JPH11174105A - 交流フィルタ回路の異常検出装置 - Google Patents

交流フィルタ回路の異常検出装置

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JPH11174105A
JPH11174105A JP9341630A JP34163097A JPH11174105A JP H11174105 A JPH11174105 A JP H11174105A JP 9341630 A JP9341630 A JP 9341630A JP 34163097 A JP34163097 A JP 34163097A JP H11174105 A JPH11174105 A JP H11174105A
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JP
Japan
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phase
capacitor
filter circuit
reactor
series
Prior art date
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Application number
JP9341630A
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English (en)
Inventor
Jun Takai
井 潤 高
Toru Aisaka
坂 亨 逢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力側に交流フィルタとして分路接続のコン
デンサを含む電力変換装置の運転中にコンデンサの静電
容量の低下を容易かつ安価に検出できる異常検出装置の
提供 【解決手段】 3相コンデンサ5Aへの3本の接続線を
貫通させた零相変流器7と、3本の接続線のうちのいず
れか1本を流れる電流を検出する相電流検出器8と、零
相変流器7および相電流検出器8の出力側にそれぞれ接
続された第1および第2のローパスフィルタ9,10
と、第1のローパスフィルタ9の出力が所定値以上また
は第2のローパスフィルタ10の出力が所定値以下とな
ったときコンデンサの容量低下と判別する判別回路1
1,12,13とを設けた交流フィルタ回路の異常検出
回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3相交流定電圧を
出力する電力変換装置の出力側に接続される交流フィル
タ回路の異常検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、3相交流定電圧を出力する電力変
換装置の出力側に接続される交流フィルタ回路のコンデ
ンサ異常は、定期的にコンデンサ自体を取り外して静電
容量を測定することによって判定していた。その場合、
各相コンデンサの電流をすべて測定し、いずれかの相の
電流低下によってコンデンサ異常を検知している。周知
のごとく電力変換装置の電圧出力は基本的には矩形波も
しくはその重畳波からなる近似正弦波からなっており、
出力側には通常、フィルタ回路が設けられる。そのた
め、フィルタ回路、特に分路コンデンサには高調波成分
が多く含まれ、コンデンサ異常の検知に際して、たとえ
コンデンサの静電容量が低下しても高調波成分のために
大した電流低下とならず、異常検出回路が正常に動作し
ない場合が多かった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は電力
変換装置の運転中にフィルタコンデンサの静電容量の低
下をできるだけ簡単な回路で検出できる、交流フィルタ
回路の異常検出装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に係る発明は、3相交流定電圧を出力する電
力変換装置の変換部と3相負荷との間に直列に接続され
たリアクトルと、このリアクトルと3相負荷との接続点
に分路に接続された3相コンデンサとを備えた交流フィ
ルタ回路において、3相コンデンサへの3本の接続線を
貫通させた零相変流器と、3本の接続線のうちのいずれ
か1本を流れる電流を検出する相電流検出器と、零相変
流器および相電流検出器の出力側にそれぞれ接続された
第1および第2のローパスフィルタと、第1のローパス
フィルタの出力が所定値以上または第2のローパスフィ
ルタの出力が所定値以下となったときコンデンサの容量
低下と判別する判別回路とを設けたことを特徴とするも
のである。
【0005】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
