JPH04305172A - 平滑コンデンサの寿命判定回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電力回生装置等に使
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。

【０００２】

【従来の技術】図２に従来の電力回生装置４Ａの回路を
示す。直流入出力端子Ｐ２Ｎ２はインバータ装置２にお
ける、インバータ部９の直流入力側の端子Ｐ，Ｎに接続
され、交流電動機３の力行時にはコンデンサ７より平滑
にされた直流を供給し、制動時にはその制動エネルギー
を上記コンデンサ７及び電力回制装置４Ａのコンデンサ
１７をバッファとして上記交流電源１に回生する。上記
平滑コンデンサ１７は、大きな静電容量が必要なため一
般に電解コンデンサが使用される。

【０００３】ところで、電解コンデンサ１７は、他のコ
ンデンサに比べて使用中に次第に静電容量が減少するな
どの弱点を有していることは周知である。そこで電力回
生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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の平滑コンデンサ
の寿命判定は以上のごとく、行なっていたので、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、その都度イン
バータ装置及び電力回生装置を停止し、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り、かつ、正確な寿命判定
をし難いという問題点があった。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、平滑コンデンサの静電容量が
適正であるか否かを、上記平滑コンデンサを備えた装置
が始動するごとに自動的にその寿命を判定することがで
きる平滑コンデンサの寿命判定回路を得ることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る平滑コン
デンサの寿命判定回路は、交流電源からの入力を直流に
変換して出力する変換回路の直流側に挿入され、直流を
平滑にするコンデンサと、上記変換回路の出力側と上記
平滑コンデンサとの間に挿入れさた抵抗器と、上記抵抗
器に並列に挿入された開閉手段と、上記平滑コンデンサ
の端子電圧を検出する電圧検出手段と、上記変換回路の
直流出力電圧よりも低い第一の設定電圧を設定する第１
の電圧設定手段と、この第一の設定電圧よりも低い第２
設定電圧を設定する第２の電圧設定手段と、上記平滑コ
ンデンサの端子電圧と第１の設定電圧及び第２の設定電
圧のそれぞれとを比較する第１及び第２の比較手段と、
上記開閉手段が開の状態で上記変換回路に所定の交流電
圧を印加したときに、上記第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、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コ
ンデンサ良否判定手段とを備えたものである。

【０００７】

【作用】この発明における電圧検出手段は始動に際に、
先ず変換回路に所定電圧を印加して平滑コンデンサを直
列に挿入された抵抗器を介して充電する場合における上
記平滑コンデンサの端子電圧を検出し、第１及び第２の
電圧設定手段は上記平滑コンデンサの最終到達端子電圧
より低い値に、かつ第１設定電圧＞第２設定電圧に設定
しておき、第１及び第２の比較手段のそれぞれは上記平
滑コンデンサの端子電圧と上記第１及び第２電圧設定手
段により設定され、出力される第１及び第２の設定電圧
とを比較し、それぞれ一致した場合に比較信号を出力し
、計測手段は上記第１及び第２の比較手段に出力する比
較信号の時間差を計測し、コンデンサ良否判定手段は上
記計測時間の長短により上記平滑コンデンサの良否を判
定する。

【０００８】

【実施例】実施例１．この発明の一実施例を図１により
説明する。　　図中、従来例と同じ符号で示されたもの
は従来例のそれと同一もしくは同等なものを示す。

【０００９】図において、電力回生装置４はその回路部
を外付タイプのケースに収納され、インバータ装置２に
接続される。３０は平滑コンデンサ１７の寿命判定回路
であり、３１、３２は平滑コンデンサ１７の端子間に直
列に接続された抵抗器であり、抵抗器３１、３２により
、平滑コンデンサ１７の端子間電圧を検出する電圧検出
手段を構成する。３３は電源電圧１を全波整流するダイ
オードブリッジにて構成されたコンバータ部、３４〜３
６は抵抗器の直列体であり、上記コンバータ部３３及び
抵抗器３４〜３６により第１及び第２の電圧設定手段を
構成し、上記抵抗器３４と３５間より第１の設定電圧を
、抵抗器３５と３６間より第２の設定電圧を出力する。 ３７、３８はそれぞれ抵抗器３１、３２の接続点から出
力される平滑コンデンサ１７の検出電圧値と上記第１及
び第２の設定電圧と比較し、一致したら信号を出力する
第１及び第２の比較手段として比較器、３９は第１の比
較手段が信号を出力してから第２の比較手段が信号を出
力するまでの時間を計測し、所定時間を超えたら警報信
号を出力するコンデンサ良否判定手段としての判定回路
であり、二つの入力のうち一方がＯＮで、他方がＯＦＦ
の場合にのみ出力するゲート素子４０と、ゲート素子４
０が信号を出力する間の時間をカウントし、カウント値
が所定値を超えたら警報信号を出力するカウンタ４１か
ら構成される。なおカウンタ４０は入力がＯＦＦされる
とリセットされる。４２は警報信号入力により平滑コン
デンサ１７の寿命到達を表示する表示器である。

