JPS6210106B2 - - Google Patents

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JPS6210106B2
JPS6210106B2 JP55050337A JP5033780A JPS6210106B2 JP S6210106 B2 JPS6210106 B2 JP S6210106B2 JP 55050337 A JP55050337 A JP 55050337A JP 5033780 A JP5033780 A JP 5033780A JP S6210106 B2 JPS6210106 B2 JP S6210106B2
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JP
Japan
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coil
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faulty
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JP55050337A
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English (en)
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JPS56148180A (en
Inventor
Yutaka Komatsu
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Koshuha Netsuren KK
Original Assignee
Koshuha Netsuren KK
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/443Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数個または複数群の電力用半導体素
子を使用する周波数変換装置において、一部分の
素子が故障した場合、それを容易に検出可能が検
出装置に関するものである。
複数箇の半導体素子を用いた周波数変換装置、
たとえば並列インバータにおける故障素子の検出
は、従来第1図a〜cに示すような方法で行われ
ている。
第1図aにおいて、事故電流Isによつて素子A
およびDが故障した場合、テスターで点a−e,
e−b,c−fおよびf−d間のそれぞれの抵抗
値を測定する。この場合故障素子であるAおよび
Dをはさむ点a−eおよびf−d間の抵抗値eは
0Ωとなるが、1方素子Bをはさむ点e−bおよ
び素子cをはさむc−f間の抵抗値eも故障素子
AとDが負荷Lを通して並列に接続されているた
め、負荷Lの抵抗値が少い場合にはほとんど0Ω
に近く、素子A,CまたはB,Dのいずれが故障
したか判別できない。このためe点またはf点で
負荷Lを切離さなければ故障素子の検出ができな
い。さらに、たとえば、第1図aにおけるごとく
点線で囲んだ部分に素子Aが1個だけ挿入されて
いるのではなく、第1図bに示すごとく複数の半
導体素子A1〜Anにそれぞれバランサーコイル
LB1〜LBnを直列接続したものをa1〜ao点で並列
接続したような構成の場合は負荷Lを点eで切離
しても、素子A1〜Anのうちのいずれの素子が故
障したか判別できず、各素子のa1〜ao−e間の
抵抗値をそれぞれ独立に測定するため、a1,a2
a3……………aoで被測定素子を除く他の素子を
切離して故障素子を検出せざるをえず、それに費
される時間と労力とは膨大である。
故障素子検出の他の方法として、第1図cに示
すように、各素子にフユーズを直列接続し、事故
電流Isによるフユーズの溶断により故障素子を知
るようにした方法がある。たとえば事故電流Isに
よつてフユーズF1,F2,F3およびF4のうちF1
F4とが溶断したとすると故障素子はAおよびD
であると判定する。しかし、この方法では素子
A,Dに故障があることは判定できるが、フユー
ズの溶断ではそれらが破壊したかどうかの判別は
できない。というのは実際問題として溶断フユー
ズに代えて新しいフユーズを入れると素子を再使
用できる場合がある。特にフユーズを素子保護を
目的として付けた場合には素子が破壊していない
ことが多い。
さらに第1図aにおいてたとえばARMとして
示すアームが第1図bのごとく、複数の素子
A1,A2,A3……………Anを並列接続したような
構成では第1図aのa点に当る処にフユーズを1
個つけても複数素子A1〜Anのうちのどの素子が
故障したか判別できない処からフユーズをa1
a2,a3……………ao点にそれぞれn個つけなけ
ればならず、きわめて不経済である。又、そのよ
うにしたとしても前述したように故障素子が破壊
されているか否かは判別できない。他のアームに
ついても同様である。
