KR101148757B1 - 전력 변환 장치 - Google Patents

Abstract

직류 전압을 임의 주파수의 교류 전압으로 변환하여 교류 전동기를 구동하는 인버터와, 상기 인버터와 상기 교류 전동기 사이에 접속된 교류 차단용의 개폐부와, 상기 인버터의 출력 전류를 검출하는 전류 검출기와, 적어도 상기 전류 검출기가 감출한 전류에 기초하여, 상기 인버터에 있어서 상기 복수의 스위칭 소자의 온 오프 제어와 상기 개폐부에 대한 개폐 제어를 행하는 제어부를 구비하는 전력 변환 장치로서, 상기 제어부는 상기 인버터와 상기 교류 전동기 사이에 직류 성분이 포함되는 고장 전류가 생긴 경우에, 상기 고장 전류를 전류 제로점이 나타나는 상태로 하여 차단 가능하게 하는 구성을 구비하고 있다.

Description

전력 변환 장치{POWER CONVERSION DEVICE}

본 발명은 전기차에 탑재한 영구자석 동기 전동기를 구동하는데 있어서 바람직한 전력 변환 장치에 관한 것이다.

영구자석 동기 전동기(이하, 특히 구별을 필요로 할 때 이외는 간단히 「전동기」라 기재)는 종래부터 각종 분야에서 널리 이용되고 있는 유도 전동기와 비교하여, 로터(rotor)에 내장된 영구자석에 의한 자속(磁束)이 확립되어 있어서 여자(勵磁) 전류가 불필요한 점이나, 유도 전동기와 같이 로터에 전류가 흐르지 않기 때문에 2차 구리 손실이 발생하지 않는 점 등의 특징을 갖는 고효율의 전동기로서 알려져 있다. 따라서, 전기차에서도 종래에는 유도 전동기가 이용되어 왔으나, 최근 효율의 향상을 도모하기 위해 영구자석 동기 전동기의 적용이 검토되고 있다.

일반적으로, 전력 변환 장치와 전동기가 탑재된 복수의 차량을 연결하여 편성(編成)을 이루어 주행하는 전기차에 있어서는 주행 중에 일부 차량의 전력 변환 장치에 단락(短絡) 고장이 발생한 경우에 있어서도 다른 건전(健全)한 전력 변환 장치 및 전동기에 의해 전기차는 주행을 계속할 수 있다. 그 결과, 고장난 전력 변환 장치에 접속된 전동기는 차륜측으로부터 계속 구동되므로, 단락 고장이 발생한 전력 변환 장치의 고장 부위(단락 개소(箇所))에는 전동기의 유기(誘起) 전압에 의한 단락 전류가 계속 흐르게 된다.

그 때문에, 이 상태를 방치하면, 단락 전류에 의한 발열 등으로 인해 전력 변환 장치 고장 부위의 손상을 더욱 확대하거나, 당해 고장 부위 또는 전동기의 발열이나 소손(燒損)을 초래할 우려가 있어서 바람직하지 않다.

이와 같은 케이스에 대한 대처로서, 예를 들어 특허 문헌 1에서는 전기차의 주행 중에 영구자석 동기 전동기를 구동 제어하는 전력 변환 장치 내의 인버터가 고장난 경우에 있어서, 전동기의 유기 전압에 의해 인버터의 손상이 확대되지 않도록, 인버터와 전동기 사이의 접속을 전기적으로 분리하는 개폐부인 접촉기를 마련하고, 제어부가 인버터의 고장을 검출한 경우에, 이 접촉기를 개로(開路) 제어하여 인버터와 전동기를 전기적으로 분리하는 방법이 개시되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특개평 8-182105호 공보

일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 정현파(正弦波) 형상의 교류 전류는 전류 파형의 반주기마다 전류 제로점이 생기므로, 이 전류 제로점을 이용하여 전류를 차단할 수 있다. 상기의 특허 문헌 1에 나타난 접촉기는 이 전류 제로점을 이용하여 전류를 차단하는 교류 차단용의 접촉기이다. 일반적으로 교류 차단용의 접촉기로는 전류 제로점에서 전류를 차단하는 구조를 응용한 진공 접촉기 등을 들 수 있다.

