JPH02266820A - 電力変換装置用平滑コンデンサの寿命判定回路 - Google Patents
電力変換装置用平滑コンデンサの寿命判定回路Info
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- JPH02266820A JPH02266820A JP1085261A JP8526189A JPH02266820A JP H02266820 A JPH02266820 A JP H02266820A JP 1085261 A JP1085261 A JP 1085261A JP 8526189 A JP8526189 A JP 8526189A JP H02266820 A JPH02266820 A JP H02266820A
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- 238000009499 grossing Methods 0.000 title claims abstract description 49
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電力変換装置に使用している平滑コンデン
サの寿命を判定する回路に関する。
サの寿命を判定する回路に関する。
インバータなどの電力変換装置は、たとえば交流を直流
に変換する整流器と、この整流器が出力する直流を所望
の電圧と周波数の交流に変換するインバータとで構成し
ているが、この整流器の直流出力側には、リップル分を
吸収・除去するために、大容量のコンデンサを接続して
いるが、通常これを平滑コンデンサと称している。
に変換する整流器と、この整流器が出力する直流を所望
の電圧と周波数の交流に変換するインバータとで構成し
ているが、この整流器の直流出力側には、リップル分を
吸収・除去するために、大容量のコンデンサを接続して
いるが、通常これを平滑コンデンサと称している。
この平滑コンデンサは大きな静電容量を必要とし、かつ
比較的高い電圧の直流回路に接続することから、アルミ
ニウム箔を用いた電解コンデンサを使用することが多い
。
比較的高い電圧の直流回路に接続することから、アルミ
ニウム箔を用いた電解コンデンサを使用することが多い
。
ところで、このアルミ電解コンデンサは、その構成上か
ら、他のコンデンサにくらべて弱点を有していることは
周知である。そこで電力変換装置の日常点検の際に、平
滑コンデンサの液洩れやケースの変形などの点検を同時
に行い、更に静電容量の測定や絶縁抵抗の測定などを定
期的に行って、当該平滑コンデンサの良否や寿命の判定
などを行っていた。
ら、他のコンデンサにくらべて弱点を有していることは
周知である。そこで電力変換装置の日常点検の際に、平
滑コンデンサの液洩れやケースの変形などの点検を同時
に行い、更に静電容量の測定や絶縁抵抗の測定などを定
期的に行って、当該平滑コンデンサの良否や寿命の判定
などを行っていた。
しかしながら、上述した日常点検のみで平滑コンデンサ
の寿命を判断するのは困難であるし、定期的な電気諸量
の測定は、その都度装置を停止し、かつ、当該平滑コン
デンサを回路から切離さねばならないことから、作業が
繁雑になって手間がかかるので、点検間隔も長くなるし
、正確な寿命判定をし難い不都合があった。
の寿命を判断するのは困難であるし、定期的な電気諸量
の測定は、その都度装置を停止し、かつ、当該平滑コン
デンサを回路から切離さねばならないことから、作業が
繁雑になって手間がかかるので、点検間隔も長くなるし
、正確な寿命判定をし難い不都合があった。
そこでこの発明の目的は、電力変換装置に使用している
平滑コンデンサの静電容量が適正であるか否かを、当該
電力変換装置が始動するたびごとに自動的に判断するこ
とで、その寿命を判定しようとするものである。
平滑コンデンサの静電容量が適正であるか否かを、当該
電力変換装置が始動するたびごとに自動的に判断するこ
とで、その寿命を判定しようとするものである。
上記の目的を達成するために、この発明の寿命判定回路
は、交流を直流に変換する整流器と、この整流器の直流
出力側に、限流抵抗と短絡スイッチとの並列回路を介し
て接続している平滑コンデンサと、この平滑コンデンサ
でリップル分を除去した直流を交流に変換するインバー
