは、抵抗素子2aの抵抗値R1nと、抵抗素子2aの両端の電圧(接続点Bの検出電圧)Vn1とから、下記の式(9)により算出される。

Figure 0007205119000009
Also, the current In is calculated from the resistance value R1n of the resistance element 2a and the voltage across the resistance element 2a (detected voltage at the connection point B) Vn1 by the following equation (9).
Figure 0007205119000009

ここで、直流電圧Eは、下記の式(10)に示すように、正側母線800aと負側母線800bとの間に接続された各抵抗素子の両端の電圧を合計することにより算出される。

Figure 0007205119000010
Here, the DC voltage E is calculated by summing the voltage across each resistance element connected between the positive bus 800a and the negative bus 800b, as shown in the following equation (10). .
Figure 0007205119000010

上記の式(10)の右辺のうち、Vp1およびVn1はそれぞれ、接続点Aおよび接続点Bの検出電圧である。また、Vp2については、抵抗素子1bの抵抗値R2pと、抵抗素子1bに流れる電流Ip2とにより、下記の式(11)が成り立つ。この場合、下記の式(11)と、上記の式(1)とに基づいて、下記の式(12)が成り立つ。そして、下記の式(12)と、上記の式(7)と、上記の式(8)とに基づいて、下記の式(13)が成り立つ。電圧Vp2は、下記の式(13)から算出される。

Figure 0007205119000011
Figure 0007205119000012
Figure 0007205119000013
Vp1 and Vn1 in the right side of the above equation (10) are the detected voltages at connection point A and connection point B, respectively. As for Vp2, the following equation (11) is established by the resistance value R2p of the resistance element 1b and the current Ip2 flowing through the resistance element 1b. In this case, the following formula (12) holds based on the following formula (11) and the above formula (1). Then, based on the following formula (12), the above formula (7), and the above formula (8), the following formula (13) holds. Voltage Vp2 is calculated from the following equation (13).
Figure 0007205119000011
Figure 0007205119000012
Figure 0007205119000013

また、Vn2については、抵抗素子2bの抵抗値R2nと、抵抗素子2bに流れる電流Inとにより、下記の式(14)が成り立つ。この場合、下記の式(14)と、上記の式(9)とに基づいて、下記の式(15)が成り立つ。電圧Vn2は、下記の式(15)から算出される。

Figure 0007205119000014
Figure 0007205119000015
As for Vn2, the following equation (14) is established by the resistance value R2n of the resistance element 2b and the current In flowing through the resistance element 2b. In this case, the following formula (15) holds based on the following formula (14) and the above formula (9). Voltage Vn2 is calculated from the following equation (15).
Figure 0007205119000014
Figure 0007205119000015

接続点Aおよび接続点Bの検出電圧と、上記の式(13)により算出されたVp2と、上記の式(15)により算出されたVn2とから、直流電圧Eの大きさが算出される。 The magnitude of the DC voltage E is calculated from the detected voltages at the connection points A and B, Vp2 calculated by the above equation (13), and Vn2 calculated by the above equation (15).

上記のように、地絡故障の検出および直流過電圧故障の検出の両方を、共通の回路を用いて行うことによって、検出回路の個数の増加を抑制することが可能であるとともに、検出回路の構成の簡略化が可能である。 As described above, by using a common circuit for both ground fault detection and DC overvoltage fault detection, it is possible to suppress an increase in the number of detection circuits, and the configuration of the detection circuit can be simplified.

(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the first embodiment)
The following effects can be obtained in the first embodiment.

第1実施形態では、上記のように、抵抗素子群1に流れる電流、抵抗素子群2に流れる電流、および、接続点Aと正電圧給電部4との間に流れる電流に基づく電力変換装置800の状態に関する信号を、制御装置900に出力する状態信号出力部7を備えるように、状態監視装置100を構成する。これにより、接続点Aと正電圧給電部4との間に実際に流れる電流が考慮されているので、抵抗素子群1に流れる電流の一部が正電圧給電部4に向かって分流されている影響が、電力変換装置100の状態に関する信号として考慮されている。その結果、抵抗素子群1に流れる電流(の検出値)、および、抵抗素子群2に流れる電流(の検出値)の各々が、実際に流れている電流値からずれるのを抑制することができる。これにより、電力変換装置800の故障検出をより正確に行うことができる。 In the first embodiment, as described above, the power conversion device 800 is based on the current flowing through the resistance element group 1, the current flowing through the resistance element group 2, and the current flowing between the connection point A and the positive voltage feeding section 4. The state monitoring device 100 is configured so as to include a state signal output section 7 that outputs a signal regarding the state of to the control device 900 . As a result, the current actually flowing between the connection point A and the positive voltage feeder 4 is taken into account, so that part of the current flowing through the resistance element group 1 is diverted toward the positive voltage feeder 4. Effects are considered as signals about the state of power converter 100 . As a result, the (detected value) of the current flowing through the resistance element group 1 and the (detected value) of the current flowing through the resistance element group 2 can be prevented from deviating from the actual current value. . Thereby, the failure detection of the power conversion device 800 can be performed more accurately.

また、第1実施形態では、上記のように、状態信号出力部7が、接続点Aの電圧Vp1、抵抗素子2aと抵抗素子2bとが接続される接続点Bの電圧Vn1、および、接続点Aと正電圧給電部4との間に流れる電流に基づいた電圧Vcの各々に基づく信号を、電力変換装置800の状態に関する信号として制御装置900に出力するように、状態監視装置100を構成する。これにより、制御装置900に出力された電圧Vcに基づく信号を用いて、接続点Aと正電圧給電部4との間に流れる電流を容易に算出することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the state signal output unit 7 outputs the voltage Vp1 at the connection point A, the voltage Vn1 at the connection point B where the resistance element 2a and the resistance element 2b are connected, and the connection point The state monitoring device 100 is configured to output a signal based on each of the voltages Vc based on the current flowing between A and the positive voltage feeding section 4 to the control device 900 as a signal regarding the state of the power conversion device 800. . As a result, the current flowing between the connection point A and the positive voltage feeding section 4 can be easily calculated using the signal based on the voltage Vc output to the control device 900 .

また、第1実施形態では、上記のように、状態信号出力部7が、抵抗素子6と正電圧給電部4との間の電圧Vcに基づく信号を、電力変換装置800の状態に関する信号として制御装置900に出力するように、状態監視装置100を構成する。これにより、抵抗素子6を設けることにより、電圧Vcに基づく信号を制御装置900に出力することができる。その結果、比較的簡易な構成により、電圧Vcに基づく信号を制御装置900に出力することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the state signal output unit 7 controls the signal based on the voltage Vc between the resistive element 6 and the positive voltage power supply unit 4 as a signal regarding the state of the power conversion device 800. Condition monitoring device 100 is configured to output to device 900 . Accordingly, by providing the resistance element 6, a signal based on the voltage Vc can be output to the control device 900. FIG. As a result, a signal based on voltage Vc can be output to control device 900 with a relatively simple configuration.

また、第1実施形態では、上記のように、状態信号出力部7は、電圧Vp1をデジタル値に変換するAD変換器71aと、電圧Vn1をデジタル値に変換するAD変換器71bと、電圧Vcをデジタル値に変換するAD変換器71cとを含む。そして、状態信号出力部7が、AD変換器71a、AD変換器71b、および、AD変換器71cの各々に対して、変換したデジタル信号を出力するタイミングを制御する信号を送信する出力タイミング制御部73を含むように、状態監視装置100を構成する。これにより、出力タイミング制御部73により、AD変換器71a、AD変換器71b、および、AD変換器71cの各々がデジタル信号を出力するタイミングを一括して制御することができる。その結果、AD変換器71a、AD変換器71b、および、AD変換器71cの各々が、自身のデジタル信号を出力するタイミングを制御している場合に比べて、タイミング制御の構成を簡略化することができる。 In the first embodiment, as described above, the state signal output unit 7 includes the AD converter 71a that converts the voltage Vp1 into a digital value, the AD converter 71b that converts the voltage Vn1 into a digital value, the voltage Vc and an AD converter 71c that converts to digital values. Then, the state signal output unit 7 transmits a signal for controlling the timing of outputting the converted digital signal to each of the AD converter 71a, the AD converter 71b, and the AD converter 71c. Condition monitoring device 100 is configured to include 73 . Thus, the output timing control section 73 can collectively control the timing at which each of the AD converters 71a, 71b, and 71c outputs a digital signal. As a result, compared to the case where each of the AD converters 71a, 71b, and 71c controls the timing of outputting its own digital signal, the timing control configuration can be simplified. can be done.

[第2実施形態]
次に、図8~図12を参照して、第2実施形態による状態監視装置200の構成について説明する。第2実施形態の状態監視装置200は、第1実施形態による状態監視装置100の構成とは異なり、正側の電源であるダイオードコンバータ801cと、負側の電源であるダイオードコンバータ801dとの両方に接続されている。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, the configuration of the condition monitoring device 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 12. FIG. Unlike the configuration of the state monitoring device 100 according to the first embodiment, the state monitoring device 200 of the second embodiment has both the diode converter 801c that is the positive side power source and the diode converter 801d that is the negative side power source. It is connected. In addition, the structure similar to the said 1st Embodiment attaches|subjects the same code|symbol as 1st Embodiment, and abbreviate|omits description while it is illustrated.