그런데 본 발명자는 전력 변환 장치에 발생한 고장의 형태에 따라서는 전력 변환 장치 내의 인버터와 전동기 사이를 흐르는 고장 전류에 계속적인 전류 제로점이 생기지 않는 직류 성분이 포함되는 경우가 있다는 것을 알았다. 이와 같은 경우에는, 상술한 바와 같은 전류 제로점에서 전류를 차단하는 구조를 이용한 교류 차단용의 진공 접촉기 등에서 전류의 차단이 불가능하게 되므로, 고장 전류를 차단하지 못하여 고장 전류가 계속해서 흘러, 발열 등에 의해 전력 변환 장치 고장 부위의 확대를 초래하는 문제가 있다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것이며, 전력 변환 장치에 발생한 고장의 형태에 관계없이, 인버터와 전동기 사이를 흐르는 고장 전류에 계속적인 전류 제로점이 생기지 않는 직류 성분을 포함하는 경우에 있어서도, 고장 전류의 차단을 가능하게 하여, 전력 변환 장치 내 고장 부위의 확대를 방지할 수 있는 전력 변환 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 온 오프 제어되는 복수의 스위칭 소자를 가지며 직류 전압을 임의 주파수의 교류 전압으로 변환하여 교류 전동기를 구동하는 인버터와, 상기 인버터와 상기 교류 전동기 사이에 접속된 교류 차단용의 개폐부와, 상기 인버터의 출력 전류를 검출하는 전류 검출기와, 적어도 상기 전류 검출기가 검출한 전류에 기초하여, 상기 인버터에 있어서 상기 복수의 스위칭 소자의 온 오프 제어와 상기 개폐부에 대한 개폐 제어를 행하는 제어부를 구비하는 전력 변환 장치로서, 상기 제어부는 상기 인버터와 상기 교류 전동기 사이에 직류 성분이 포함되는 고장 전류가 생긴 경우에, 상기 고장 전류를 전류 제로점이 나타나는 상태로 하여 차단 가능하게 하는 구성을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 전력 변환 장치에 발생한 고장의 형태에 관계없이, 인버터와 전동기 사이를 흐르는 고장 전류에 계속적인 전류 제로점이 생기지 않는 직류 성분을 포함하는 경우에 있어서, 상기 고장 전류를 차단할 수 있으므로, 전력 변환 장치 내 고장 부위의 확대를 막을 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 전기차에 탑재한 영구자석 동기 전동기를 구동하는 전력 변환 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 인버터의 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 고장 전류에 계속적인 전류 제로점이 생기지 않는 고장의 일례와 그 때의 전류 파형을 나타내는 파형도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 제어부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 고장 판정부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 전기차에 탑재한 영구자석 동기 전동기를 구동하는 전력 변환 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

이하에 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 전력 변환 장치의 바람직한 실시 형태를 상세하게 설명한다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 전기차에 탑재한 영구자석 동기 전동기를 구동하는 전력 변환 장치의 구성을 나타내는 불록도이다. 도 1에 나타낸 실시 형태 1에 의한 전력 변환 장치(1a)는 본 발명에 관한 기본적인 구성으로서, 인버터(10)와 전류 검출기(11, 12, 13)와 개폐부인 접촉기(14a)와 제어부(15a)를 구비하고 있다.

도 1에 있어서, 인버터(10)의 2개 입력단 중, 정극측 입력단이 정극측 도체(P)를 통하여 집전 장치(2)에 접속되고, 부극측 입력단이 부극측 도체(N)를 통하여 레일(3) 위를 전동(轉動)하는 차륜(4)에 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 인버터(10)에는 차륜(4)을 통하여 집전 장치(2) 및 레일(3)로부터 집전한 직류 전력이 입력된다. 차륜(4)은 교류 전동기(5)의 회전축과 기계적으로 결합되어 있다.

인버터(10)로는 전압형 PWM 인버터를 이용하는 것이 바람직하다. 도 2는 도 1에 나타낸 인버터의 구성예를 나타내는 회로도이다. 도 2에서는 그 전압형 PWM 인버터의 주요부인 인버터 회로의 일례가 나타나 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 인버터(10)는 예를 들어 소위 3상 2레벨 인버터 회로이다. 즉, 인버터(10)는 정극측 도체(P)에 접속된 정측 암의 3개 스위칭 소자(U상 상암(upper-arm) 소자(UP), V상 상암 소자(VP) 및 W상 상암 소자(WP))와, 부극측 도체(N)에 접속된 부측 암의 3개 스위칭 소자(U상 하암(lower-arm) 소자(UN), V상 하암 소자(VN) 및 W상 하암 소자(WN))와의 브리지 회로로 구성된다. 각각의 스위칭 소자에는 역병렬 다이오드가 접속되어 있다. 그리고 각 상(相)의 상암 소자와 하암 소자의 접속점이 3상의 출력단을 구성하고, 각각의 출력단에 U상 도체(U), V상 도체(V), W상 도체(W)가 접속된다. 각각의 스위칭 소자는, 도 2에서는 잘 알려져 있는 IGBT를 나타내고 있으나, IGBT 이외이어도 상관없다. 또, 도 2에서는 3상 2레벨 인버터 회로를 나타내고 있으나, 3레벨 인버터 회로 등의 멀티 레벨 인버터 회로이어도 상관없다.