タとで構成している電力変換装置において、前記平滑コ
ンデンサの端子電圧を検出する手段と、前記整流器の直
流出力電圧よりも低い値の第１設定電圧を設定する手段
と、この第１設定電圧よりも低い値の第２設定電圧を設
定する手段と、これらコンデンサ端子電圧と第１設定電
圧とを比較する第１比較手段と、コンデンサ端子電圧と
第２設定電圧とを比較する第２比較手段と、前記短絡ス
イッチが開の状態で、前記整流器に所定の交流電圧を印
加したときに、前記第２比較手段が動作してから第１比
較手段が動作するまでの時間を計測して、この計測時間
の長短から前記平滑コンデンサの良否を判定する判定手
段とを備えるものとする。
は、交流を直流に変換する整流器と、この整流器の直流
出力側に、限流抵抗と短絡スイッチとの並列回路を介し
て接続している平滑コンデンサと、この平滑コンデンサ
でリップル分を除去した直流を交流に変換するインバー
タとで構成している電力変換装置において、前記平滑コ
ンデンサの端子電圧を検出する手段と、前記整流器の直
流出力電圧よりも低い値の第１設定電圧を設定する手段
と、この第１設定電圧よりも低い値の第２設定電圧を設
定する手段と、これらコンデンサ端子電圧と第１設定電
圧とを比較する第１比較手段と、コンデンサ端子電圧と
第２設定電圧とを比較する第２比較手段と、前記短絡ス
イッチが開の状態で、前記整流器に所定の交流電圧を印
加したときに、前記第２比較手段が動作してから第１比
較手段が動作するまでの時間を計測して、この計測時間
の長短から前記平滑コンデンサの良否を判定する判定手
段とを備えるものとする。
この発明は、電力変換装置を始動する際には、先ず平滑
コンデンサに所定電圧を印加してこれを充電するのを利
用して、この充電により電圧が上昇する際の電圧計測点
をあらかじめ２点定めておき、この第１点から第２点に
到達するまでの時間が、あらかじめ設定していた値より
も長くかかるとき、この平滑コンデンサに異常を生じた
と判定して警報を発するようにしたものである。
コンデンサに所定電圧を印加してこれを充電するのを利
用して、この充電により電圧が上昇する際の電圧計測点
をあらかじめ２点定めておき、この第１点から第２点に
到達するまでの時間が、あらかじめ設定していた値より
も長くかかるとき、この平滑コンデンサに異常を生じた
と判定して警報を発するようにしたものである。
第１図は本発明の実施例をあられした回路図である。
この第１図において、整流器４とインバータ８、および
これら整流器４の直流側とインバータ８の直流側とを結
合している、いわゆる直流中間回路に接続している平滑
コンデンサ７とで電力変換装置を構成しており、整流器
４に交流電力を入力すると、インバータ８から所望の電
圧と周波数の交流電力を出力して、交流電動機９を可変
速駆動する。
これら整流器４の直流側とインバータ８の直流側とを結
合している、いわゆる直流中間回路に接続している平滑
コンデンサ７とで電力変換装置を構成しており、整流器
４に交流電力を入力すると、インバータ８から所望の電
圧と周波数の交流電力を出力して、交流電動機９を可変
速駆動する。
上述の構成の電力変換装置を始動するにあたっては、短
絡スイッチ６を開状態にしておき、遮断器３を投入する
と、交流電源２からの電圧が整流器４に印加されるので
、整流器４は入力交流電圧に見合った直流電圧を出力し
て、平滑コンデンサ７の充電を開始するのであるが、短
絡スイッチ６が開であることから、平滑コンデンサ７の
充電は、限流抵抗５を介して行われる。このときの平滑
コンデンサ７の電圧ＶＣは下記の（１）式に示すように
、時間の経過とともに指数関数的に上昇する。ただし■
３は交流電源２の線間電圧、Ｃは平滑コンデンサ７の静
電容量、Ｒは限流抵抗５の抵抗値、ｔは遮断器３投入時
点からの経過時間であり、整流器４は、３相交流を全波
整流する構成のものとする。
絡スイッチ６を開状態にしておき、遮断器３を投入する
と、交流電源２からの電圧が整流器４に印加されるので
、整流器４は入力交流電圧に見合った直流電圧を出力し
て、平滑コンデンサ７の充電を開始するのであるが、短
絡スイッチ６が開であることから、平滑コンデンサ７の
充電は、限流抵抗５を介して行われる。このときの平滑
コンデンサ７の電圧ＶＣは下記の（１）式に示すように
、時間の経過とともに指数関数的に上昇する。ただし■