まず、図8を参照して、状態監視装置200の概略の構成について説明する。図8に示すように、状態監視装置200は、電力変換装置801の状態(地絡故障または直流過電圧故障の有無)を監視するために設けられている。状態監視装置200は、電力変換装置801の正側母線801aと、負側母線801bとの間に接続されている。 First, referring to FIG. 8, a schematic configuration of the state monitoring device 200 will be described. As shown in FIG. 8, the state monitoring device 200 is provided to monitor the state of the power conversion device 801 (whether there is a ground fault or a DC overvoltage fault). State monitoring device 200 is connected between positive bus 801 a and negative bus 801 b of power conversion device 801 .

また、電力変換装置801には、交流電圧を直流電圧(正電圧)Epに変換するダイオードコンバータ801cが設けられている。また、電力変換装置801には、ダイオードコンバータ801cに直列に接続され、交流電圧を直流電圧(負電圧)Enに変換するダイオードコンバータ801dが設けられている。なお、ダイオードコンバータ801cは、特許請求の範囲の「正側直流電源」および「直流電源」の一例である。また、ダイオードコンバータ801dは、特許請求の範囲の「負側直流電源」および「直流電源」の一例である。 Further, the power conversion device 801 is provided with a diode converter 801c that converts an AC voltage into a DC voltage (positive voltage) Ep. The power conversion device 801 is also provided with a diode converter 801d that is connected in series with the diode converter 801c and converts an AC voltage into a DC voltage (negative voltage) En. The diode converter 801c is an example of a "positive DC power supply" and a "DC power supply" in the claims. Also, the diode converter 801d is an example of a "negative side DC power supply" and a "DC power supply" in the scope of claims.

状態監視装置200は、ダイオードコンバータ801cとダイオードコンバータ801dとの間に、中間電位線801eを介して接続されている。中間電位線801eは、正側母線801aと負側母線801bとの中間電位を有している。具体的には、中間電位線801eの電位は、略ゼロである。すなわち、直流電圧(正電圧)Epは、正側母線801aと中間電位線801eとの間の電圧である。また、直流電圧(負電圧)Enは、負側母線801bと中間電位線801eとの間の電圧である。なお、中間電位線801eは、相互接続点M(図9参照)に接続されている。 State monitoring device 200 is connected between diode converter 801c and diode converter 801d via intermediate potential line 801e. The intermediate potential line 801e has an intermediate potential between the positive bus line 801a and the negative bus line 801b. Specifically, the potential of the intermediate potential line 801e is substantially zero. That is, the DC voltage (positive voltage) Ep is the voltage between the positive bus line 801a and the intermediate potential line 801e. A DC voltage (negative voltage) En is a voltage between the negative bus 801b and the intermediate potential line 801e. The intermediate potential line 801e is connected to the interconnection point M (see FIG. 9).

また、電力変換装置801には、ダイオードコンバータ801cによって変換された直流電圧Ep、および、ダイオードコンバータ801dによって変換された直流電圧Enを交流電圧に変換して負荷(図示せず)に出力する3レベルのインバータ801fが設けられている。状態監視装置200は、ダイオードコンバータ801cおよびダイオードコンバータ801dと、インバータ801fとの間に設けられている。 The power conversion device 801 also has three levels for converting the DC voltage Ep converted by the diode converter 801c and the DC voltage En converted by the diode converter 801d into AC voltages and outputting them to a load (not shown). of inverter 801f is provided. State monitoring device 200 is provided between diode converters 801c and 801d and inverter 801f.

ここで、図9を参照して、状態監視装置200の構成を説明する。なお、図9の、電流Igは、後述する接地抵抗素子群13を流れる電流である。また、電圧Vgは、後述する抵抗素子13aと抵抗素子13bとが接続される接続点Cの電圧である。また、電圧Vgは、後述する抵抗素子13aの両端に印加されている電圧でもある。なお、接続点Cおよび電圧Vgは、それぞれ、特許請求の範囲の「第3接続点」および「第4電圧」の一例である。 Here, the configuration of the state monitoring device 200 will be described with reference to FIG. A current Ig in FIG. 9 is a current flowing through the ground resistance element group 13, which will be described later. A voltage Vg is a voltage at a connection point C where a resistive element 13a and a resistive element 13b, which will be described later, are connected. The voltage Vg is also the voltage applied across the resistance element 13a, which will be described later. Note that the connection point C and the voltage Vg are examples of the "third connection point" and the "fourth voltage" in the scope of claims, respectively.

(状態監視装置の構成)
図9に示すように、状態監視装置200は、相互接続点Mと接地点Gとの間に接続された接地抵抗素子群13を備える。接地抵抗素子群13は、互いに直列に接続される抵抗素子13aおよび抵抗素子13bを含む。抵抗素子13aは相互接続点Mに接続され、抵抗素子13bは接地点Gに接続されている。なお、接地抵抗素子群13は、特許請求の範囲の「接地抵抗素子部」の一例である。また、抵抗素子13aおよび抵抗素子13bは、それぞれ、特許請求の範囲の「第6抵抗素子」および「第7抵抗素子」の一例である。
(Configuration of condition monitoring device)
As shown in FIG. 9, the condition monitoring device 200 includes a ground resistance element group 13 connected between the interconnection point M and the ground point G. As shown in FIG. Ground resistance element group 13 includes a resistance element 13a and a resistance element 13b connected in series. The resistance element 13a is connected to the interconnection point M, and the resistance element 13b is connected to the ground point G. The ground resistance element group 13 is an example of the "ground resistance element section" in the scope of claims. Also, the resistance element 13a and the resistance element 13b are examples of the "sixth resistance element" and the "seventh resistance element" in the claims, respectively.

また、状態監視装置200には、後述する状態信号出力部17を含む電源回路部分200aが設けられている。 Moreover, the state monitoring device 200 is provided with a power supply circuit portion 200a including a state signal output section 17, which will be described later.

ここで、第2実施形態では、状態監視装置200は、状態信号出力部17を備える。状態信号出力部17は、電圧Vp1、電圧Vn1、電圧Vc、および、接続点Cの電圧Vgの各々に基づく信号を、電力変換装置801の状態に関する信号として制御装置900に出力するように構成されている。なお、電圧Vgは、アナログ値である。 Here, in the second embodiment, the state monitoring device 200 includes the state signal output section 17 . The state signal output unit 17 is configured to output signals based on each of the voltage Vp1, the voltage Vn1, the voltage Vc, and the voltage Vg at the connection point C to the control device 900 as signals regarding the state of the power conversion device 801. ing. Note that the voltage Vg is an analog value.

以下に、第2実施形態における状態信号出力部17の構成および動作について、詳細に説明する。 The configuration and operation of the state signal output unit 17 according to the second embodiment will be described in detail below.

(状態信号出力部の構成)
状態信号出力部17は、オペアンプ70dを含む。また、状態信号出力部17は、AD変換器71dを含む。また、状態信号出力部17は、出力タイミング制御部173を含む。また、状態信号出力部17は、シリアル信号変換部74dを含む。また、状態信号出力部17は、シリアル信号選択部175を含む。なお、オペアンプ70dは、接続点Cに接続されている。また、オペアンプ70dおよびAD変換器71dはそれぞれ、特許請求の範囲の「所定の回路」の一例である。
(Configuration of status signal output unit)
The state signal output section 17 includes an operational amplifier 70d. Moreover, the state signal output unit 17 includes an AD converter 71d. The state signal output section 17 also includes an output timing control section 173 . The state signal output section 17 also includes a serial signal conversion section 74d. The state signal output unit 17 also includes a serial signal selection unit 175 . Note that the operational amplifier 70d is connected to the connection point C. Also, the operational amplifier 70d and the AD converter 71d are examples of the "predetermined circuit" in the claims.

オペアンプ70dには、接続点Cの電圧Vgが入力されている。オペアンプ70dは、入力された電圧Vgを、電圧Vgaに変換(降圧)するとともに出力する。 A voltage Vg at the connection point C is input to the operational amplifier 70d. The operational amplifier 70d converts (steps down) the input voltage Vg to a voltage Vga and outputs the same.

AD変換器71dには、オペアンプ70dからの電圧Vgaが入力されている。 A voltage Vga from the operational amplifier 70d is input to the AD converter 71d.

第2実施形態では、出力タイミング制御部173は、AD変換器71a、AD変換器71b、AD変換器71c、および、AD変換器71dの各々に対して、変換したデジタル信号を出力するタイミングを制御する信号を送信する。具体的には、出力タイミング制御部173は、信号SINTA、信号SINTB、および、信号SINTCに加え、AD変換器71dがデジタル信号DVDを出力するタイミングを制御する信号SINTDを送信する。 In the second embodiment, the output timing control unit 173 controls the timing of outputting the converted digital signal to each of the AD converters 71a, 71b, 71c, and 71d. send a signal to Specifically, the output timing control unit 173 transmits a signal S INTD for controlling the timing at which the AD converter 71d outputs the digital signal DVD in addition to the signal S INTA , the signal S INTB , and the signal S INTC . .