本発明は従来の、このような故障素子検出方法
に存する問題点を解消するためになされたもので
ある。
一般的に電力用半導体素子の故障原因として
は、負荷側の事故、締付不良、経年劣化、冷却不
良等が考えられ、その結果としてほとんどの場合
電圧破壊、電流破壊等の素子の部分的熱破壊が生
じ、電流の阻止能力をなくして短絡現象を起す。
本発明は、この短絡現象を利用して故障素子の検
出を短時間で容易に行うことを可能としようとす
るものである。
本発明を第2図に示す実施例に従い並列インバ
ータを例として説明する。
半導体素子SCR1〜SCR10のそれぞれに連なる
電流通路に近接して、それとの間で電磁誘導可能
な位置にトロイダル状に検出コイルtc1〜tc10が配
置される。主電源E0側の各検出コイルtc1〜tc6
および負荷L側の各検出コイルtc7〜tc10は、それ
ぞれ和動方向に直列に接続される。各検出コイル
tc1〜tc10の両端からは検出用端子a11〜a25が引出
されている。但し、第2図において検出用端子
a12は、a11とともにtc1用の端子を構成するととも
にa13とtc3用の端子として併用されるごとく主電
源E0側および負荷L側それぞれの中間に位置す
る各検出用端子は併用端子である。E1は故障検
出用電源であつて、図では直流電源で表わされて
いるが、交流電源を用いてもよい。故障検出電圧
eは直流電源を用いた場合は1個のパルス波形、
交流電源を用いた場合は交流波形となる。E1
直流電源を用いた場合にはE1の+側は主回路の
+側に、例えばリアクタLdcの出力側近傍の点イ
に接続され、それと並列に接点dを接続し、接点
dの出力側を負荷Lの入力側に接続する。1方各
相電源をそれぞれ接点bを介して、接点cを挿入
した回路に並列接続し、接点bを挿入した上記回
路の出力側を接点dに、入力側を検出用電源E1
の−側に接続する。なお、SW1は主電源E0の投
入遮断用スイツチ、SW2は故障検出用電源E1
投入遮断用スイツチである。
上記構成において、主電源E0のスイツチSW1
を開とし、すべての素子SCR1〜SCR10を非導通
状態とした後故障検出用電源E1のスイツチSW2
を閉とする。この状態で接点bおよびdを開放、
接点cを閉成としておけば、故障検出用電流は負
荷L側の第2図における上半分回路側に流れよう
とするが、もし素子SCR7,SCR8それぞれが正常
に非導通であれば、検出電流は全く流れない。従
つて検出端子a21とa23との間の誘起電圧eはほぼ
0Vであり、当該回路側の素子SCR7,SCR8は共
に正常であると判定できる。しかし、もし、素子
SCR7またはSCR8のいづれか又は両方に故障があ
れば、当該故障素子を流れる短絡電流が、該当す
る検出コイルに誘起されることによつて検出用端
子a21,a23間で誘起電圧値e>0Vが検出される。
この場合には、故障素子を検出するため、検出
用端子a21とa22間、次にa22とa23間に測定器を当て
て誘起電圧を測定し、誘起電圧e>0Vを示す素
子が故障素子であると判定する。測定器として
は、ストレーヂオツシロ、シンクロスコーブ、コ
ンパレータ等公知のものが使用される。
負荷L側上半分回路が正常であると判断された
場合には、下半分回路を検査する。この場合には
接点bおよびcを開放、接点dを閉成することに
よつて、下半分回路側に流れようとする故障検出
用電流によつて上記上半分回路における操作と同
様、テスターにより、検出用端子a23とa25間を測
定し、誘起電圧e>0Vを示せば当該回路に故障
素子があることが判断され、素子SCR9または
SCR10が介在するそれぞれの検出端子間a23とa24
間またはa24とa25間を測定器で測定して故障素子
を判定する。
負荷L側の素子SCR7〜SCR10が正常であると
認定された場合には、次に電源E0側の上半分回
路における故障素子の検出時には、接点bおよび
cを閉成、接点dを開放とし、また下半分の回路
における故障素子の検出時には接点bおよびdを
閉成、接点cを解放としたうえ、テスターによる
検出端子a11とa14間またはa14とa17間の測定と、そ
の測定された誘起電圧e>0Vを示す回路側での
それぞれの素子が介在する検出端子2ケ処間を順
次測定することによつて素子SCR1〜SCR3または
素子SCR4〜SCR6中のいづれかの誘起電流e>
0Vを示したものをもつて故障素子と判定する。
第1図bに示すようにそれぞれのアームがそれ
ぞれバランサー・コイルLB1〜LBnを介して電源
E0側の点a1〜aoに並列接続された複数の素子A1
〜Anで構成されている場合には、第3図に示す
ごとく上記のトロイダル状の検出コイルtcに代え
てソレノイド状の検出コイルSC1SCnをバランサ
ー・コイルLB内に挿入し、かつそれぞれの検出
コイルSC1〜SCnを直列に接続するとともに当該
各検出コイルSCをはさんで検出端子a31〜ao+1
引出す構成とすればよい。このようにすれば第1
の実施例で述べたように故障アームARMが検出
された場合、当該故障アームARMにおける検出