３は交流電源２の線間電圧、Ｃは平滑コンデンサ７の静
電容量、Ｒは限流抵抗５の抵抗値、ｔは遮断器３投入時
点からの経過時間であり、整流器４は、３相交流を全波
整流する構成のものとする。
Ｖｃ ＝１．３５ ・ Ｖｓ ・ （１−と ｃ
″′ ）−〜−−−−−（１）この平滑コンデンサ７の
電圧Ｖｃを、たとえば抵抗２１と２２とにより分圧して
検出し、この検出電圧を第１比較器２３と第２比較器２
４とに入力する。
″′ ）−〜−−−−−（１）この平滑コンデンサ７の
電圧Ｖｃを、たとえば抵抗２１と２２とにより分圧して
検出し、この検出電圧を第１比較器２３と第２比較器２
４とに入力する。
一方、交流電源２の電圧Ｖｓを、変圧器１１と整流器１
２ならびにフィルタ１３とにより平滑な直流電圧に変換
し、抵抗１４．１５．１６により所望の直流電圧に分圧
し、抵抗１４と１５との接続点から、検出する高い方の
電圧、すなわち第１設定電圧を取出して第１比較器２３
に入力する。また抵抗１５と１６との接続点から、上記
の第１設定電圧より低い値の電圧、すなわち第２設定電
圧を取出して、これを第２比較器２４に入力する。
２ならびにフィルタ１３とにより平滑な直流電圧に変換
し、抵抗１４．１５．１６により所望の直流電圧に分圧
し、抵抗１４と１５との接続点から、検出する高い方の
電圧、すなわち第１設定電圧を取出して第１比較器２３
に入力する。また抵抗１５と１６との接続点から、上記
の第１設定電圧より低い値の電圧、すなわち第２設定電
圧を取出して、これを第２比較器２４に入力する。
電力変換装置を始動するべく遮断器３を投入することで
平滑コンデンサ７の充電を開始すると、当該平滑コンデ
ンサ７の電圧は（１）式に従って上昇して、まず第２設
定電圧に到達すると、第２比較器２４が動作して判定回
路２５に信号を送出する。さらに時間が経過して、平滑
コンデンサ７の電圧が第１設定電圧に到達すると、第１
比較器２３が判定回路２５へ動作信号を送出する。なお
、平滑コンデンサ７の充電が完了して所定値になれば、
短絡スイッチ６が閉路して限流抵抗５を短絡し、当該電
力変換装置はいつでも運転開始できる状態となる。
平滑コンデンサ７の充電を開始すると、当該平滑コンデ
ンサ７の電圧は（１）式に従って上昇して、まず第２設
定電圧に到達すると、第２比較器２４が動作して判定回
路２５に信号を送出する。さらに時間が経過して、平滑
コンデンサ７の電圧が第１設定電圧に到達すると、第１
比較器２３が判定回路２５へ動作信号を送出する。なお
、平滑コンデンサ７の充電が完了して所定値になれば、
短絡スイッチ６が閉路して限流抵抗５を短絡し、当該電
力変換装置はいつでも運転開始できる状態となる。
判定回路２５は、第２比較器２４からの信号と、第１比
較器２３からの信号との時間間隔を計測する一方で、前
述（１）式から、平滑コンデンサ７の電圧が第２設定電
圧から第１設定電圧に上昇するまでに要する時間を演算
し、この演算時間と計測時間とを比較し、計測時間の方
がある程度以上に長い場合には、当該平滑コンデンサ７
に異常ありと判定して、表示器２６により異常表示を行
う。
較器２３からの信号との時間間隔を計測する一方で、前
述（１）式から、平滑コンデンサ７の電圧が第２設定電
圧から第１設定電圧に上昇するまでに要する時間を演算
し、この演算時間と計測時間とを比較し、計測時間の方
がある程度以上に長い場合には、当該平滑コンデンサ７
に異常ありと判定して、表示器２６により異常表示を行
う。
第２図は第１図に示す実施例回路において、電力変換装
置を始動する際の動作波形をあられした図であって、第
２図（イ）は平滑コンデンサ７の電圧Ｖｃの変化、第２
図（ロ）は第２比較！Ｓ２４の出力の変化、第２図（ハ
）は第１比較器２３の出力の変化を、それぞれがあられ
している。
置を始動する際の動作波形をあられした図であって、第
２図（イ）は平滑コンデンサ７の電圧Ｖｃの変化、第２
図（ロ）は第２比較！Ｓ２４の出力の変化、第２図（ハ
）は第１比較器２３の出力の変化を、それぞれがあられ
している。
この第２図において、電力変換装置が始動を開始する時
点、すなわち遮断器３を投入する時点がＴｏであって、
この１０時点から平滑コンデンサ７の電圧は（１）式に
示す指数関数で上昇を開始するが、この１０時点では第
１比較器２３と第２比較器２４は、ともにその出力はＬ
信号である。