また、出力タイミング制御部173は、信号VSETの論理値が1に変化すると、一定周期でAD変換器71a~71dを制御する動作を開始する。 Further, when the logic value of the signal V_SET changes to 1, the output timing control section 173 starts the operation of controlling the AD converters 71a to 71d at regular intervals.

図10に示すように、論理積が7(Bit0=1、Bit1=1、Bit2=1、Bit3=0)の場合に、信号SINTDの論理値は1に変化(図10(i)参照)する。なお、信号SINTDの周期は、CLK信号の周期の16倍の周期Tである。なお、図10(a)~(h)に関しては、図4(a)~(h)と同様であるので、説明を省略する。 As shown in FIG. 10, when the logical product is 7 (Bit0=1, Bit1=1, Bit2=1, Bit3=0), the logical value of the signal S INTD changes to 1 (see FIG. 10(i)). do. Note that the period of the signal SINTD is a period T that is 16 times the period of the CLK signal. 10(a) to (h) are the same as those of FIGS. 4(a) to (h), so description thereof will be omitted.

そして、信号SINTDの論理値が1に変化したことに基づいて、AD変換器71dからデジタル信号DVD(変換結果データ)(図9参照)が出力される。 Then, based on the fact that the logic value of the signal S INTD has changed to 1, the digital signal D VD (conversion result data) (see FIG. 9) is output from the AD converter 71d.

AD変換器71dから出力されたデジタル信号DVDは、シリアル信号変換部74d(図9参照)に入力される。シリアル信号変換部74dは、入力されたデジタル信号DVDをシリアル信号SVD(図9参照)に変換する。この処理は、第1実施形態で説明した、シリアル信号変換部74a~74cにおける処理と同様であるので、詳細な説明は省略する。 The digital signal DVD output from the AD converter 71d is input to the serial signal converter 74d (see FIG. 9). The serial signal converter 74d converts the input digital signal DVD into a serial signal S VD ( see FIG. 9). This processing is the same as the processing in the serial signal converters 74a to 74c described in the first embodiment, so detailed description will be omitted.

また、シリアル信号変換部74a~74dから出力されるシリアル信号SVA~SVDは、シリアル信号選択部175に入力される。シリアル信号選択部175は、シリアル信号SVA~SVDのうち、実際に存在するシリアル信号を選択し、シリアル信号Sとして出力する。すなわち、シリアル信号選択部175は、時間軸に沿って、シリアル信号SVA(図11(a)参照)と、シリアル信号SVB(図11(b)参照)と、シリアル信号SVC(図11(c)参照)と、シリアル信号SVD(図11(d)参照)との和を、シリアル信号S(図11(e)参照)として出力する。なお、出力タイミング制御部173によって、シリアル信号SVA~SVDが出力されるタイミングが重ならない(図11参照)ように制御されている。 The serial signals S VA to S VD output from the serial signal converters 74 a to 74 d are also input to the serial signal selector 175 . The serial signal selector 175 selects an actually existing serial signal from among the serial signals S VA to S VD and outputs it as a serial signal S E . That is, the serial signal selection unit 175 selects the serial signal S VA (see FIG. 11A), the serial signal S VB (see FIG. 11B), and the serial signal S VC (see FIG. 11) along the time axis. (c)) and the serial signal S VD (see FIG. 11(d)) is output as the serial signal S E (see FIG. 11(e)). The output timing control section 173 controls the output timings of the serial signals S VA to S VD so that they do not overlap (see FIG. 11).

(地絡故障および直流過電圧故障の判定方法)
図12は、地絡故障の有無による電圧および電流の状態を説明するための回路構成図(等価回路図)である。図12では、状態監視装置200の電源回路部分200a(図9参照)が接続点Aと相互接続点Mの間に接続されており、電源回路部分200aには電流Icが流れるものとして図示している。
(Method for judging ground fault and DC overvoltage fault)
FIG. 12 is a circuit configuration diagram (equivalent circuit diagram) for explaining voltage and current states depending on the presence or absence of a ground fault. In FIG. 12, the power supply circuit portion 200a (see FIG. 9) of the condition monitoring device 200 is connected between the connection point A and the interconnection point M, and the power supply circuit portion 200a is shown to carry a current Ic. there is

図12(a)は、地絡故障がない場合の等価回路である。この場合、接地抵抗素子群13(図9参照)には電流Igが流れず(Ig=0)、抵抗素子13aにかかる電圧はゼロ(Vg=0)になる。すなわち、検知された電圧Vgがゼロである場合は、地絡故障は発生していない。 FIG. 12(a) is an equivalent circuit when there is no ground fault. In this case, the current Ig does not flow through the ground resistance element group 13 (see FIG. 9) (Ig=0), and the voltage applied to the resistance element 13a becomes zero (Vg=0). That is, if the sensed voltage Vg is zero, no ground fault has occurred.

また、図12(b)は、電力変換装置801の負側母線801bが地絡したときの等価回路である。この場合、ダイオードコンバータ801d、中間電位線801e、相互接続点M、接地抵抗素子群13、負側母線801b、ダイオードコンバータ801dの経路で電流Igが流れることになる。この場合、下記の式(16)が成り立つ。なお、R1gは、抵抗素子13aの抵抗値である。

Figure 0007205119000016
Moreover, FIG.12(b) is an equivalent circuit when the negative side bus-line 801b of the power converter 801 is grounded. In this case, current Ig flows through the path of diode converter 801d, intermediate potential line 801e, interconnection point M, ground resistance element group 13, negative side bus 801b, and diode converter 801d. In this case, the following formula (16) holds. R1g is the resistance value of the resistance element 13a.
Figure 0007205119000016

この場合、電流Igの流れている方向(相互接続点Mから接続点Cに向かう方向)から、電位が零である相互接続点Mより接続点Cの電位が低くなるので、Vg<0となる。したがって、Vg<0である場合は、負側母線801bが地絡している。また、上記の式(16)から算出された電流Igの大きさに基づいて、負側の地絡故障の規模の大きさも検出(把握)することが可能である。 In this case, since the potential at the connection point C is lower than the potential at the connection point M, which is zero, in the direction in which the current Ig flows (the direction from the connection point M to the connection point C), Vg<0. . Therefore, when Vg<0, the negative bus 801b is grounded. It is also possible to detect (know) the scale of the ground fault on the negative side based on the magnitude of the current Ig calculated from the above equation (16).

また、図12(c)は、電力変換装置801の正側母線801aが地絡したときの等価回路である。この場合、ダイオードコンバータ801c、正側母線801a、接地抵抗素子群13、相互接続点M、中間電位線801e、ダイオードコンバータ801cの経路で電流Igが流れることになる。 FIG. 12(c) is an equivalent circuit when the positive bus 801a of the power converter 801 is grounded. In this case, current Ig flows through the path of diode converter 801c, positive bus 801a, ground resistance element group 13, interconnection point M, intermediate potential line 801e, and diode converter 801c.

この場合、電流Igの流れている方向(接続点Cから相互接続点Mに向かう方向)から、電位が零である相互接続点Mより接続点Cの電位が高くなるので、Vg>0となる。したがって、Vg>0である場合は、正側母線801aが地絡している。また、上記の式(16)から算出された電流Igの大きさに基づいて、負側の地絡故障の規模の大きさも検出(把握)することが可能である。 In this case, the potential of the connection point C becomes higher than the potential of the connection point M, which is zero, from the direction in which the current Ig flows (the direction from the connection point C to the interconnection point M), so Vg>0. . Therefore, when Vg>0, the positive bus 801a is grounded. It is also possible to detect (know) the scale of the ground fault on the negative side based on the magnitude of the current Ig calculated from the above equation (16).

また、直流電圧Epは、下記の式(17)に示すように、抵抗素子1aの両端の電圧Vp1と、抵抗素子1bの両端の電圧Vp2とを合計することにより算出される。

Figure 0007205119000017
Also, the DC voltage Ep is calculated by summing the voltage Vp1 across the resistance element 1a and the voltage Vp2 across the resistance element 1b, as shown in the following equation (17).
Figure 0007205119000017

そして、状態監視装置200により検出された電圧Vp1と、上記の式(13)に基づいて算出される電圧Vp2から、直流電圧Epが算出される。 Then, the DC voltage Ep is calculated from the voltage Vp1 detected by the state monitoring device 200 and the voltage Vp2 calculated based on the above equation (13).

