JPH0556628A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH0556628A
JPH0556628A JP3215769A JP21576991A JPH0556628A JP H0556628 A JPH0556628 A JP H0556628A JP 3215769 A JP3215769 A JP 3215769A JP 21576991 A JP21576991 A JP 21576991A JP H0556628 A JPH0556628 A JP H0556628A
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Akio Hirata
昭生 平田
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電力変換装置自身の部品劣化など
についての保守点検情報を電力変換装置内部に設けた部
品劣化検出回路より出力し、部品劣化事故発生前の定期
点検などで予防保全的に劣化部品を交換することができ
る電力変換装置を提供することを目的とする。 【構成】 産業用に使用される直流を交流、交流を直
流、交流を交流に変換する電力変換装置において、その
装置自身や少くとも1部の使用部品について、電圧印加
時間積算値或いは運転時間積算値が、その部品の期待寿
命周期或いは期待点検周期に対し比較できる部品劣化検
出手段を設け、前記期待寿命周期或いは期待点検周期の
所定時間以前に保守点検のための事前の保守点検情報を
出力することを特徴とする電力変換装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力変換装置自身の部
品劣化などについての保守点検情報を電力変換装置内部
に設けた部品劣化検出回路より出力し、部品劣化事故発
生前の定期点検などで予防保全的に劣化部品を交換する
ことができる電力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明が適用される電力変換装置の一例
として、無停電源装置があげられる。以下無停電電源装
置を引用して従来技術を説明する。
【0003】無停電電源装置は、例えば東芝レビュ―1
991,VOL.46,NO.6の特集号などに述べら
れているように、高度情報通信システムを支えるキ―コ
ンポネントとして、24時間,365日間稼動が要求さ
れており、万一部品劣化などで故障停止すると、銀行の
オンラインシステムの停止など社会的混乱を発生する可
能性があ、部品劣化などによる故障停止を防止するため
に、定期点検などで予防保全的に劣化部品を交換するこ
とは非常に重要である。しかし、無停電電源装置は多数
の部品より構成されており、短時間の定期点検で劣化部
品を調査し、交換することは不可能である。又、定期点
検期間が日本共通の休日(例えば年末年始)などに集中
するため、保守点検員の確保の上でも予防保全的劣化部
品を調査交換することが難しい。
【0004】図4は無停電電源装置のブロック図を示す
る。この図で11は交流入力端子、12は入力スイッ
チ、13は保護ヒュ―ズ、14は交流を直流に変換する
コンバ―タ、15はフィルタコンデンサ、16は直流を
交流に変換するインバ―タ、17は出力変圧器、18は
交流フィルタコンデンサ19は出力スイッチ、20は交
流出力端子、21は冷却ファン、22は制御回路、SU〜
SZは半導体素子、DU〜DZはダイオ―ドである。この図1
で、交流入力端子11より入力した交流電力を入力スイ
ッチ12及び保護ヒュ―ズ13を介してコンバ―タ14
で、半導体素子SU〜SZとダイオ―ドDU〜DZの作用で直流
電力に変換し、これをフィルタコンデンサ15で平滑化
して、インバ―タ16で再び交流電力に変換し、出力変
圧器17で絶縁した交流電力は交流フィルタコンデンサ
18で高調波成分を除去され、出力スイッチ19を介し
て交流出力端子20より出力される。また冷却ファン2
1はコンバ―タ14やインバ―タ15の半導体素子SU〜
SZやダイオ―ドDU〜DZの発生熱を冷却し、制御回路22
は出力する交流電力の安定化など無停電電源全体を制御
する。
【0005】図4では蓄電池を図示していないが、無停
電電源装置は主要部品を示すだけでも、この図に示すよ
うに沢山の部品より構成されており、例えば無停電電源
装置の期待寿命を10〜15年とすると、この期待寿命
の期間に劣化し交換が必要となる有限寿命部品が沢山使
用されている。このため個々の無停電電源装置につい
て、それぞれの部品交換の可否を、それぞれの無停電電
源装置の運転経歴より調査して、予防保全的に部品交換
を行うことは不可能であり、限られた定期点検期間に限
られた部品について劣化の有無を調査して、劣化部品を
交換することができないのが現状である。
【0006】図4では無停電電源装置の主要部品の一部
のみを図示したが、制御回路22の内部だけでも一般に