도 2에서는 도시를 생략하였으나, 인버터(10)에는 도 1에 있어서 제어부(15a)로부터 인버터(10)에 출력되는 게이트 신호(GS)를 수취한 구동 회로가 존재한다. 이 구동 회로는 게이트 신호(GS)에 따라서 각각의 스위칭 소자를 개별로 온 오프 제어하는 구성과, 각 스위칭 소자의 동작 상태를 나타내는 게이트 피드백 신호(GF)를 제어부(15a)에 출력하는 구성을 구비하고 있다.

인버터(10)의 3상 출력단에 접속되는 U상 도체(U), V상 도체(V), W상 도체(W)는 접촉기(14a)를 통하여 교류 전동기(5)에 접속된다. 이 구성에 의해 인버터(10)는 제어부(15a)로부터 입력되는 게이트 신호(GS)에 따라서 인버터 회로의 각 스위칭 소자가 온 오프 동작함으로써, 입력되는 직류 전압을 임의 주파수의 3상 교류 전압으로 변환하고, 접촉기(14a)를 통하여 교류 전동기(5)를 구동한다. 교류 전동기(5)는 기계적으로 결합된 차륜(4)을 회전시켜 전기차를 주행 구동하는 구성이다.

또한, 제어부(15a)로부터 인버터(10)에 출력되는 게이트 신호(GS)는 제어부(15a)에 있어서, 도시하지 않은 외부의 제어 장치로부터 입력되는 기본 게이트 신호(GC)와 당해 전력 변환 장치(1a)의 건전성에 기초하여 생성되지만, 이것에 대해서는 후술한다.

전류 검출기(11, 12, 13)는 인버터(10)의 3상 출력단과 접촉기(14a) 사이에 있어서 U상 도체(U), V상 도체(V), W상 도체(W)에 각각 마련하고 있다. 전류 검출기(11)가 검출하는 U상 전류(IU)와, 전류 검출기(12)가 검출하는 V상 전류(IV)와, 전류 검출기(13)가 검출하는 W상 전류(IW)는 각각 제어부(15a)에 입력된다. 또한, 도 1에서, 전류 검출기는 인버터(10)의 3상 출력 전류를 각각 검출하는 구성을 나타내고 있지만, 임의의 2상의 전류를 검출하는 구성이어도 된다. 전류 검출기를 마련하고 있지 않은 다른 한 상의 전류는 연산으로 산출할 수 있다.

인버터(10)의 3상 출력단과 교류 전동기(5) 사이에 마련하고 있는 접촉기(14a)는 본 실시 형태 1에서는 교류 차단용의 접촉기이며, 제어부(15a)로부터의 투입 신호(MKC)가 온 상태로 되면, 투입 코일이 여자되고 3상에 마련된 주접점이 투입되어 폐로(閉路)하는 구성이다. 또, 투입 신호(MKC)가 오프 상태로 되면, 투입 코일의 여자가 없어지고, 주접점이 해방되어 개로(開路)하는 구성이다.

이 접촉기(14a)에는 교류 전류의 제로 크로스점(zero-cross point)에서 전류를 차단하는 구조를 응용한 진공 접촉기를 이용하는 것이 바람직하다. 진공 접촉기는 주회로의 개폐를 행하는 접점이 진공 밸브 중에 내장되어 있으므로, 접점으로의 먼지 부착이 없고 접촉이 안정되어 있기 때문에 보수 유지의 수고를 줄일 수 있다는 것, 외부로의 아크 방출이 없기 때문에 접촉기의 주위에 아크 스페이스를 마련할 필요가 없다는 것, 아크 슈트(arc chute)가 없기 때문에 접촉기의 소형 경량화가 가능하다는 것 등으로 인해 전력 변환 장치의 소형 경량화가 가능하게 된다.

또한, 제어부(15a)로부터 접촉기(14a)에 출력되는 투입 신호(MKC)는 제어부(15a)에 있어서, 3개의 전류 검출기에서 검출된 3상의 상 전류(IU, IV, IW)와 도시하지 않은 외부의 제어 장치로부터 입력되는 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)에 기초하여 생성되지만, 이에 대해서는 후술한다.