また、直流電圧Enは、下記の式(18)に示すように、抵抗素子2aの両端の電圧Vn1と、抵抗素子2bの両端の電圧Vn2とを合計することにより算出される。

Figure 0007205119000018
The DC voltage En is calculated by summing the voltage Vn1 across the resistance element 2a and the voltage Vn2 across the resistance element 2b, as shown in Equation (18) below.
Figure 0007205119000018

そして、状態監視装置200により検出された電圧Vn1と、上記の式(15)に基づいて算出される電圧Vn2から、直流電圧Enが算出される。 Then, the DC voltage En is calculated from the voltage Vn1 detected by the state monitoring device 200 and the voltage Vn2 calculated based on the above equation (15).

上記のように、正側の直流電源であるダイオードコンバータ801c、および、負側の直流電源であるダイオードコンバータ801dの各々の直流過電圧故障を個別に判定することが可能である。 As described above, it is possible to individually determine the DC overvoltage failure of each of the diode converter 801c, which is the positive-side DC power supply, and the diode converter 801d, which is the negative-side DC power supply.

第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of Second Embodiment)
The following effects can be obtained in the second embodiment.

第2実施形態では、上記のように、状態信号出力部17が、電圧Vp1、電圧Vn1、電圧Vc、および、抵抗素子13aと抵抗素子13bとが接続される接続点Cの電圧Vgの各々に基づく信号を、電力変換装置801の状態に関する信号として制御装置900に出力するように、状態監視装置200を構成する。これにより、ダイオードコンバータ801cの正側(の母線)に地絡が発生している場合は、ダイオードコンバータ801cの正側(の母線)から、接地抵抗素子群13(接続点C)を介して、相互接続点Mに向って電流が流れるので、接続点Cの電圧Vgは相互接続点Mの電圧(ゼロ)よりも大きくなる。また、ダイオードコンバータ801dの負側(の母線)に地絡が発生している場合は、相互接続点Mから、接地抵抗素子群13(接続点C)を介して、ダイオードコンバータ801dの負側(の母線)に向って電流が流れるので、接続点Cの電圧Vgは、相互接続点Mの電圧(ゼロ)よりも小さくなる。また、地絡が発生していない場合は、電圧Vgはゼロになる。したがって、電圧Vgの値だけに基づいて、地絡の発生の有無、および、地絡の箇所を判別することができるので、地絡検出を容易に行うことができる。 In the second embodiment, as described above, the state signal output unit 17 outputs the voltage Vp1, the voltage Vn1, the voltage Vc, and the voltage Vg at the connection point C where the resistance elements 13a and 13b are connected. The state monitoring device 200 is configured to output a signal based on the power conversion device 801 to the control device 900 as a signal regarding the state of the power conversion device 801 . As a result, when a ground fault occurs on the positive side (bus line) of the diode converter 801c, from the positive side (bus line) of the diode converter 801c, via the ground resistance element group 13 (connection point C), Since the current flows toward the interconnection point M, the voltage Vg at the interconnection point C becomes larger than the voltage at the interconnection point M (zero). Further, when a ground fault occurs on the negative side (bus line) of the diode converter 801d, from the interconnection point M, via the ground resistance element group 13 (connection point C), the negative side ( ), the voltage Vg at node C becomes smaller than the voltage at node M (zero). Also, when no ground fault occurs, the voltage Vg becomes zero. Therefore, it is possible to determine the presence or absence of a ground fault and the location of the ground fault based only on the value of the voltage Vg, thereby facilitating ground fault detection.

なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 Other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

[第3実施形態]
次に、図8、および、図13~図17を参照して、第3実施形態による状態監視装置300の構成について説明する。第3実施形態の状態監視装置300は、第2実施形態による状態監視装置200の構成に加えて、負電圧給電部8を備える。なお、上記第2実施形態と同様の構成は、第2実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, the configuration of the condition monitoring device 300 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 13 to 17. FIG. A condition monitoring device 300 according to the third embodiment includes a negative voltage power supply unit 8 in addition to the configuration of the condition monitoring device 200 according to the second embodiment. In addition, the structure similar to the said 2nd Embodiment attaches|subjects the same code|symbol as 2nd Embodiment, and it abbreviate|omits description while it is illustrated.

まず、図8および図13に示すように、状態監視装置300は、電力変換装置801の状態(地絡故障または直流過電圧故障の有無)を監視するために設けられている。 First, as shown in FIGS. 8 and 13, the state monitoring device 300 is provided to monitor the state of the power conversion device 801 (whether there is a ground fault or a DC overvoltage fault).

(状態監視装置の構成)
図13に示すように、状態監視装置300は、接続点Bに接続される負電圧給電部8を備える。負電圧給電部8からの負電圧は、状態監視装置300内に設けられている、オペアンプ70a~70eおよびAD変換器71a~71eに(負側の電圧として)給電される。すなわち、負電圧給電部8から、状態監視装置300の動作に必要な負側電源電圧Veeが出力されている。これにより、正電圧給電部4からの正電圧のみにより状態監視装置300を動作させる場合に比べて、より安定的に状態監視装置300を動作させることが可能である。なお、オペアンプ70eおよびAD変換器71eはそれぞれ、特許請求の範囲の「所定の回路」の一例である。また、負電圧給電部8は、特許請求の範囲の「第2給電部」の一例である。
(Configuration of condition monitoring device)
As shown in FIG. 13, the condition monitoring device 300 includes a negative voltage power supply section 8 connected to the connection point B. As shown in FIG. The negative voltage from the negative voltage feeding section 8 is fed to the operational amplifiers 70a to 70e and the AD converters 71a to 71e provided in the state monitoring device 300 (as negative side voltage). That is, the negative power supply voltage Vee required for the operation of the state monitoring device 300 is output from the negative voltage power supply unit 8 . This makes it possible to operate the state monitoring device 300 more stably than when the state monitoring device 300 is operated only by the positive voltage from the positive voltage power supply section 4 . The operational amplifier 70e and the AD converter 71e are examples of the "predetermined circuit" in the scope of claims. Also, the negative voltage feeder 8 is an example of a "second feeder" in the scope of claims.

また、負電圧給電部8の出力側と相互接続点Mとの間にはコンデンサ9が接続されている。コンデンサ9は、負電圧給電部8から出力されている負側電源電圧Veeにより充電される。 A capacitor 9 is connected between the output side of the negative voltage feed section 8 and the interconnection point M. As shown in FIG. The capacitor 9 is charged with the negative side power supply voltage Vee output from the negative voltage power supply section 8 .

また、状態監視装置300は、接続点Bと負電圧給電部8との間に設けられる抵抗素子10を備える。なお、抵抗素子10は、特許請求の範囲の「第8抵抗素子」の一例である。 Moreover, the state monitoring device 300 includes a resistive element 10 provided between the connection point B and the negative voltage power supply section 8 . The resistance element 10 is an example of the "eighth resistance element" in the scope of claims.

また、状態監視装置300には、後述する状態信号出力部27を含む電源回路部分300aが設けられている。 Moreover, the state monitoring device 300 is provided with a power supply circuit portion 300a including a state signal output section 27, which will be described later.

ここで、第3実施形態では、状態監視装置300は、抵抗素子群1に流れる電流(電流Ip1および電流Ip2)、抵抗素子群2に流れる電流In、接続点Aと正電圧給電部4との間に流れる電流Ic、接地抵抗素子群13に流れる電流Ig、および、接続点Bと負電圧給電部8との間に流れる電流Ieに基づく電力変換装置801の状態に関する信号を制御装置900に出力する状態信号出力部27を備える。 Here, in the third embodiment, the state monitoring device 300 controls the current (current Ip1 and current Ip2) flowing through the resistance element group 1, the current In flowing through the resistance element group 2, A signal relating to the state of the power conversion device 801 is output to the control device 900 based on the current Ic flowing between the ground resistance element group 13, the current Ig flowing through the ground resistance element group 13, and the current Ie flowing between the connection point B and the negative voltage feeding section 8. A state signal output unit 27 is provided.

具体的には、状態信号出力部27は、接続点Aの電圧Vp1、接続点Bの電圧Vn1、電圧Vc、電圧Vg、および、接続点Bと負電圧給電部8(抵抗素子10)との間に流れる電流Ieに基づいた電圧Veの各々に基づく信号を、電力変換装置801の状態に関する信号として制御装置900に出力するように構成されている。なお、電圧Veは、アナログ値である。また、電圧Veは、特許請求の範囲の「第5電圧」の一例である。 Specifically, the state signal output unit 27 outputs the voltage Vp1 at the connection point A, the voltage Vn1 at the connection point B, the voltage Vc, the voltage Vg, and the voltage between the connection point B and the negative voltage power supply unit 8 (resistive element 10). A signal based on each of the voltages Ve based on the current Ie flowing therebetween is configured to be output to the control device 900 as a signal regarding the state of the power conversion device 801 . Note that the voltage Ve is an analog value. Also, the voltage Ve is an example of the "fifth voltage" in the claims.

以下に、第3実施形態における状態信号出力部27の構成および動作について、詳細に説明する。 The configuration and operation of the state signal output section 27 according to the third embodiment will be described in detail below.