数千個、コンバ―タ14やインバ―タ15の内部で数百
個の部品が使用されており、それぞれの部品の寿命によ
る劣化や絶縁耐力の低下などを全て調査することは時間
的にも、保守点検員の人的な面からも非常に大変な作業
である。
【0007】この為、高信頼性を要求される無停電電源
装置であっても、その使用部品の劣化による故障停止を
防止することができず、社会的要請である高信頼性電源
としての使命を充分に達成することが難しかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図4を引用して、従来
技術を説明したように、無停電電源装置のように高信頼
性を要求される電力変換装置は、その電力変換装置の期
待される信頼性を発揮するために、定期点検などで劣化
部品を調査して、交換し部品劣化等の故障停止を防止し
なければならない。このためには劣化部品の調査を充分
に行う必要があるが下記の点から出来なかった。 (1) 電力変換装置を構成する部品が非常に数多く、これ
ら個々の部品の劣化の有無を調査するには非常に長時間
かかる。
【0009】(2) 高信頼性を要求される電力変換装置で
あれば、それだけ停止して点検することが難しくなり、
定期点検で部品劣化を調査しようとしても点検期間も少
なく、点検周期も長くなり、要求される信頼性と定期点
検の条件が相反する問題があった。
【0010】(3) 日本の一般的習慣として、定期点検が
特定時期に集中するため、多数の電力変換装置を同時に
点検して、劣化部品を予防保全的に交換することは、保
守点検員の確保の面からも物理的に困難である。
【0011】(4) 電力変換装置の主要部品など(例えば
冷却ファン)にセンサ―(ベアリングの振動検出器)な
どを取付けて予防保全的に自動監視する手段も考えられ
るが部品価格との比較で現状技術では非常に割高となり
実現困難である。
【0012】(5) 以上の点から電力変換装置の期待寿命
が10〜15年の間に部品の劣化による故障停止事故を
定期点検での予防保全的な部品交換で防止することは、
非常に難しい問題で従来技術では解決できなかった。
【0013】従って、本発明は前述の点に鑑みなされた
ものであって、電力変換装置の内部に設けた部品劣化検
出回路の保守点検情報によって、予防保全的に部品交換
を行って、部品劣化による故障停止を防止することがで
きる信頼性の高い電力変換装置を提供することを目的と
する。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明を適用する電力変換装置は、図1にその構成
を示すように、部品劣化検出回路23を設け、部品劣化
検出回路23は図2にその一実施例を示すように、各使
用部品の期待寿命設定器234 で設定される期待寿命設
定値と、各使用部品への電圧印加または電力変換装置の
運転時間に対応する時間積算計233 との出力を比較し
て、比較器236 では部品交換周期の事前情報出力を、
比較器237 では部品交換周期の超過情報を出力し、こ
の出力信号を電力変換装置の内部或いは外部に設けた情
報表示器24に使用部品の交換周期についての保守点検
情報として出力することを特徴とするものである。
【0015】
【作用】前述の如く構成することにより、例えば電力変
換装置の或る部品の期待寿命が過去の運転実績、信頼性
試験デ―タ等から50,000時間の場合に、期待寿命
設定器234 を50,000時間に設定し、時間積算計
233 の積算時間と比較する。事前情報設定値235
5,000時間に設定すると、時間積算計23の積
算時間が期待寿命時間に達する約7カ月前に比較器23
でこれを検出して部品交換周期の事前情報出力を情
報表示器24に表示し、予防保全による部品交換の必要
性を出力することができる。また部品交換周期の事前情
報が出力されたにも拘らず約7カ月放置されると、比較
器237 の作用によって、部品交換周期超過の出力を表
示器24に出力して、部品劣化による故障停止を防止す
るために速やかな部品交換を行うような働きかけを行う
ことができる。過去の電力変換装置の使用実績から、各
使用部品についての期待寿命を設定することは可能な技
術であり、また特定の使用部品についての絶縁抵抗値測
定周期の設定なども可能であるため、主に有限寿命の部
品について図2で述べたような寿命判定を行うことによ
って、電力変換装置の各部品についての保守点検情報を
電力変換装置自身が出力表示でき、保守点検の簡略化と
部品劣化による故障停止を防止できる。
【0016】
【実施例】以下本発明の一実施例を図1及び図2のブロ
ック図を参照して説明する。図1において、23は部品
劣化検出回路、24は情報表示器であり、図4と同一番
号で表示した他の回路構成要素は同一機能の回路構成要
素でありその説明は省略する。又図1の部品劣化検出回
路23の機能を説明するために、図2を引用して説明す
る。図2は部品劣化検出回路23の具体的一例を示すブ