交流フィルタ回路の異常検出装置において、3相コンデ
ンサがデルタ結線の3個のコンデンサからなっているこ
とを特徴とするものである。
【0006】請求項3に係る発明は、請求項2に記載の
交流フィルタ回路の異常検出装置において、デルタ結線
の3個のコンデンサのそれぞれに直列にリアクトルが接
続されていることを特徴とするものである。
【0007】請求項4に係る発明は、請求項2に記載の
交流フィルタ回路の異常検出装置において、リアクトル
に直列に各相毎にコンデンサが接続されていることを特
徴とするものである。
【0008】請求項5に係る発明は、請求項4に記載の
交流フィルタ回路の異常検出装置において、デルタ結線
の3個のコンデンサのそれぞれに直列にリアクトルが接
続されていることを特徴とするものである。
【0009】請求項6に係る発明は、請求項1に記載の
交流フィルタ回路の異常検出装置において、3相コンデ
ンサがスター結線の3個のコンデンサからなっているこ
とを特徴とするものである。
【0010】請求項7に係る発明は、請求項6に記載の
交流フィルタ回路の異常検出装置において、スター結線
の3個のコンデンサのそれぞれに直列にリアクトルが接
続されていることを特徴とするものである。
【0011】請求項8に係る発明は、請求項6に記載の
交流フィルタ回路の異常検出装置において、リアクトル
に直列に各相毎にコンデンサが接続されていることを特
徴とするものである。
【0012】請求項9に係る発明は、請求項8に記載の
交流フィルタ回路の異常検出装置において、スター結線
の3個のコンデンサのそれぞれに直列にリアクトルが接
続されていることを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】(1)請求項1および請求項2に
係る発明の実施の形態 図1は請求項1に係る発明の実施の形態を示すものであ
る。3相交流定電圧を出力する電力変換装置1の変換部
2と3相負荷3との間に直列に接続されたリアクトル4
と、このリアクトル4と負荷3との接続点に分路に接続
されたデルタ結線のコンデンサ5Aとによって交流フィ
ルタ回路6が形成されている。コンデンサ5Aへの3相
接続線を流れる電流のベクトル和に相当する電流を検知
すべく3相接続線を貫通させた貫通型の零相変流器7を
設けるとともに、コンデンサ5Aへの3本の接続線のう
ち、いずれか1相の接続線を流れる電流を検知する相電
流検出器8を設けている。零相変流器7および相電流検
出器8の出力はそれぞれローパスフィルタ(LPF)9
および10を介して比較回路11および12に接続され
ている。各比較回路11,12の比較出力は判別回路1
3に入力される。
【0014】変換部2の出力電圧波形は通常は矩形波で
あり、リアクトル4およびコンデンサ5Aからなる交流
フィルタ6によって波形整形している。コンデンサ5A
の各相に流れる電流Iは次のようになる。 I=(相間電圧)÷31/2 ×ω×C ここで、ωは角周波数(=2πf) Cは相間容量×3 つまり、電流Iはコンデンサ5Aの静電容量Cに比例す
る。このため、コンデンサ5Aの静電容量が低下すると
電流Iも減少する。しかし、交流フィルタ6には変換部
2の矩形波が印加されているので、コンデンサ5Aの静
電容量の低下によって、リアクトル4およびコンデンサ
5Aからなるローパスフィルタのカットオフ周波数が増
加するため、コンデンサ5Aに流れる高調波成分が逆に
増加することになる。ローパスフィルタ9および10に
よって、零相変流器7および相電流検出器8の出力に含
まれる高調波成分を除いて電力変換装置1の出力周波数
成分を検出する。ローパスフィルタ9,10の出力レベ
ルはコンデンサ5Aの静電容量に比例するので、所定の
値以下になったことを比較回路11,12によって検出
する。
【0015】零相変流器7は3相一括の零相電流を検出
しているので、3相電流がバランスしている場合には出
力電流は0Aとなる。コンデンサ5Aのいずれか1相の
静電容量が低下すると、3相電流のバランスが崩れ、零
相変流器7に出力が生ずる。この出力が所定のレベルに
達するとローパスフィルタ9を介して比較回路11によ
って検知される。
【0016】また、コンデンサ5Aの静電容量が同じレ
ベルで低下した場合には零相変流器7では検知できない
が、その場合は相電流検出器8によって、ある1相分の
コンデンサ電流を検出し、それが所定のレベル以下に達
したことを比較回路12によって検知する。
【0017】このように比較回路11またま12の出力
が増大または減少した場合に、判別回路13によってコ
ンデンサ5Aの静電容量の低下異常の発生を判別するこ
とができる。