(状態信号出力部の構成)
状態信号出力部27は、オペアンプ70eを含む。また、状態信号出力部27は、AD変換器71eを含む。また、状態信号出力部27は、電源電圧監視部272と出力タイミング制御部273とを含む。また、状態信号出力部27は、シリアル信号変換部74eを含む。また、状態信号出力部27は、シリアル信号選択部275を含む。
(Configuration of status signal output unit)
The state signal output section 27 includes an operational amplifier 70e. Moreover, the state signal output unit 27 includes an AD converter 71e. The state signal output section 27 also includes a power supply voltage monitoring section 272 and an output timing control section 273 . The state signal output section 27 also includes a serial signal conversion section 74e. The state signal output section 27 also includes a serial signal selection section 275 .

オペアンプ70eには、接続点Bと負電圧給電部8との間の電圧Veが入力されている。オペアンプ70eは、入力された電圧Veを、電圧Veaに変換(降圧)するとともに出力する。 A voltage Ve between the connection point B and the negative voltage feeder 8 is input to the operational amplifier 70e. The operational amplifier 70e converts (steps down) the input voltage Ve into a voltage Vea and outputs the same.

AD変換器71eには、オペアンプ70eからの電圧Veaが入力されている。 A voltage Vea from the operational amplifier 70e is input to the AD converter 71e.

電源電圧監視部272には、コンデンサ5の電圧(正側電源電圧Vcc)、および、コンデンサ9の電圧(負側電源電圧Vee)が入力されている。電源電圧監視部272は、出力タイミング制御部273に、信号VSET(論理信号)を出力する。入力されている電圧(正側電源電圧Vcc)が所定の閾値電圧値Vthp(図14参照)以上になり、かつ、入力されている電圧(負側電源電圧Vee)が所定の閾値電圧値Vthn(図14参照)以下になった時間tにおいて、信号VSETの論理値は0から1に変化(図14参照)する。なお、閾値電圧値VthpおよびVthnは、状態監視装置300の回路(オペアンプ70a~70eおよびAD変換器71a~71eなど)が動作可能になる電圧値として予め設定されている。 The voltage of the capacitor 5 (positive power supply voltage Vcc) and the voltage of the capacitor 9 (negative power supply voltage Vee) are input to the power supply voltage monitoring unit 272 . The power supply voltage monitoring section 272 outputs a signal V SET (logic signal) to the output timing control section 273 . The input voltage (positive power supply voltage Vcc) becomes equal to or higher than a predetermined threshold voltage value Vthp (see FIG. 14), and the input voltage (negative power supply voltage Vee) exceeds a predetermined threshold voltage value Vthn (see FIG. 14). 14), the logical value of the signal V-- SET changes from 0 to 1 (see FIG. 14). The threshold voltage values Vthp and Vthn are set in advance as voltage values at which the circuits of the state monitoring device 300 (such as the operational amplifiers 70a to 70e and the AD converters 71a to 71e) become operable.

また、出力タイミング制御部273は、信号VSETの論理値が1に変化すると、一定周期でAD変換器71a~71eを制御する動作を開始する。 Further, when the logic value of the signal V_SET changes to 1, the output timing control section 273 starts the operation of controlling the AD converters 71a to 71e at regular intervals.

図15に示すように、論理積が9(Bit0=1、Bit1=0、Bit2=0、Bit3=1)の場合に、信号SINTEの論理値は1に変化(図15(j)参照)する。なお、信号SINTEの周期は、CLK信号の周期の16倍の周期Tである。なお、図15(a)~(i)に関しては、図10(a)~(i)と同様であるので、説明を省略する。 As shown in FIG. 15, when the logical product is 9 (Bit0=1, Bit1=0, Bit2=0, Bit3=1), the logic value of the signal S INTE changes to 1 (see FIG. 15(j)). do. Note that the period of the signal S INTE is a period T that is 16 times the period of the CLK signal. 15(a) to (i) are the same as those of FIGS. 10(a) to (i), so description thereof will be omitted.

そして、信号SINTEの論理値が1に変化したことに基づいて、AD変換器71eからデジタル信号DVE(変換結果データ)(図13参照)が出力される。 Then, based on the logic value of the signal S INTE changing to 1, the digital signal D VE (conversion result data) (see FIG. 13) is output from the AD converter 71e.

デジタル信号DVEは、シリアル信号変換部74e(図13参照)に入力される。シリアル信号変換部74eは、入力されたデジタル信号DVEをシリアル信号SVE(図13参照)に変換する。この処理は、第1実施形態で説明した、シリアル信号変換部74a~74cにおける処理と同様であるので、詳細な説明は省略する。 The digital signal DVE is input to the serial signal converter 74e (see FIG. 13). The serial signal converter 74e converts the input digital signal D VE into a serial signal S VE (see FIG. 13). This processing is the same as the processing in the serial signal converters 74a to 74c described in the first embodiment, so detailed description will be omitted.

また、シリアル信号変換部74a~74eから出力されるシリアル信号SVA~SVEは、シリアル信号選択部275に入力される。シリアル信号選択部275は、シリアル信号SVA~SVEのうち、実際に存在するシリアル信号を選択し、シリアル信号Sとして出力する。すなわち、シリアル信号選択部275は、時間軸に沿って、シリアル信号SVA(図16(a)参照)と、シリアル信号SVB(図16(b)参照)と、シリアル信号SVC(図16(c)参照)と、シリアル信号SVD(図16(d)参照)と、シリアル信号SVE(図16(e)参照)との和を、シリアル信号S(図16(f)参照)として出力する。なお、出力タイミング制御部273によって、シリアル信号SVA~SVEが出力されるタイミングが重ならない(図16参照)ように制御されている。 The serial signals S VA to S VE output from the serial signal converters 74 a to 74 e are also input to the serial signal selector 275 . The serial signal selector 275 selects an actually existing serial signal from among the serial signals S VA to S VE and outputs it as a serial signal S E . That is, the serial signal selection unit 275 selects the serial signal S VA (see FIG. 16(a)), the serial signal S VB (see FIG. 16(b)), the serial signal S VC (see FIG. 16) along the time axis. (c)), the serial signal S VD (see FIG. 16(d)), and the serial signal S VE (see FIG. 16(e)), the sum of the serial signal S E (see FIG. 16(f)) output as The output timing control section 273 controls the output timings of the serial signals S VA to S VE so as not to overlap each other (see FIG. 16).

(地絡故障および直流過電圧故障の判定方法)
図17は、地絡故障の有無による電圧および電流の状態を説明するための回路構成図(等価回路図)である。図17では、状態監視装置300の電源回路部分300a(図13参照)のうち接続点Aと相互接続点Mの間に接続されている部分に電流Icが流れ、電源回路部分300aのうち接続点Bと相互接続点Mの間に接続されている部分に電流Ieが流れるものとして図示している。なお、地絡故障の判定に関しては、第2実施形態と同様であるので、説明を省略する。
(Method for judging ground fault and DC overvoltage fault)
FIG. 17 is a circuit configuration diagram (equivalent circuit diagram) for explaining voltage and current states depending on the presence or absence of a ground fault. In FIG. 17, the current Ic flows through the portion of the power supply circuit portion 300a (see FIG. 13) of the state monitoring device 300 that is connected between the connection point A and the interconnection point M, and the connection point of the power supply circuit portion 300a It is shown that current Ie flows through the portion connected between B and interconnection point M. FIG. Note that the ground fault determination is the same as in the second embodiment, so the description is omitted.

図17(a)~(c)に示すように、抵抗素子2bの両端の電圧Vn2については、抵抗素子2bの抵抗値R2nと、抵抗素子2bに流れる電流In2とにより、下記の式(19)が成り立つ。

Figure 0007205119000019
As shown in FIGS. 17A to 17C, the voltage Vn2 across the resistance element 2b is expressed by the following equation (19) based on the resistance value R2n of the resistance element 2b and the current In2 flowing through the resistance element 2b. holds.
Figure 0007205119000019

また、電流In2は、抵抗素子2aに流れる電流In1と、抵抗素子10に流れる電流Ieとにより、下記の式(20)で算出される。

Figure 0007205119000020
Also, the current In2 is calculated by the following equation (20) from the current In1 flowing through the resistance element 2a and the current Ie flowing through the resistance element 10.
Figure 0007205119000020

また、電流In1は、抵抗素子2aの抵抗値R1nと、抵抗素子2aの両端の電圧(接続点Bの検出電圧)Vn1とから、下記の式(21)により算出される。

Figure 0007205119000021
Also, the current In1 is calculated from the resistance value R1n of the resistive element 2a and the voltage across the resistive element 2a (detected voltage at the connection point B) Vn1 by the following equation (21).
Figure 0007205119000021

また、抵抗素子10の両端の電圧は、接続点Bの電圧Vn1と、負電圧給電部8および抵抗素子10の間の電圧Veとの差分であることから、電流Ieは、下記の式(22)により算出される。なお、Rieeは、抵抗素子10の抵抗値である。

Figure 0007205119000022
In addition, since the voltage across the resistance element 10 is the difference between the voltage Vn1 at the connection point B and the voltage Ve between the negative voltage feed section 8 and the resistance element 10, the current Ie is given by the following equation (22 ). Note that Riee is the resistance value of the resistance element 10 .
Figure 0007205119000022

したがって、上記の式(18)~(22)に基づいて、直流電圧Enは、下記の式(23)に基づいて算出される。

Figure 0007205119000023
Therefore, based on the above equations (18) to (22), the DC voltage En is calculated based on the following equation (23).
Figure 0007205119000023

上記の式(23)に基づいて、負電圧給電部8を配置した場合において、負側の直流電源であるダイオードコンバータ801dの直流過電圧故障を判定することが可能である。 Based on the above equation (23), it is possible to determine the DC overvoltage failure of the diode converter 801d, which is the DC power supply on the negative side, when the negative voltage power supply unit 8 is arranged.