교류 전동기(5)의 회전 상태는 회전 검출기(16)에서 검출되어, 제어부(15a)에 입력된다. 또한, 회전 검출기(16)를 이용하지 않고 교류 전동기(5)를 제어하는 소위 센서리스 제어 방식도 실용화되고 있다. 이 센서리스 제어 방식을 채용하는 경우에, 회전 검출기(16)는 불필요하게 된다. 그리고 접촉기(14a)의 입력단 또는 출력단에 전압 검출기를 마련하고, 인버터(10)의 출력 전압 또는 교류 전동기(5)의 단자 전압을 검출하여 제어부(15a)에 입력하는 구성으로 해도 된다.

교류 전동기(5)로는 본 실시 형태에서 상술한 바와 같이 영구자석 동기 전동기를 상정하지만, 예를 들어 유도 전동기의 로터에 영구자석을 매입한 형태의 전동기가 존재하므로, 그와 같은 로터에 영구자석을 내장하는 전동기이면 영구자석 동기 전동기 이외에도 본 발명은 적용할 수 있다.

그런데 상술한 바와 같이, 본 발명자는 전력 변환 장치(1a)에 발생한 고장의 형태에 따라서는 전력 변환 장치(1a) 내의 인버터(10)와 전동기(5) 사이를 흐르는 고장 전류에 계속적인 전류 제로점이 생기지 않는 직류 성분이 포함되는 경우가 있는 것을 알았다. 제어부(15a)는 전류 검출기(11, 12, 13)에서 검출된 3상 전류(IU, IV, IW)와, 인버터(10)로의 게이트 신호(GS)와, 인버터(10)로부터의 게이트 피드백 신호(GF)와, 도시하지 않은 외부 제어 장치로부터의 기본 게이트 신호(GC) 및 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)에 기초하여, 그와 같은 전류 제로점을 생기게 하지 않는 고장 전류에서도 교류 차단용의 접촉기(14a)가 개로 동작을 행할 수 있도록 하는 구성을 구비하고 있다.

여기서는 이해를 용이하게 하기 위해, 우선 계속적인 전류 제로점이 생기지 않는 고장 전류의 발생 형상을 구체적으로 설명하고, 그 후 제어부(15a)의 구성과 동작을 상세하게 설명한다.

계속적인 전류 제로점이 생기지 않는 고장 전류의 발생 형태로는 정극측 도체(P)에 접속된 3개의 정측 암 소자(U상 상암 소자(UP), V상 상암 소자(VP) 및 W상 상암 소자(WP))와, 부극측 도체(N)에 접속된 3개의 부측 암 소자(U상 하암 소자(UN), V상 하암 소자(VN) 및 W상 하암 소자(WN))의 6개 스위칭 소자 중 임의의 1개가 단락 고장, 또는 스위칭 소자나 그 구동 회로(도시하지 않음)의 고장에 의해 온 동작 상태인 채로 된 경우를 들 수 있다.

예를 들어 전력 변환 장치(1a)가 운전 중으로 교류 전동기(5)가 회전하고 있는 상태에 있어서, U상 상암 소자(UP)가 단락 고장을 일으키고, 나머지 스위칭 소자(VP, WP, UN, VN, WN)는 도시하지 않은 고장 검출 기능이 작용하여, 모두 오프 동작 상태로 된 경우를 예로 설명한다. 이 경우에는 단락 고장나서 온 동작 상태인 채로 되어 있는 U상 상암 소자(UP)와, 나머지 스위칭 소자(VP, WP, UN, VN, WN)에 접속되어 있는 역병렬 다이오드를 통하여, 교류 전동기(5)와 인버터(10) 사이에서 고장 전류가 흐른다. 그 때 각 상의 고장 전류의 파형은 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이 된다.

도 3은 고장시 전류 파형의 일례를 나타내는 파형도이다. 도 3에 있어서, 시간 50ms 이전은 인버터(10)의 모든 스위칭 소자가 건전 상태에 있고, 교류 전동기(5)가 정상 운전 중인 전류 파형을 나타내고 있다. 시간 50ms 이후는 시간 50ms의 시점에서, 교류 전동기(5)가 회전하고 있는 상태에 있어서, U상 상암 소자(UP)가 단락 고장을 일으키고, 나머지 스위칭 소자(VP, WP, UN, VN, WN)가 모두 오프 동작 상태에 있는 고장 운전 중의 전류 파형을 나타내고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 3상의 고장 전류(IU, IV, IW) 중, U상 전류(IU)가 정측에 오프셋하여 전류 제로점이 존재하지 않게 된다. 이 고장 전류는 상기한 바와 같이, 고장 개소 이외의 스위칭 소자를 오프 동작 상태로 한 경우에 있어서도, 교류 전동기(5)가 회전하고 있는 한 계속 발생하므로, 고장 전류에 의해 전력 변환 장치(1a)를 손상하게 된다. 그 때문에, 접촉기(14a)에서 차단해야 하지만, U상 전류(IU)에는 전류 제로점이 존재하지 않기 때문에, 교류 차단용의 접촉기(14a)에 개로 동작 지시를 출력해도, 접촉기(14a)는 U상의 전류(IU)의 차단을 하지 못하여, 접촉기(14a)의 주접점 사이에는 아크가 계속해서 발생한다. 그 아크에 의한 발열, 주접점 사이의 내전압 특성의 저하에 의해 접촉기(14a)를 파손시킬 가능성이 있으므로, 전력 변환 장치(1a)의 손상을 회피할 수 없다. 이것이 본 발명이 해결하고자 하는 과제이다.