点、すなわち遮断器３を投入する時点がＴｏであって、
この１０時点から平滑コンデンサ７の電圧は（１）式に
示す指数関数で上昇を開始するが、この１０時点では第
１比較器２３と第２比較器２４は、ともにその出力はＬ
信号である。
Ｔ１なる時点で平滑コンデンサ７の電圧が第２設定電圧
に到達して、第２比較器２４の出力がＬ信号からＨ信号
に変化して、判定回路２５は時間の計測を開始する。さ
らにＴ１時点で平滑コンデンサ７の電圧が第１設定電圧
に到達すると、第１比較器２３の出力がＬ信号からＨ信
号に変化して、判定回路２５は時間の計測を終了する。
に到達して、第２比較器２４の出力がＬ信号からＨ信号
に変化して、判定回路２５は時間の計測を開始する。さ
らにＴ１時点で平滑コンデンサ７の電圧が第１設定電圧
に到達すると、第１比較器２３の出力がＬ信号からＨ信
号に変化して、判定回路２５は時間の計測を終了する。
ここで計測時間と演算時間の比較を行って、当該平滑コ
ンデンサ７が正常であるか否かの判定を行う。
ンデンサ７が正常であるか否かの判定を行う。
〔発明の効果］
この発明によれば、電力変換装置が始動するたびごとに
、平滑コンデンサ充電時の電圧上昇時間を計測し、この
時間の長短から、当該平滑コンデンサが正常であるか否
かを判定できるように回路を構成している。それ故、寿
命の判定が困難な従来の目視検査を排除できるので、平
滑コンデンサのパンクによる電力変換装置の停止や、当
該平滑コンデンサの早期交換により無駄な費用の発生を
回避できる。さらに電力変換装置の始動のたびごとに自
動的な判定を行えることから、計測の手間を省略できる
効果も合わせて有する。
、平滑コンデンサ充電時の電圧上昇時間を計測し、この
時間の長短から、当該平滑コンデンサが正常であるか否
かを判定できるように回路を構成している。それ故、寿
命の判定が困難な従来の目視検査を排除できるので、平
滑コンデンサのパンクによる電力変換装置の停止や、当
該平滑コンデンサの早期交換により無駄な費用の発生を
回避できる。さらに電力変換装置の始動のたびごとに自
動的な判定を行えることから、計測の手間を省略できる
効果も合わせて有する。
第１図は本発明の実施例をあられした回路図であり、第
２図は第１図に示す実施例回路において電力変換装置を
始動する際の動作波形をあられした図である。 ２・・・交流電源、３・・・遮断器、４，１２・・・整
流器、５・・・限流抵抗、６・・・短絡スイッチ、７・
・・平滑コンデンサ、８・・・インバータ、９・・・交
流電動機、１１・・・変圧器、１３・・・フィルタ、１
４．１５．１６．２１．２２・・・抵抗、２３・・・第
１比較器、２４・・・第２比較器、２５・・・判定暮 図
２図は第１図に示す実施例回路において電力変換装置を
始動する際の動作波形をあられした図である。 ２・・・交流電源、３・・・遮断器、４，１２・・・整
流器、５・・・限流抵抗、６・・・短絡スイッチ、７・
・・平滑コンデンサ、８・・・インバータ、９・・・交
流電動機、１１・・・変圧器、１３・・・フィルタ、１
４．１５．１６．２１．２２・・・抵抗、２３・・・第
１比較器、２４・・・第２比較器、２５・・・判定暮 図
Claims (1)
- １）交流を直流に変換する整流器と、この整流器の直流
出力側に、限流抵抗と短絡スイッチとの並列回路を介し
て接続している平滑コンデンサと、この平滑コンデンサ
でリップル分を除去した直流を交流に変換するインバー
タとで構成している電力変換装置において、前記平滑コ
ンデンサの端子電圧を検出する手段と、前記整流器の直
流出力電圧よりも低い値の第１設定電圧を設定する手段
と、この第１設定電圧よりも低い値の第２設定電圧を設
定する手段と、これらコンデンサ端子電圧と第１設定電
圧とを比較する第１比較手段と、コンデンサ端子電圧と
第２設定電圧とを比較する第２比較手段と、前記短絡ス
イッチが開の状態で、前記整流器に所定の交流電圧を印
加したときに、前記第２比較手段が動作してから第１比
較手段が動作するまでの時間を計測して、この計測時間
の長短から前記平滑コンデンサの良否を判定する判定手
段とを備えていることを特徴とする電力変換装置用平滑