第3実施形態のその他の構成は、上記第2実施形態と同様である。 Other configurations of the third embodiment are the same as those of the second embodiment.

(第3実施形態の効果)
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the third embodiment)
The following effects can be obtained in the third embodiment.

第3実施形態では、上記のように、状態信号出力部27が、抵抗素子群1に流れる電流、抵抗素子群2に流れる電流、接続点Aと正電圧給電部4との間に流れる電流、および、接続点Bと負電圧給電部8との間に流れる電流に基づく電力変換装置801の状態に関する信号を制御装置900に出力するように、状態監視装置300を構成する。これにより、抵抗素子群2に流れる電流の一部が、負電圧給電部8に向かって分流されている影響が考慮されているので、抵抗素子群2に流れる電流(の検出値)の各々が、実際に流れている電流値からずれるのを抑制することができる。その結果、負電圧給電部8を設ける場合において、電力変換装置801の故障検出をより正確に行うことができる。 In the third embodiment, as described above, the state signal output unit 27 outputs the current flowing through the resistance element group 1, the current flowing through the resistance element group 2, the current flowing between the connection point A and the positive voltage feeding unit 4, Also, the state monitoring device 300 is configured to output to the control device 900 a signal regarding the state of the power conversion device 801 based on the current flowing between the connection point B and the negative voltage power supply section 8 . As a result, the effect that a part of the current flowing through the resistance element group 2 is diverted toward the negative voltage feed section 8 is taken into account, so that each of the currents (detected values) flowing through the resistance element group 2 is , it is possible to suppress deviation from the value of the current actually flowing. As a result, when the negative voltage power supply unit 8 is provided, failure detection of the power conversion device 801 can be performed more accurately.

また、第3実施形態では、上記のように、状態信号出力部27が、接続点Aの電圧Vp1、接続点Bの電圧Vn1、接続点Aと正電圧給電部4との間に流れる電流に基づいた電圧Vc、および、抵抗素子10と負電圧給電部8との間の電圧Veに基づく信号を、電力変換装置801の状態に関する信号として制御装置900に出力するように、状態監視装置300を構成する。これにより、制御装置900に出力された電圧Veに基づく信号を用いて、接続点Bと負電圧給電部8との間に流れる電流を容易に算出することができる。また、抵抗素子10を設けることにより、電圧Veに基づく信号を制御装置900に出力することができるので、比較的簡易な構成により電圧Veに基づく信号を制御装置900に出力することができる。 Further, in the third embodiment, as described above, the state signal output unit 27 controls the voltage Vp1 at the connection point A, the voltage Vn1 at the connection point B, and the current flowing between the connection point A and the positive voltage power supply unit 4. and a signal based on the voltage Ve between the resistive element 10 and the negative voltage feeder 8 to the control device 900 as a signal relating to the state of the power conversion device 801. Constitute. As a result, the current flowing between the connection point B and the negative voltage feeding section 8 can be easily calculated using the signal based on the voltage Ve output to the control device 900 . Moreover, since a signal based on the voltage Ve can be output to the control device 900 by providing the resistive element 10, a signal based on the voltage Ve can be output to the control device 900 with a relatively simple configuration.

なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第2実施形態と同様である。 Other effects of the third embodiment are the same as those of the second embodiment.

[第4実施形態]
次に、図1、図18、および、図19を参照して、第4実施形態による状態監視装置400の構成について説明する。第4実施形態の状態監視装置400は、第1実施形態による状態監視装置100の構成とは異なり、出力タイミング制御部373が、上位の制御装置901と同期するように構成されている。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。なお、制御装置901は、特許請求の範囲の「外部の制御装置」の一例である。
[Fourth Embodiment]
Next, the configuration of the condition monitoring device 400 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 18 and 19. FIG. Unlike the configuration of the state monitoring device 100 according to the first embodiment, the state monitoring device 400 of the fourth embodiment is configured such that the output timing control section 373 synchronizes with the upper control device 901 . In addition, the structure similar to the said 1st Embodiment attaches|subjects the same code|symbol as 1st Embodiment, and abbreviate|omits description while it is illustrated. Note that the control device 901 is an example of an "external control device" in the scope of claims.

(状態監視装置の構成)
図18に示すように、第4実施形態では、状態監視装置400(図1および図18参照)は、電圧Vp1、電圧Vn1、および、電圧Vcの各々に基づく信号を、電力変換装置800の状態に関する信号として外部の制御装置901に出力する状態信号出力部37を備える。また、状態監視装置400は、状態信号出力部37を含む電源回路部分400aが設けられている。
(Configuration of condition monitoring device)
As shown in FIG. 18, in the fourth embodiment, state monitoring device 400 (see FIGS. 1 and 18) outputs signals based on each of voltage Vp1, voltage Vn1, and voltage Vc to indicate the state of power conversion device 800. The state signal output unit 37 is provided for outputting to the external control device 901 as a signal related to. Moreover, the state monitoring device 400 is provided with a power supply circuit portion 400 a including the state signal output section 37 .

以下に、第4実施形態における状態信号出力部37の構成および動作について、詳細に説明する。 The configuration and operation of the state signal output section 37 according to the fourth embodiment will be described in detail below.

(状態信号出力部の構成)
状態信号出力部37は、O/E(Optical/Electrical)変換部370と、出力タイミング制御部373とを含む。O/E変換部370は、制御装置901のE/O変換回路901aから送信される光信号STLを受信する。光信号STLは、制御装置901が演算を開始するタイミングの情報を含むパルス信号がE/O変換回路901aによりE/O変換されたものである。なお、E/O変換回路901aからの光信号STLは、光ケーブル371を介して、O/E変換部370に送信される。なお、光信号STLは、特許請求の範囲の「パルス信号」の一例である。
(Configuration of status signal output section)
State signal output section 37 includes an O/E (Optical/Electrical) conversion section 370 and an output timing control section 373 . The O/E conversion unit 370 receives the optical signal STL transmitted from the E/O conversion circuit 901 a of the control device 901 . The optical signal STL is obtained by E/O-converting a pulse signal containing information on the timing at which the control device 901 starts calculation by the E/O conversion circuit 901a. The optical signal STL from the E/O conversion circuit 901 a is transmitted to the O/E conversion section 370 via the optical cable 371 . The optical signal STL is an example of the "pulse signal" in the claims.

O/E変換部370は、受信した光信号STLをO/E変換した電気信号STEを、出力タイミング制御部373に送信する。 The O/E converter 370 transmits the electrical signal STE obtained by O/E converting the received optical signal STL to the output timing controller 373 .

ここで、第4実施形態では、出力タイミング制御部373は、制御装置901からの演算を開始する光信号STLに基づいて、制御装置901の演算に同期して、AD変換器71a、AD変換器71b、および、AD変換器71cの各々に対して、デジタル信号の出力タイミングを制御する信号を送信するように構成されている。以下に具体的に説明する。 Here, in the fourth embodiment, the output timing control unit 373 synchronizes with the calculation of the control device 901 based on the optical signal STL for starting the calculation from the control device 901, the AD converter 71a, the AD conversion A signal for controlling the output timing of the digital signal is transmitted to each of the device 71b and the AD converter 71c. A specific description will be given below.

図19に示すように、出力タイミング制御部373では、電気信号STE(図19(α)参照)が入力されるまで(電気信号STEの論理値が0の状態で)、論理積は15(Bit0=1、Bit1=1、Bit2=1、Bit3=1)の状態である。すなわち、電気信号STEが入力されるまで、論理積は15の状態で停止している。 As shown in FIG. 19, in the output timing control unit 373, the logical product is 15 until the electrical signal S TE (see FIG. 19(α)) is input (while the electrical signal S TE has a logical value of 0). (Bit0=1, Bit1=1, Bit2=1, Bit3=1). In other words, the AND is stopped at 15 until the electrical signal STE is input.

そして、電気信号STEの論理値が1になると、論理積は0から加算動作を開始する。加算動作により論理積が15になると、再び電気信号STEの論理値が1になるまで、論理積は15の状態で停止する。なお、図19(a)~(h)に関しては、図4(a)~(h)と同様であるので、説明を省略する。 Then, when the logical value of the electrical signal STE becomes 1, the AND operation starts from 0. When the logical product becomes 15 by the addition operation, the logical product stops at 15 until the electrical signal STE becomes 1 again. 19(a) to (h) are the same as FIGS. 4(a) to (h), so description thereof is omitted.