도 3에서는 U상 상암 소자(UP)가 단락 고장을 일으키고, 다른 소자(VP, WP, UN, VN, WN)가 모두 오프 동작 상태에 있는 경우에, U상 전류(IU)가 정측에 오프셋하여 전류 제로점이 존재하지 않게 되는 파형을 나타내고 있지만, 반대측의 U상 하암 소자(UN)가 단락 고장을 일으키고, 다른 소자가 모두 오프 동작 상태에 있는 경우는 반대로 U상 전류(IU)가 부측에 오프셋하여 전류 제로점이 존재하지 않게 되는 파형으로 된다. 이것은 다른 상의 암이 단락 고장난 경우에 있어서도 동일하게 생각할 수 있다.

즉, 본 발명자가 알아낸 내용은, 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있는 소자가 존재하고 있는 상의 전류가, 고장 암측의 극성에 오프셋하여 전류 제로점이 존재하지 않게 되는 현상을 일으킨다는 것이다. 제어부(15a)는 이 지견에 기초하여 구성하고 있다.

다음으로, 제어부(15a)의 구성과 동작에 대해 설명한다. 도 4는 도 1에 나타낸 제어부(15a)의 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 제어부(15a)는 고장 판정부(20)와 게이트 신호 생성부(30)와 접촉기 제어부(40)를 구비하고 있다.

고장 판정부(20)에는 검출된 3상 전류(IU, IV, IW)와, 인버터(10) 내의 도시하지 않은 구동 회로에서 생성된 각 스위칭 소자의 동작 상태를 나타내는 게이트 피드백 신호(GF)와, 게이트 신호 생성부(30)가 인버터(10) 내의 도시하지 않은 구동 회로에 출력하는 게이트 신호(GS)가 입력된다.

고장 판정부(20)는 예를 들어 도 5에 나타내는 구성에 의해, 이들의 입력으로부터 U상 상암 소자(UP), V상 상암 소자(VP), W상 상암 소자(WP), U상 하암 소자(UN), V상 하암 소자(VN) 및 W상 하암 소자(WN)의 6개 스위칭 소자 중, 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있는 소자를 판별하고, 그 판별 결과(FD)를 게이트 신호 생성부(30)에 출력한다.

게이트 신호 생성부(30)에는 고장 판정부(20)로부터의 판별 결과(FD) 외에, 도시하지 않은 외부의 제어 장치로부터 기본 게이트 신호(GC)가 입력된다. 이 기본 게이트 신호(GC)는 인버터(10)의 6개 스위칭 소자의 온 오프 상태를 지정하는 신호이다. 도시하지 않은 외부의 제어 장치는 전기차의 가속시나 감속시에 필요한 교류 전동기(5)의 토크 또는 회전 수를 얻기 위해, 이 기본 게이트 신호(GC)를 벡터 제어 등의 수법에 따라 생성한다.

게이트 신호 생성부(30)는 고장 판정부(20)로부터 판별 결과(FD)가 입력되지 않는 경우, 즉 인버터(10)가 정상이라고 하는 판정인 경우, 기본 게이트 신호(GC)와 동일한 신호를 게이트 신호(GS)로서 출력한다. 한편, 게이트 신호 생성부(30)는 고장 판정부(20)로부터 판별 결과(FD)가 입력된 경우, 후술하는 바와 같이, 3개의 논리(논리 1 ~ 논리 3)를 적용하여, 인버터(10)의 6개 스위칭 소자의 각각을 온 오프 제어하는 게이트 신호(GS)를 생성하여 출력한다.

접촉기 제어부(40)에는 검출된 3상 전류(IU, IV, IW)와, 도시하지 않은 외부의 제어 장치로부터의 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)이 입력된다. 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)은 교류 전동기(5)의 운전 중에서는 온 상태로 되어 접촉기(14a)에 폐로 동작을 지시하고, 교류 전동기(5)의 운전을 정지하는 경우나, 인버터(10)에 고장이 생긴 경우 등에 있어서 오프 상태로 되어 접촉기(14a)에 개로 동작을 지시하는 2가의 레벨 신호이다.