ロック図である。
【0017】図2において、231 は入力端子、232
は時計回路、233 は時間積算計、234 は期待寿命設
定値を設定する期待寿命設定器、235 は事前情報設定
値を設定する事前情報設定器、236 ,237 は比較
器、238 ,239 は出力端子で2310はリセット端子
である。
【0018】次に、図1、図2を参照して本発明の作用
を説明する。前述の図4と同一の無停電電源装置におい
て、部品劣化検出回路23と情報表示器24を本発明で
は設けているが、図2で、部品劣化検出回路23の作用
として、入力端子231 より各部品の電圧印加時間或い
は各部品の運転時間に対応する信号を入力する。時計回
路232 の信号と入力端子231 の信号より時間積算計
233 が各部品の電圧印加時間或いは運転時間を積算す
る。期待寿命設定器234 でそれぞれの部品の過去の運
転実績や信頼性試験デ―タより求めた期待寿命時間を設
定する。又、期待寿命時間よりどれ位前に事前情報を出
すかの時間設定値を事前情報設定器235 で設定する。
【0019】期待寿命設定器234 の設定時間に対し
て、時間積算計233 の積算時間が事前情報設定器23
5 の設定値だけ少ない値になると、比較器236 がこれ
を検出して出力端子238に事前情報を出力する。また
時間積算計233 の積算時間が期待寿命設定器234
設定値に等しくなるとこれを比較器237 で検出して、
出力端子239 に部品交換周期超過したことを出力す
る。
【0020】これら出力端子238 又は239 の出力信
号を情報表示器24で表示することにより、各部品の交
換についての事前情報を出力し、また部品交換がされず
期待寿命周期が超過すると、部品交換周期超過の出力表
示を行うことができる。部品交換が行われるとリセット
端子2310より信号が入力され時間積算計233 がリセ
ットされるため部品交換と共に時間積算計233 の積算
時間が零にされ、再び同様に作用する。
【0021】本発明の部品劣化検出回路23の作用をよ
り理解し易くするため、図3を引用して説明する。図3
で横軸は部品の電圧印加時間或いは運転時間T、縦軸は
時間積算計233 の積算時間Hとする。又部品(A) の期
待寿命周期をA1 、部品(B)の期待寿命周期をB1 とす
る。更に、積算時間A2 及びB2 でそれぞれ部品交換の
事前情報を出力する積算時間とする。時刻t0 で無停電
電源装置を運転開始して、時間積算計233 の積算時間
が時刻t11で部品(A) の部品交換の事前情報設定値A2
に達するまで、時刻t11より部品(A) についての部品交
換の事前情報を出力する。時刻t12で期待寿命周期A1
を超えるため、部品(A) の交換周期超過の表示を開始
し、時刻t13で部品(A) が交換されたため、これらの表
示はリセットされ、この時点より時間積算計233 はリ
セットされた後再び時間の積算を開始して、同様に時刻
t14で部品(A) の部品交換事前情報を出力し再び部品
(A) の期待寿命周期A1 になる以前の時刻t15で部品
(A) を交換すると、再びこの時点で時間積算計233
積算時間がリセットされる。
【0022】部品(B) についても同様に時間積算計23
3 の積算時間がB2 となる時刻t21で部品(B) の交換の
事前情報を出力し、積算時間がB1 になる時刻t22から
部品交換周期超過の情報を出力する。このように、部品
毎に期待寿命設定器234 にて期待寿命周期を設定し、
事前情報設定器235 に例えば5000時間を設定して
A1 ―A2 =B1 ―B2 =5000とすると、部品(A)
及び部品(B) についてそれぞれの部品について約7カ月
前に事前情報を出力することができる。
【0023】無停電電源装置の期待寿命期間以内に部品
交換が必要な部品の少くとも1部の部品について、部品
交換の事前情報をその部品の期待寿命周期の前に出力
し、その部品の保守点検情報を部品劣化検出回路23の
作用で得ることができる。この結果、有限寿命の部品は
部品劣化検出回路23の出力した保守点検情報を利用し
て保守点検を簡略化し、確実に行うことができる。
【0024】本発明の一実施例として、前述の説明で、
期待寿命設定器234 は有限寿命部品の部品劣化に対す
る期待寿命周期を設定するとして説明したが、無停電電
源装置自身の絶縁抵抗値測定周期や装置内部の清掃やネ
ジ締付部の点検周期等を設定して、保守点検情報を同様
に出力しても良く、本発明では期待寿命設定器234
設定する設定内容を特に限定するものではなく、保守点
検情報に関係する設定値であれば良い。
【0025】尚、前述説明は、電力変換装置として無停
電電源装置を例に説明したが、可変電圧可変周波数電源
としての電力変換装置、無効電力補償用に使用される電
力変換装置、直流送電、周波数変換用として使用される
電力変換装置等一般産業用で使用される、直流を交流、
交流を直流、交流を交流に変換する電力変換装置に適用