そして、出力タイミング制御部373は、電気信号STEに基づいたタイミングで、信号SINTA、信号SINTB、および、信号SINTCを出力する。なお、電気信号STEは、周期TCPUで論理値が0から1に変化する。 Then, the output timing control section 373 outputs the signal S INTA , the signal S INTB , and the signal S INTC at the timing based on the electrical signal S TE . It should be noted that the electrical signal STE changes in logic value from 0 to 1 in the period TCPU .

第4実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment.

(第4実施形態の効果)
第4実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the fourth embodiment)
The following effects can be obtained in the fourth embodiment.

第4実施形態では、上記のように、出力タイミング制御部373が、制御装置901からの演算を開始する光信号STLに基づいて、制御装置901の演算に同期して、AD変換器71a、AD変換器71b、および、AD変換器71cの各々に対して、デジタル信号の出力タイミングを制御する信号を送信するように、状態監視装置400を構成する。ここで、制御装置901と状態監視装置400とが同期していない場合、制御装置901の演算の周期内に各変換部(71a~71c)からデジタル信号を出力するために、制御装置901の演算の周期に対して状態検出装置の動作を十分に速くする必要がある。これに対して、制御装置901の演算に同期させることによって、状態監視装置400の動作を比較的低速にすることができる。その結果、状態監視装置400の消費電力の増加を抑制することができる。また、動作を低速化することによって、状態監視装置400内に流れる電流を小さくすることができるので、状態監視装置400内の抵抗素子を小型化することができるとともに、抵抗素子において発生する熱を放熱するための冷却系を小型化することができる。 In the fourth embodiment, as described above, the output timing control unit 373 synchronizes with the calculation of the control device 901 based on the optical signal STL for starting the calculation from the control device 901, the AD converter 71a, Condition monitoring device 400 is configured to transmit a signal for controlling the output timing of the digital signal to each of AD converter 71b and AD converter 71c. Here, when the control device 901 and the state monitoring device 400 are not synchronized, in order to output digital signals from the conversion units (71a to 71c) within the calculation cycle of the control device 901, the calculation of the control device 901 It is necessary to make the operation of the state detection device sufficiently fast with respect to the period of . On the other hand, by synchronizing with the calculation of the control device 901, the operation of the condition monitoring device 400 can be made relatively slow. As a result, an increase in power consumption of state monitoring device 400 can be suppressed. In addition, since the current flowing in the state monitoring device 400 can be reduced by slowing down the operation, the resistance element in the state monitoring device 400 can be made smaller, and the heat generated in the resistance element can be reduced. A cooling system for dissipating heat can be miniaturized.

また、この場合、制御装置901において、所定の時間内に送信されるデータ量が比較的少なくなるので、制御装置901に設けられるメモリの量を低減することができる。また、メモリの量が低減されることによって、メモリの動作(書き込みおよび読み出し)に要する消費電力を小さくすることができるので、制御装置901の演算の負荷を低減することができる。また、メモリの量が低減されることによって、メモリの実装面積を低減することができるので、制御装置901を小型化することができる。 Also, in this case, since the amount of data transmitted within a predetermined period of time in the control device 901 is relatively small, the amount of memory provided in the control device 901 can be reduced. In addition, since the power consumption required for memory operations (writing and reading) can be reduced by reducing the amount of memory, the calculation load of the control device 901 can be reduced. In addition, since the amount of memory is reduced, the mounting area of the memory can be reduced, so that the controller 901 can be miniaturized.

なお、第4実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 Other effects of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment.

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
It should be noted that the embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments, and includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

たとえば、上記第1~第4実施形態では、第5抵抗素子(抵抗素子6)を配置し、第5抵抗素子(抵抗素子6)および第1級電部(正電圧給電部4)との間の第3電圧(電圧Vc)から第1級電部(正電圧給電部4)に流れる電流(Ic)を算出する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第5抵抗素子(抵抗素子6)の代わりに電流センサを配置し、第1級電部(正電圧給電部4)に流れる電流(Ic)を電流センサにより直接的に検知してもよい。 For example, in the above-described first to fourth embodiments, the fifth resistance element (resistance element 6) is arranged, and between the fifth resistance element (resistance element 6) and the first class current section (positive voltage feeding section 4) Although an example of calculating the current (Ic) flowing from the third voltage (voltage Vc) to the first-class power supply unit (positive voltage power supply unit 4) has been shown, the present invention is not limited to this. For example, a current sensor may be arranged in place of the fifth resistance element (resistance element 6) to directly detect the current (Ic) flowing through the first-class electrical section (positive voltage feeding section 4). .

また、上記第3実施形態では、第8抵抗素子(抵抗素子10)を配置し、第8抵抗素子(抵抗素子10)および第2級電部(負電圧給電部8)との間の第5電圧(電圧Ve)から第2級電部(負電圧給電部8)に流れる電流(Ie)を算出する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第8抵抗素子(抵抗素子10)の代わりに電流センサを配置し、第2級電部(負電圧給電部8)に流れる電流(Ie)を電流センサにより直接的に検知してもよい。 Further, in the third embodiment, the eighth resistance element (resistance element 10) is arranged, and the fifth voltage drop between the eighth resistance element (resistance element 10) and the second class current section (negative voltage feeding section 8) is provided. Although an example of calculating the current (Ie) flowing through the second class current section (negative voltage power supply section 8) from the voltage (voltage Ve) has been shown, the present invention is not limited to this. For example, a current sensor may be arranged in place of the eighth resistance element (resistance element 10), and the current (Ie) flowing through the second-class current section (negative voltage power supply section 8) may be directly detected by the current sensor. .

また、上記第4実施形態では、2レベルのインバータ800dに接続される状態監視装置が外部の制御装置(制御装置901)と同期するように制御される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上記第2および第3実施形態の3レベルのインバータ801fに接続される状態監視装置が、外部の制御装置と同期するように制御されてもよい。
また、上記第1~第4実施形態では、状態監視装置は、外部の制御装置(制御装置900、901)に信号を送信している例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、状態監視装置は、電力変換装置に設けられるCPUに信号を送信する構成であってもよい。
Further, in the fourth embodiment, an example is shown in which the state monitoring device connected to the two-level inverter 800d is controlled so as to synchronize with the external control device (control device 901). Not limited. For example, the condition monitoring device connected to the three-level inverter 801f of the second and third embodiments may be controlled to synchronize with an external control device.
Further, in the first to fourth embodiments, an example in which the state monitoring device transmits signals to the external control devices (control devices 900 and 901) has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the state monitoring device may be configured to transmit a signal to a CPU provided in the power electronics device.

1 抵抗素子群(第1抵抗素子群)
1a 抵抗素子(第1抵抗素子)
1b 抵抗素子(第2抵抗素子)
2 抵抗素子群(第2抵抗素子群)
2a 抵抗素子(第3抵抗素子)
2b 抵抗素子(第4抵抗素子)
3 接地抵抗素子(接地抵抗素子部)
4 正電圧給電部(第1給電部)
6 抵抗素子(第5抵抗素子)
7、17、27、37 状態信号出力部
8 負電圧給電部(第2給電部)
10 抵抗素子(第8抵抗素子)
13 接地抵抗素子群(接地抵抗素子部)
13a 抵抗素子(第6抵抗素子)
13b 抵抗素子(第7抵抗素子)
70a、70b、70c、70d、70e オペアンプ(所定の回路)
71a AD変換器(所定の回路)(第1変換部)
71b AD変換器(所定の回路)(第2変換部)
71c AD変換器(所定の回路)(第3変換部)
71d、71e AD変換器(所定の回路)
73、173、273、373 出力タイミング制御部
100、200、300、400 状態監視装置
800、801 電力変換装置
800c ダイオードコンバータ(直流電源)
801c ダイオードコンバータ(正側直流電源)(直流電源)
801d ダイオードコンバータ(負側直流電源)(直流電源)
900、901 制御装置(外部の制御装置)
A 接続点(第1接続点)
B 接続点(第2接続点)
C 接続点(第3接続点)
G 接地点
Ic 電流(第1接続点と第1給電部との間に流れる電流)
Ie 電流(第2接続点と第2給電部との間に流れる電流)
In 電流(第2抵抗素子群に流れる電流)
Ip1、Ip2 電流(第1抵抗素子群に流れる電流)
M 相互接続点
TL 光信号(パルス信号)
光シリアル信号(状態に関する信号)
Vc 電圧(第3電圧)
Ve 電圧(第5電圧)
Vg 電圧(第4電圧)
Vn1 電圧(第2電圧)
Vp1 電圧(第1電圧)
1 resistance element group (first resistance element group)
1a resistive element (first resistive element)
1b resistance element (second resistance element)
2 resistance element group (second resistance element group)
2a resistive element (third resistive element)
2b resistance element (fourth resistance element)
3 Grounding resistance element (grounding resistance element part)
4 positive voltage feeder (first feeder)
6 resistance element (fifth resistance element)
7, 17, 27, 37 State signal output section 8 Negative voltage feeding section (second feeding section)
10 resistance element (eighth resistance element)
13 Ground resistance element group (ground resistance element part)
13a resistive element (sixth resistive element)
13b resistance element (seventh resistance element)
70a, 70b, 70c, 70d, 70e operational amplifier (predetermined circuit)
71a AD converter (predetermined circuit) (first conversion unit)
71b AD converter (predetermined circuit) (second conversion unit)
71c AD converter (predetermined circuit) (third conversion unit)
71d, 71e AD converter (predetermined circuit)
73, 173, 273, 373 Output timing control unit 100, 200, 300, 400 Condition monitoring device 800, 801 Power conversion device 800c Diode converter (DC power supply)
801c Diode converter (positive DC power supply) (DC power supply)
801d Diode converter (negative DC power supply) (DC power supply)
900, 901 control device (external control device)
A connection point (first connection point)
B connection point (second connection point)
C connection point (third connection point)
G ground point Ic current (current flowing between the first connection point and the first power supply)
Ie current (current flowing between the second connection point and the second feed)
In current (current flowing through the second resistance element group)
Ip1, Ip2 currents (currents flowing through the first resistance element group)
M interconnection point S TL optical signal (pulse signal)
SL optical serial signal (state-related signal)
Vc voltage (third voltage)
Ve voltage (fifth voltage)
Vg voltage (fourth voltage)
Vn1 voltage (second voltage)
Vp1 voltage (first voltage)