コンデンサの寿命判定回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085261A JPH02266820A (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 電力変換装置用平滑コンデンサの寿命判定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085261A JPH02266820A (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 電力変換装置用平滑コンデンサの寿命判定回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266820A true JPH02266820A (ja) | 1990-10-31 |
Family
ID=13853634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1085261A Pending JPH02266820A (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 電力変換装置用平滑コンデンサの寿命判定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02266820A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07163045A (ja) * | 1993-12-01 | 1995-06-23 | Fuji Electric Co Ltd | インバータ装置 |
| JPH0840184A (ja) * | 1994-07-26 | 1996-02-13 | Sensor Technol Kk | 乗員保護装置の診断システム |
| JPH09113564A (ja) * | 1995-10-23 | 1997-05-02 | Mitsumi Electric Co Ltd | 遅延用コンデンサ耐圧チェック方法及び半導体集積回路 |
| CN102064597A (zh) * | 2009-11-13 | 2011-05-18 | 松下电器产业株式会社 | 蓄电装置 |
| JP2018004523A (ja) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 東洋電機製造株式会社 | コンデンサ状態判定装置 |
| WO2022209975A1 (ja) * | 2021-04-02 | 2022-10-06 | 株式会社デンソー | 劣化判定装置、および、電力変換装置 |
-
1989
- 1989-04-04 JP JP1085261A patent/JPH02266820A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07163045A (ja) * | 1993-12-01 | 1995-06-23 | Fuji Electric Co Ltd | インバータ装置 |
| JPH0840184A (ja) * | 1994-07-26 | 1996-02-13 | Sensor Technol Kk | 乗員保護装置の診断システム |
| JPH09113564A (ja) * | 1995-10-23 | 1997-05-02 | Mitsumi Electric Co Ltd | 遅延用コンデンサ耐圧チェック方法及び半導体集積回路 |
| CN102064597A (zh) * | 2009-11-13 | 2011-05-18 | 松下电器产业株式会社 | 蓄电装置 |
| JP2011109745A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Panasonic Corp | 蓄電装置 |
| JP2018004523A (ja) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 東洋電機製造株式会社 | コンデンサ状態判定装置 |
| WO2022209975A1 (ja) * | 2021-04-02 | 2022-10-06 | 株式会社デンソー | 劣化判定装置、および、電力変換装置 |
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