出来るものである。
【0026】又、本発明では、発明の要旨を理解しやす
くするためハ―ドロジック構成の部品劣化検出回路23
や情報表器24として説明を行ったが、これら部品劣化
検出手段や情報表示手段をハ―ドロジック構成に限定す
るものではなく、例えばマイクロコンピュ―タを使用し
たソフト処理などによって部品劣化検出手段などを構成
することもでき、このような種々の変形例によって、無
停電電源装置自身或いはその部品について、期待寿命周
期や保守点検周期の事前情報やその周期超過情報を出力
することが出来る。
【0027】更に、情報表示器24あるいは情報表示手
段を装置内部に設けるか装置外部に設けるかも本発明で
は限定するものではなく、保守点検情報を把握できる構
成であればよい。
【0028】更に又、本発明の他の実施例として、使用
部品の全てについて図2により説明した期待寿命周期の
事前情報や周期超過情報を出力するのではなく、類似の
期待寿命周期の部品は一括して、或いは制御回路基板等
の回路単位等で保守点検情報を出力するようにしても本
発明の効果を同様に得ることができることは説明するま
でもなく明らかである。その他本発明の要旨を変更しな
い範囲で種々設計変更して実施出来るものである。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば以下の効果を得ることが出来る電力変換装置を
提供できる。
【0030】(1) 電力変換装置の構成部品数が非常に多
くても、個々の主要部品や同種部品単位或いは回路単位
等で、部品劣化や保守点検の事前情報を期待寿命周期或
いは期待点検周期以前に事前情報として出力できる。
【0031】(2) この結果、期待寿命周期或いは期待点
検周期以前に保守点検のための事前情報が出力されるか
ら、交換部品の準備などの事前準備が可能になり、短時
間での保守点検が、保守点検情報を利用して行うことが
できる。
【0032】(3) 又、電力変換装置の部品の期待寿命周
期や期待点検周期を超えても保守が行われなかった部品
についてはその周期超過の保守点検情報を出力表示でき
るから電力変換装置のユ―ザ側でも、これらの保守点検
情報を利用して、保守点検計画を設定し、速かに処置す
ることができる。
【0033】(4) 電力変換装置の使用部品の部品品質の
バラツキが非常に少くなって来ているので、本発明の実
施によって、各部品について予防保全を行っても、各部
品にセンサ―を設けて予防保全を行うより安価で容易で
信頼性良く部品の予防保全をおこなうことができ、電力
変換装置の期待寿命の期間、前記保守点検情報を利用し
て適切な保守点検を行い信頼性の高い電力変換装置とし
て運用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電力変換装置の一実施例を単線結線で
示したブロック図。
【図2】本発明で使用される部品劣化検出回路の一実施
例を示すブロック図。
【図3】本発明で使用される部品劣化検出回路の作用を
説明するための図。
【図4】従来の電力変換装置の構成図。
【符号の説明】
11 …交流入力 12 …入力スイ
ッチ 13 …保護ヒュ―ズ 14 …コンバ―
タ 15 …フィルタコンデンサ 16 …インバ―
タ 17 …出力変圧器 18 …ACフィ
ルタコンデンサ 19 …出力スイッチ 20 …交流出力 21 …冷却ファン 22 …制御回路 23 …部品劣化検出回路 24 …情報表示
器 SU〜SZ…半導体素子 DU〜DZ…ダイオ―
ド 231 …入力端子 232 …時計回路 233 …時間積算計 234 …期待寿命
設定値 235 …事前情報設定値 236 …比較器 237 …比較器 238 …出力端子 239 …出力端子 2310…リセット
端子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 産業用に使用される直流を交流、交
    流を直流、交流を交流に変換する電力変換装置におい
    て、その装置自身や少くとも一部の使用部品について、
    電圧印加時間積算値或いは運転時間積算値が、その部品
    の期待寿命周期或いは期待点検周期に対し比較できる部
    品劣化検出手段を設け、前記期待寿命周期或いは期待点
    検周期の所定時間以前に保守点検のための事前の保守点
    検情報を出力することを特徴とする電力変換装置。
  2. 【請求項2】 前記電圧印加時間積算値或いは運転
    時間積算値が、前記期待寿命周期或いは期待点検周期を
    超過した時、周期超過の保守点検情報を出力することを
    特徴とする請求項第1項記載の電力変換装置。
JP3215769A 1991-08-28 1991-08-28 電力変換装置 Pending JPH0556628A (ja)

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