【0018】(2)請求項3に係る発明の実施の形態 図2は請求項3に係る発明の実施の形態を示すものであ
る。図2の装置の特徴は、交流フィルタ6を構成するデ
ルタ結線のコンデンサとして、各相毎にコンデンサ14
とそれに直列のリアクトル15が設けられていることに
ある。要素9〜13からなる異常検知装置の構成は図1
のものと変わりがない。
【0019】本発明は図2に示す主回路に適用しても全
く同様の作用効果を奏することができる。
【0020】(3)請求項4に係る発明の実施の形態 図3に請求項4に係る発明の実施の形態を示すものであ
る。図3の装置の特徴は、主回路においてリアクトル1
6に各相毎に直列にコンデンサ17が設けられているこ
とにある。要素9〜13からなる異常検知装置の構成は
図1のものと変わりがない。
【0021】本発明は図3に示す主回路に適用しても図
1の場合と全く同様の作用効果を奏することができる。
【0022】(4)請求項5に係る発明の実施の形態 図4は請求項5に係る発明の実施の形態を示すものであ
る。図4の装置の特徴は、主回路においてリアクトル1
6に各相毎に直列にコンデンサ17が設けられるととも
に、デルタ結線されるコンデンサ14に直列に各相毎に
リアクトル15が接続されていることにある。要素9〜
13からなる異常検知装置の構成は図1のものと変わり
がない。
【0023】本発明は図4に示す主回路に適用しても図
1の場合と全く同様の作用効果を奏することができる。
【0024】(5)請求項1および請求項6に係る発明
の実施の形態 図5は請求項6に係る発明の実施の形態を示すものであ
る。図5の装置の特徴は、図1の装置におけるデルタ結
線のコンデンサ5Aの代わりに、スター結線のコンデン
サ3Bが設けられていることにある。その他は図1の装
置と変わりがない。
【0025】本発明は図5に示す主回路に適用しても図
1の場合と全く同様の作用効果を奏することができる。
【0026】(6)請求項7に係る発明の実施の形態 図6は請求項7に係る発明の実施の形態を示すものであ
る。図6の装置の特徴は、交流フィルタ6を構成するス
ター結線のコンデンサとして、各相毎にコンデンサ14
とそれに直列のリアクトル15が設けられていることに
ある。要素9〜13からなる異常検知装置の構成は図1
のものと変わりがない。
【0027】本発明は図6に示す主回路に適用しても全
く同様の作用効果を奏することができる。
【0028】(7)請求項8に係る発明の実施の形態 図7は請求項8に係る発明の実施の形態を示すものであ
る。図7の装置の特徴は、図5に示す主回路においてリ
アクトル16に各相毎に直列にコンデンサ17が設けら
れていることにある。要素9〜13からなる異常検知装
置の構成は図1のものと変わりがない。
【0029】本発明は図7に示す主回路に適用しても図
1ないし図5の場合と全く同様の作用効果を奏すること
ができる。
【0030】(8)請求項9に係る発明の実施の形態 図8に請求項9に係る発明の実施の形態を示すものであ
る。図8の装置の特徴は、主回路においてリアクトル1
6に各相毎に直列にコンデンサ17が設けられるととも
に、スター結線されるコンデンサ14に直列に各相毎に
リアクトル15が接続されていることにある。要素9〜
13からなる異常検知装置の構成は図1のものと変わり
がない。
【0031】本発明は図8に示す主回路に適用しても図
1ないし図5の場合と全く同様の作用効果を奏すること
ができる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、電力変換装置の運転中
に、その出力側に設けられている交流フィルタの中に含
まれる分路コンデンサの静電容量低下の異常を容易かつ
安価に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に係る発明の実施の形態を示す接続
図。
【図2】請求項2に係る発明の実施の形態を示す接続
図。
【図3】請求項3に係る発明の実施の形態を示す接続
図。
【図4】請求項4に係る発明の実施の形態を示す接続
図。
【図5】請求項5に係る発明の実施の形態を示す接続
図。
【図6】請求項6に係る発明の実施の形態を示す接続
図。
【図7】請求項7に係る発明の実施の形態を示す接続
図。
【図8】請求項8に係る発明の実施の形態を示す接続
図。
【符号の説明】
1 電力変換装置 2 変換部 3 負荷 4 3相リアクトル 5A、5B コンデンサ 6 交流フィルタ。 7 電流検出器 8 電流検出器 9 ローパスフィルタ(LPF) 10 ローパスフィルタ(LPF) 11 比較回路 12 比較回路 13 判別回路 14 コンデンサ 15 リアクトル 16 3相リアクトル 17 コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 逢 坂 亨 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3相交流定電圧を出力する電力変換装置の