접촉기 제어부(40)는 인버터(10)가 정상인 통상 상태에서 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)의 온 오프와 동기하여 투입 신호(MKC)를 온 오프하지만, 인버터(10)의 고장시에는 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)이 오프로 되어도, 후술하는 바와 같이, 각 상의 전류 제로점의 생성이 완료된 조건에서 투입 신호(MKC)를 오프하는 구성을 갖는다.

이하, 각 부의 동작을 구체적으로 설명한다. 우선, 도 5를 참조하여, 고장 판정부(20)가 행하는 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있는 소자의 판별 방법을 설명한다. 또한, 도 5는 도 4에 나타낸 고장 판정부(20)의 구성예를 나타내는 불록도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 고장 판정부(20)는 검출된 3상 전류(IU, IV, IW)의 각각에 대한 처리 회로(29a, 29b, 29c)와, 게이트 피드백 신호(GF)와 게이트 신호(GS)가 입력되는 비교기(27)와, 판단부(28)를 구비하고 있다. 처리 회로(29a, 29b, 29c)는 각각 동일한 구성으로서, 처리 회로(29a)에 나타낸 바와 같이, 전류 제로점 검출부(21), 발진기(22), 카운터(23), 비교기(24), 평균 처리부(25) 및 극성 판별부(26)를 구비하고 있다.

검출된 U상 전류(IU)에 대한 처리 회로(29a)에서는 다음과 같은 동작이 행해진다. 검출된 U상 전류(IU)는 전류 제로점 검출부(21)와 평균 처리부(25)에 입력된다.

전류 제로점 검출부(21)에서는 검출된 U상 전류(IU)를 제로 라인과 비교하여, U상 전류(IU)가 제로 크로스한 것을 검출한 경우에, 카운터(23)에 대해 카운터 리세트 신호(RST)를 출력한다. 카운터(23)는 발진기(22)로부터의 일정 주기의 발진 신호를 카운트업한 카운트값(CNT)을 출력하지만, 전류 제로점 검출부(21)로부터 카운터 리세트 신호(RST)가 입력되면, 카운트값(CNT)은 제로 등의 초기값으로 리세트되는 구성이다.

즉, 검출된 U상 전류(IU)에 제로점이 생기지 않는 기간은 카운터 리세트 신호(RST)가 출력되지 않아, 카운터(23)의 카운트값(CNT)이 증가하게 된다. 비교기(24)는 이 카운트값(CNT)과, 외부로부터 설정된 세트값(SET)을 비교해서, CNT>SET인 경우, 설정 시간보다 오랫동안 전류의 제로점이 생기지 않은 것으로 인식하여, 판단부(28)에 전류 제로점 불검출 신호(NZU)를 출력한다.

또한, 교류 전동기(5)의 회전 수가 감소하면, 그에 따라 전류의 기본파 주파수가 감소하여 주기가 길어지므로, 전류의 제로 크로스마다의 시간 간격이 길어진다. 세트값(SET)은 당연히, 교류 전동기(5)의 회전 주파수 또는 교류 전동기(5)의 구동 전류의 기본파 주파수에 따라 변화시키거나, 교류 전동기(5)가 매우 저속으로 운전하고 있는 경우는 판단부(28)가 출력하는 판별 결과(FD)를 마스크하는 등의 대책을 마련하여, 판별 결과(FD)가 게이트 신호 생성부(30)에 오출력되는 것을 회피하는 것이 바람직하다.

또, 평균 처리부(25)에서는 검출된 U상 전류(IU)의 수 사이클마다의 평균 처리를 하고, 그 처리 결과값을 출력 신호(AVE)로서 극성 판별부(26)에 출력한다. 통상에서는 U상 전류(IU)는 정부(正負) 대칭으로 제로 크로스하는 교류 전류이기 때문에, 평균 처리부(25)의 출력 신호(AVE)는 제로이다. 한편, U상 전류(IU)가 전류 제로점을 가지지 않는 경우는 그 평균값은 정값측(正値側) 또는 부값측(負値側)에 시프트하고 있다. 극성 판별부(26)에서는 입력된 신호(AVE)의 정부 극성을 판별하고, 그 결과를 극성 신호(PLU)로서 판단부(28)에 출력한다.

검출된 V상 전류(IV), W상 전류(IW)에 대해서도, 대응하는 처리 회로(29b, 29c)에 있어서 동일한 처리가 행해진다. 따라서, 판단부(28)에는 각 상의 전류 제로점 불검출 신호(NZU, NZV, NZW)와, 극성 신호(PLU, PLV, PLW)가 입력된다.