Claims (8)

電力変換装置の状態を監視する状態監視装置であって、
前記電力変換装置の直流電源の正側に接続され、互いに直列に接続される第1抵抗素子と第2抵抗素子とを含む第1抵抗素子群と、
前記直流電源の負側と前記第1抵抗素子群との間に接続され、互いに直列に接続される第3抵抗素子と第4抵抗素子とを含む第2抵抗素子群と、
前記第1抵抗素子群および前記第2抵抗素子群の相互接続点と接地点との間に接続された接地抵抗素子部と、
前記第1抵抗素子と前記第2抵抗素子とが接続される第1接続点に接続され、前記状態監視装置内の所定の回路に給電を行う第1給電部と、
前記第1接続点と前記第1給電部との間に設けられる、第5抵抗素子または電流センサと、
前記第1抵抗素子群に流れる電流、前記第2抵抗素子群に流れる電流、および、前記第1接続点と前記第1給電部との間に流れる電流に基づく前記電力変換装置の状態に関する信号を、外部の制御装置に出力する状態信号出力部と、を備える、状態監視装置。
A state monitoring device for monitoring the state of a power conversion device,
a first resistance element group connected to the positive side of the DC power supply of the power conversion device and including a first resistance element and a second resistance element connected in series with each other;
a second resistance element group connected between the negative side of the DC power supply and the first resistance element group and including a third resistance element and a fourth resistance element connected in series with each other;
a ground resistance element section connected between an interconnection point of the first resistance element group and the second resistance element group and a ground point;
a first power supply unit connected to a first connection point where the first resistance element and the second resistance element are connected, and supplying power to a predetermined circuit in the condition monitoring device;
a fifth resistance element or current sensor provided between the first connection point and the first power supply;
a signal relating to the state of the power conversion device based on the current flowing through the first resistance element group, the current flowing through the second resistance element group, and the current flowing between the first connection point and the first power supply unit; , and a state signal output unit for outputting to an external control device.
前記状態信号出力部は、前記第1接続点の第1電圧、前記第3抵抗素子と前記第4抵抗素子とが接続される第2接続点の第2電圧、および、前記第1接続点と前記第1給電部との間に流れる電流に基づいた第3電圧の各々に基づく信号を、前記状態に関する信号として前記外部の制御装置に出力するように構成されている、請求項1に記載の状態監視装置。 The state signal output unit outputs a first voltage at the first connection point, a second voltage at the second connection point where the third resistance element and the fourth resistance element are connected, and the first connection point. 2. The apparatus according to claim 1, wherein a signal based on each of third voltages based on the current flowing between said first power supply unit is output to said external control device as a signal relating to said state. Condition monitor. 記状態信号出力部は、前記第5抵抗素子と前記第1給電部との間の前記第3電圧に基づく信号を、前記状態に関する信号として前記外部の制御装置に出力するように構成されている、請求項2に記載の状態監視装置。 The state signal output section is configured to output a signal based on the third voltage between the fifth resistance element and the first power supply section to the external control device as a signal relating to the state. 3. The condition monitoring device according to claim 2, wherein: 前記相互接続点は、前記電力変換装置の正側直流電源と、前記正側直流電源に直列に接続されている前記電力変換装置の負側直流電源との間に接続されており、
前記接地抵抗素子部は、互いに直列に接続される第6抵抗素子および第7抵抗素子を含み、
前記状態信号出力部は、前記第1電圧、前記第2電圧、前記第3電圧、および、前記第6抵抗素子と前記第7抵抗素子とが接続される第3接続点の第4電圧の各々に基づく信号を、前記状態に関する信号として前記外部の制御装置に出力するように構成されている、請求項2または3に記載の状態監視装置。
The interconnection point is connected between a positive DC power supply of the power converter and a negative DC power supply of the power converter connected in series with the positive DC power supply,
the ground resistance element section includes a sixth resistance element and a seventh resistance element connected in series with each other;
The state signal output section outputs each of the first voltage, the second voltage, the third voltage, and a fourth voltage at a third connection point where the sixth resistance element and the seventh resistance element are connected. 4. The condition monitoring device according to claim 2, wherein a signal based on the condition is output to said external control device as a signal relating to said condition.
前記第1電圧、前記第2電圧、および、前記第3電圧の各々は、アナログ値であり、
前記状態信号出力部は、前記第1電圧をデジタル値に変換する第1変換部と、前記第2電圧をデジタル値に変換する第2変換部と、前記第3電圧をデジタル値に変換する第3変換部と、前記第1変換部、前記第2変換部、および、前記第3変換部の各々に対して、変換したデジタル信号を出力するタイミングを制御する信号を送信する出力タイミング制御部と、を含む、請求項2~4のいずれか1項に記載の状態監視装置。
each of the first voltage, the second voltage, and the third voltage is an analog value;
The state signal output section includes a first conversion section that converts the first voltage into a digital value, a second conversion section that converts the second voltage into a digital value, and a third conversion section that converts the third voltage into a digital value. 3 conversion units; and an output timing control unit that transmits a signal for controlling the timing of outputting the converted digital signal to each of the first conversion unit, the second conversion unit, and the third conversion unit. The condition monitoring device according to any one of claims 2 to 4, comprising:
前記出力タイミング制御部は、前記外部の制御装置からの演算を開始するパルス信号に基づいて、前記外部の制御装置の演算に同期して、前記第1変換部、前記第2変換部、および、前記第3変換部の各々に対して、前記デジタル信号の出力タイミングを制御する信号を送信するように構成されている、請求項5に記載の状態監視装置。 The output timing control section, based on a pulse signal for starting calculation from the external control device, synchronizes with the calculation of the external control device, the first conversion section, the second conversion section, and 6. The condition monitoring device according to claim 5, configured to transmit a signal for controlling output timing of said digital signal to each of said third converters. 前記第3抵抗素子と前記第4抵抗素子とが接続される第2接続点に接続され、前記所定の回路に給電を行う第2給電部をさらに備え、
前記状態信号出力部は、前記第1抵抗素子群に流れる電流、前記第2抵抗素子群に流れる電流、前記第1接続点と前記第1給電部との間に流れる電流、および、前記第2接続点と前記第2給電部との間に流れる電流に基づく前記電力変換装置の前記状態に関する信号を前記外部の制御装置に出力するように構成されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の状態監視装置。
further comprising a second power supply unit connected to a second connection point where the third resistance element and the fourth resistance element are connected, and supplying power to the predetermined circuit;
The state signal output section outputs a current flowing through the first resistance element group, a current flowing through the second resistance element group, a current flowing between the first connection point and the first feeding section, and the second resistance element group. Any one of claims 1 to 6, configured to output a signal regarding the state of the power conversion device based on the current flowing between the connection point and the second power supply unit to the external control device. Condition monitoring device according to claim.
前記第2接続点と前記第2給電部との間に設けられる第8抵抗素子をさらに備え、
前記状態信号出力部は、前記第1接続点の第1電圧、前記第2接続点の第2電圧、前記第1接続点と前記第1給電部との間に流れる電流に基づいた第3電圧、および、前記第8抵抗素子と前記第2給電部との間の第5電圧に基づく信号を、前記状態に関する信号として前記外部の制御装置に出力するように構成されている、請求項7に記載の状態監視装置。
further comprising an eighth resistive element provided between the second connection point and the second feeder;
The state signal output section has a first voltage at the first connection point, a second voltage at the second connection point, and a third voltage based on the current flowing between the first connection point and the first power supply section. , and a signal based on a fifth voltage between the eighth resistance element and the second power supply unit, as a signal relating to the state, to the external control device. Condition monitoring device as described.
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