    変換部と3相負荷との間に直列に接続されたリアクトル
    と、このリアクトルと3相負荷との接続点に分路に接続
    された3相コンデンサとを備えた交流フィルタ回路にお
    いて、前記3相コンデンサへの3本の接続線を貫通させ
    た零相変流器と、前記3本の接続線のうちのいずれか1
    本を流れる電流を検出する相電流検出器と、前記零相変
    流器および前記相電流検出器の出力側にそれぞれ接続さ
    れた第1および第2のローパスフィルタと、前記第1の
    ローパスフィルタの出力が所定値以上または前記第2の
    ローパスフィルタの出力が所定値以下となったとき前記
    コンデンサの容量低下と判別する判別回路とを設けたこ
    とを特徴とする交流フィルタ回路の異常検出装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の交流フィルタ回路の異常
    検出装置において、前記3相コンデンサがデルタ結線の
    3個のコンデンサからなっていることを特徴とする交流
    フィルタ回路の異常検出装置。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の交流フィルタ回路の異常
    検出装置において、前記デルタ結線の3個のコンデンサ
    のそれぞれに直列にリアクトルが接続されていることを
    特徴とする交流フィルタ回路の異常検出装置。
  4. 【請求項4】請求項2に記載の交流フィルタ回路の異常
    検出装置において、前記リアクトルに直列に各相毎にコ
    ンデンサが接続されていることを特徴とする交流フィル
    タ回路の異常検出装置。
  5. 【請求項5】請求項4に記載の交流フィルタ回路の異常
    検出装置において、前記デルタ結線の3個のコンデンサ
    のそれぞれに直列にリアクトルが接続されていることを
    特徴とする交流フィルタ回路の異常検出装置。
  6. 【請求項6】請求項1に記載の交流フィルタ回路の異常
    検出装置において、前記3相コンデンサがスター結線の
    3個のコンデンサからなっていることを特徴とする交流
    フィルタ回路の異常検出装置。
  7. 【請求項7】請求項6に記載の交流フィルタ回路の異常
    検出装置において、前記スター結線の3個のコンデンサ
    のそれぞれに直列にリアクトルが接続されていることを
    特徴とする交流フィルタ回路の異常検出装置。
  8. 【請求項8】請求項6に記載の交流フィルタ回路の異常
    検出装置において、前記リアクトルに直列に各相毎にコ
    ンデンサが接続されていることを特徴とする交流フィル
    タ回路の異常検出装置。
  9. 【請求項9】請求項8に記載の交流フィルタ回路の異常
    検出装置において、前記スター結線の3個のコンデンサ
    のそれぞれに直列にリアクトルが接続されていることを
    特徴とする交流フィルタ回路の異常検出装置。
JP9341630A 1997-12-11 1997-12-11 交流フィルタ回路の異常検出装置 Pending JPH11174105A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104914361A (zh) * 2015-05-22 2015-09-16 国家电网公司 一种鉴别变压器降容设计产品的方法
JP2018113837A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 株式会社日本製鋼所 ノイズ低減用のxコンデンサの劣化検出装置
DE102018216325A1 (de) 2017-09-27 2019-03-28 Denso Corporation Elektronische Steuerungsvorrichtung
JP2019158456A (ja) * 2018-03-09 2019-09-19 東芝シュネデール・インバータ株式会社 正弦波フィルタのコンデンサ容量判定装置
JP2020048400A (ja) * 2018-09-14 2020-03-26 株式会社明電舎 フィルタ回路の短絡検知装置
WO2024004154A1 (ja) * 2022-06-30 2024-01-04 東芝三菱電機産業システム株式会社 制御装置及び電力変換装置

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