【００１０】次に、動作について説明する。上述の構成
の電力回生装置４を始動するにあたっては、コンタクタ
１８ａ及び１８ｂを開状態にしておき、交流電源１を投
入する。コンバータ部１２は、入力交流電圧に見合った
直流電圧を印加して、平滑コンデンサ１７の充電を開始
するのであるが、コンタクタ１８ａが開であることから
、平滑コンデンサ１７の充電は、制限抵抗１６を介して
行われる。このときの平滑コンデンサ１７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ＶＳはコンバータ１２の出力
電圧、Ｃは平滑コンデンサ１７の静電容量、Ｒは制限抵
抗１６の抵抗値、ｔは電源投入時からの経過時間であり
、コンバータ部１２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−ｅーｘ）　　　　　・・・
（１）　　　　　　　　　　　　　　　　ただし、ｘ＝
ｔ／Ｃ・Ｒ　　この平滑コンデンサ１７の電圧ＶＣを、
抵抗３１、３２とにより分圧して検出し、この検出電圧
を第１比較器３７と第２比較器３８とに入力する。

【００１１】一方、交流電源１の電圧を、コンバータ部
３３により直流電圧に変換し、抵抗３４〜３６により第
１及び第２の設定電圧としての所望の直流電圧に分圧し
、抵抗３４と３５との接続点から、検出する高い方の電
圧、すなわち第１の設定電圧を取り出して第１の比較器
３７に入力する。また抵抗３５と３６との接続点から、
上記の第１の設定電圧より低い値の電圧、すなわち第２
の設定電圧を取出して、これを第２の比較器３８に入力
する。電圧回生装置４を始動するべく電源１を投入する
ことで平滑コンデンサ１７の充電を開始すると、当該平
滑コンデンサ１７の電圧は（１）式に従って上昇して、
まず第２の設定電圧に到達すると、第２の比較器３８が
動作して判定回路３９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１７の電圧が第１の設定電圧
に到達すると、第１の比較器３７が判定回路３９へ信号
を送信する。なお、平滑コンデンサ１７の充電が完了し
て所定値になれば、コンタクタ１８ａが閉路して制限抵
抗１６を短絡し、当該電力回生装置４は接点１８ｂを閉
にすることにより、いつでも運転開始できる状態となる
。

【００１２】判定回路３９は、第２の比較器３８からの
信号と、第１の比較器３７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１７
の電圧が第２の設定電圧から第１の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、計測時間の方が予め設定された所定の値以上
に長い場合には、当該平滑コンデンサ１７に異常ありと
判定して、表示器４２１により異常表示を行う。

【００１３】以上のように、この実施例によれば電圧回
生装置４が始動するたびごとに、平滑コンデンサ１７の
充電時の電圧上昇時間を計測し、この時間の長短から、
平滑コンデンサ１７が正常であるか否かを判定できる回
路構成としたので、平滑コンデンサ１７の寿命の判定が
困難な従来の目視検査を排除でき、平滑コンデンサ１７
のパンクによる電力回生装置４の停止の事故を防止すべ
く平滑コンデンサ１７の早期交換が実施し易く、かつ無
駄な費用の発生を回避できる。

【００１４】

【発明の効果】この発明によれば、平滑コンデンサを備
えた装置を始動するごとに、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
構成したので、上記装置の始動のたびごとに自動的な判
定を行え、計測の手間を省略できるものが得られるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施例によるインバータ装置、電力変換
装置及び平滑コンデンサの寿命判定回路の回路図である
。

【図２】従来のインバータ装置及び電力変換装置の回路
図である。

【符号の説明】

１　　交流電源 ２　　インバータ装置 ３　　誘導電動機 ４　　電力回生装置 ６、１０、１６　　抵抗器 ７、１７　　電解コンデンサ ９、１２　　トランジスタブリッジ ３０　　平滑コンデンサの寿命判定回路３１、３２、３
４、３５、３６　　抵抗３３　　ダイオードブリッジ ３７、３８　　第１、第２の比較器 ３９　　判定回路 ４２　　表示器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　交流電源からの入力を直流に変換して
   出力する変換回路の直流側に挿入され、直流を平滑にす
   るコンデンサと、上記変換回路の出力側と上記平滑コン
   デンサとの間に挿入れさた抵抗器と、上記抵抗器に並列
   に挿入された開閉手段と、上記平滑コンデンサの端子電
   圧を検出する電圧検出手段と、上記変換回路の直流出力
   電圧よりも低い第一の設定電圧を設定する第１の電圧設
   定手段と、この第一の設定電圧よりも低い第２設定電圧
   を設定する第２の電圧設定手段と、上記平滑コンデンサ
   の端子電圧と第１の設定電圧及び第２の設定電圧のそれ
   ぞれとを比較する第１及び第２の比較手段と、上記開閉
   手段が開の状態で上記変換回路に所定の交流電圧を印加
   したときに、上記第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、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コンデンサ
   良否判定手段とを備えたことを特徴とする平滑コンデン
   サの寿命判定回路。