판단부(28)는 이들의 신호에 기초하여, U상 상암 소자(UP), V상 상암 소자(VP), W상 상암 소자(WP), U상 하암 소자(UN), V상 하암 소자(VN) 및 W상 하암 소자(WN)의 6개 스위칭 소자 중, 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있는 소자를 다음과 같이 하여 판별하고, 그것을 판별 결과(FD)로서 게이트 신호 생성부(30)에 출력하는 구성이다.

상기한 바와 같이, 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있는 소자가 존재하고 있는 상의 전류에는 고장 암측의 극성에 오프셋하여 전류 제로점이 존재하지 않게 되는 현상이 일어나므로, 판단부(28)는 이 현상을 이용하여 고장 소자의 판별을 행한다.

즉, 판단부(28)는 검출된 상 전류(IU, IV, IW) 중, 오프셋하여 전류 제로점이 생기지 않은 상을, 각 상의 전류 제로점 불검출 신호(NZU, NZV, NZW)를 이용하여 판별한다. 동시에 극성 신호(PLU, PLV, PLW)를 이용하여, 당해 상의 오프셋 방향(극성)이 정측인지, 부측인지를 판별한다. 예를 들어 전류 제로점 불검출 신호(NZU)가 액티브하며, 또한 극성 신호(PLU)가 정인 경우는, U상 암 상부 소자(UP)가 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있는 소자라고 판단하고, 그 정보를 판별 결과(FD)로서 출력한다.

그리고 도 5에 나타내고 있는 바와 같이, 판단부(28)에는 게이트 신호(GS)와 게이트 피드백 신호(GF)의 일치 여부를 검출하는 비교기(27)로부터, 불일치인 경우에 불일치 검출 신호(FO)가 입력된다. 이 처리는 반드시 필요하지 않지만, 상기한 검출된 상 전류(IU, IV, IW)를 이용한 고장 판별 처리를 할 수 없는 등의 불측(不測) 사유가 발생하는 경우에 대비하여 마련하고 있다. 비교기(27)를 마련하는 경우, 판단부(28)에서는 논리합을 취해 판별 결과(FD)를 출력하게 된다.

통상의 운전 상태에서, 인버터(10)에 내장된 각 스위칭 소자가 건전인 경우에, 각 스위칭 소자는 게이트 신호(GS)에 동기하여 온 오프 동작하므로, 그 온 오프 동작의 피드백 신호인 게이트 피드백 신호(GF)는 게이트 신호(GS)와 일치한다. 이 때문에, 비교기(27)로부터 불일치 검출 신호(FO)는 출력되지 않는다. 그러나 각 스위칭 소자 근방에 설치된 구동 회로 등에 고장이 발생한 경우 등에서, 특정의 스위칭 소자가 게이트 신호(GS)에 관계없이, 온 동작 상태인 채로 된 경우, 당해 소자로부터의 게이트 피드백 신호(GF)는 게이트 신호(GS)에 관계없이, 온인 채로 되므로, 비교기(27)로부터 불일치 검출 신호(FO)가 출력된다. 도 5의 구성으로 함으로써, 이와 같은 사상을 판별하여, 판별 결과(FD)에 포함하는 것이 가능하게 된다.

다음으로, 게이트 신호 생성부(30)가, 판별 결과(FD)가 입력된 경우에, 3개의 논리(논리 1 ~ 논리 3)를 적용하여, 인버터(10)의 6개 스위칭 소자의 각각을 온 오프 제어하는 게이트 신호(GS)를 생성하여 출력하는 동작에 대해 설명한다.

<논리 1>

판별 결과(FD)가, U상 상암 소자(UP), V상 상암 소자(VP), W상 상암 소자(WP) 중 어느 하나가 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있는 것을 나타내고 있는 경우, 게이트 신호 생성부(30)는 상암 소자인 U상 상암 소자(UP), V상 상암 소자(VP), W상 상암 소자(WP)를 모두 온 동작 상태로 하고, 나머지 하암 소자를 오프 동작 상태로 하는 게이트 신호(GS)를 출력한다.

<논리 2>

판별 결과(FD)가, U상 하암 소자(UN), V상 하암 소자(VN), W상 하암 소자(WN) 중 어느 하나가 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있는 것을 나타내고 있는 경우, 게이트 신호 생성부(30)는 하암 소자인 U상 하암 소자(UN), V상 하암 소자(VN), W상 하암 소자(WN)를 모두 온 동작 상태로 하고, 나머지 상암 소자를 오프 동작 상태로 하는 게이트 신호(GS)를 출력한다.