端子a31とa32、a31とa33……………a31とao+1と順
次は、またはa31〜a/2ついで他の半数を順次テ
ス ターで当つてそれぞれ間の誘起電圧eを測定する
ことによつて故障素子を簡易に検出可能である。
本発明は、故障検出用電源E1から被検出素子
に検出電流を流すことにより、電流の阻止能力を
なくした故障素子(ほとんどの故障素子に見られ
る現象)に流れる短絡電流をトロイダルコイルtc
または検出コイルSCに誘起させ、その誘起電圧
eを測定器で測定するという思想によつており、
かつ電源E0側と負荷L側の各トロイダルコイル
又は検出コイルは直列に結線され、接点b,cお
よびdの閉成または開成の組合せにより検出電流
を所望方向へ流すように設定されており、それぞ
れの素子をはさんで検出端子が引出されているの
で、 (1) 従来の故障検出方法におけるごとく主回路を
切離すような操作は一切不要となり、簡単に故
障区間の認定が可能となり、 (2) 故障区間が電源E0側、負荷側のいずれであ
るか、またそれぞれの側のいずれの部分である
かを直ちに認定可能であり、 (3) 特に多数の電力用半導体素子を並列に接続し
てある場合には、従来方法に比べてきわめて容
易に故障検出が可能であるとともに、 (4) フユーズを用いる従来方法におけるごとく、
フユーズ溶断が素子の破壊をもたらしているか
否やの判断の困難さは解消される。
(5) 本発明はさらに逆並列に接続されたダイオー
ドがある場合にも故障素子の検出が可能であ
る。
従つて本発明により周波数変換装置における電
力用半導体素子に生ずる故障のほとんどを占める
短絡素子の検出はきわめて容易になり、素子の故
障のほとんどを短時間に修復可能となつた。
【図面の簡単な説明】
第1図aは並列インバータにおける故障素子の
検出方法を説明するための全体回路図、第1図b
は第1図aの従来の検出方法に存する問題点を説
明するための回路図、第1図cは従来の並列イン
バータにおける故障素子検出方法の他の例を示す
回路図、第2図は本発明の実施例を示す回路図、
第3図は本発明の他の実施例を示す回路図であ
る。 SCR1〜SCR10……電力用半導体素子、E0……
主回路電源、E1……故障検出用電源、tc1〜tc10
…トロイダル状の検出コイル、BL1〜BLn……バ
ランサー・コイル、SC1〜SCn……ソレノイド状
の検出コイル、ARM……アーム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数個又は複数群の電力用半導体素子を電源
    に接続したものにおいて、それぞれの半導体素子
    の電流通路にトロイダル状に検出コイルを配置
    し、当該複数の検出コイルを和動方向に直列接続
    するとともに、故障検出用電源を主回路に接続
    し、所望の1個以上の検出コイルを含む区間の誘
    起電圧を測定可能としたことからなる周波数変換
    装置における電力用半導体素子の故障検出装置。 2 複数個の電力用半導体素子をバランサー・コ
    イルを介して電源に並列接続した複数群の電力用
    半導体素子を用いたものにおいて、バランサー・
    コイルに誘導結合するソレノイド状の検出コイル
    を配置し、当該複数の検出コイルを和動方向に直
    列に接続するとともに、故障検出用電源を主回路
    に接続し、所望の複数群における複数の素子群ま
    たは各群における素子群にそれぞれ対応する複数
    の検出コイル群または各検出コイル群を含む区間
    および所望位置の検出コイル群における所望の複
    数または単数の検出コイルの誘起電圧を測定可能
    に構成してなる周波数変換装置における電力用半
    導体素子の故障検出装置。
JP5033780A 1980-04-18 1980-04-18 Method of detecting fault of semiconductor element for electric power in frequency converter and device Granted JPS56148180A (en)

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JPS56148180A JPS56148180A (en) 1981-11-17
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JPH033614A (ja) * 1989-05-30 1991-01-09 Mitsubishi Electric Corp アーム短絡保護装置
US4992718A (en) * 1989-09-11 1991-02-12 Nihon Patent Electric Co., Ltd. Electric floor cleaner with a soft start function

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