<논리 3>

판별 결과(FD)가, U상 상암 소자(UP), V상 상암 소자(VP), W상 상암 소자(WP) 중 어느 하나가 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있고, 또한 U상 하암 소자(UN), V상 하암 소자(VN), W상 하암 소자(WN) 중 어느 하나가 단락 고장 또는 온인 채로 되어 있는 것을 나타내고 있는 경우, 게이트 신호 생성부(30)는 모든 스위칭 소자를 온 동작 상태로 하는 게이트 신호(GS)를 출력한다.

또한, 논리 3의 케이스에서는 전 스위칭 소자가 온 동작하면, 인버터(10)의 정극측 도체(P)와 부극측 도체(N) 사이에 접속되어 있는 도시하지 않은 컨덴서의 단자간을 단락하게 되어, 컨덴서에 축적된 전하가 스위칭 소자를 경유하여 급속히 방전된다. 이로 인해 방전에 수반하는 과대 전류로 스위칭 소자를 파손할 가능성이 있다. 그 때문에, 인버터(10)의 직류 입력측에 병렬로 접속된 컨덴서(도시하지 않음)를 방전 회로(도시하지 않음)에 의해 방전하고, 집전 장치(2)와 인버터(10) 사이에 마련한 차단기(도시하지 않음)를 개로 상태로 하는 것이 필요하다. 또한, 교류 전동기(5)로부터의 단락 전류는 상술한 바와 같이, 통상 이용시의 전류와 동등하거나 그 이하이기 때문에 스위칭 소자를 파손하는 일은 없다.

게이트 신호 생성부(30)가 이상과 같이 판별 결과(FD)에 기초하여 게이트 신호를 생성함으로써, 그 후에 흐르는 3상의 고장 전류를 대칭화하는 것이 가능하게 되어, 고장 전류에 전류 제로점을 생기게 할 수 있다.

접촉기 제어부(40)는 인버터(10)에 고장이 발생하면, 도시하지 않은 외부의 제어 장치로부터 오프로 된 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)이 입력되지만, 그 시점에서는 검출된 3상의 전류(IU, IV, IW)는 전류 제로점을 가지지 않기 때문에, 투입 신호(MKC)를 오프로 하지 않고, 게이트 신호 생성부(30)가, 상기와 같이 논리 1 ~ 3에 따라서 게이트 신호(GS)를 생성한 후에 검출된 3상의 전류(IU, IV, IW)를 받아, 이들에 전류 제로점이 생긴 것을 확인한 후에, 투입 신호(MKC)를 오프로 한다.

이로 인해, 접촉기(14a)에서는 투입 코일의 여자를 해제하여 주접점을 해방함으로써 통상대로 전류 제로점을 의지하여, 인버터(10)와 교류 전동기(5) 사이를 흐르는 고장 전류가 차단된다. 또한, 이 접촉기 제어부(40)의 기능은 접촉기(14a)측에 마련하는 것이 가능하다. 이 경우에 제어부(15a)는 도시하지 않은 외부의 제어 장치로부터 입력되는 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)을 그대로 접촉기(14a)에 출력하는 구성이 된다.

이와 같이, 실시 형태 1에 의하면, 인버터와 교류 전동기 사이를 흐르는 고장 전류가 계속적인 전류 제로점을 생기게 하지 않고 직류 성분을 포함한 경우에도, 그 계속적인 전류 제로점을 생기게 하지 않은 고장 전류를 대칭화하여 전류 제로점을 생기게 할 수 있으므로, 교류 차단용의 접촉기를 이용한 고장 전류의 차단이 가능하게 된다. 따라서, 계속적인 전류 제로점을 생기게 하지 않은 고장 전류가 흐르는 고장이 발생해도 고장 부위의 확대를 막을 수 있다.

그리고 교류 차단용의 접촉기인 진공 접촉기의 이용이 가능하게 되므로, 전력 변환 장치를 소형 경량으로 구성하는 것이 가능하게 되어, 보수 유지성을 향상시킬 수 있다.

실시 형태 2.

도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 전기차에 탑재한 영구자석 동기 전동기를 구동하는 전력 변환 장치의 구성을 나타내는 불록도이다. 또한, 도 6에서는 도 1(실시 형태 1)에 나타낸 구성 요소와 동일 내지는 동등한 구성 요소에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 여기서는 이 실시 형태 2에 관한 부분을 중심으로 설명한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 실시 형태 2에 의한 전력 변환 장치(1b)는 도 1(실시 형태 1)에 나타낸 구성에 있어서, 접촉기(14a) 대신에 접촉기(14b)가 마련되고, 제어부(15a) 대신에 제어부(15b)가 마련되어 있다.

실시 형태 1에서는 인버터(10)가 내장하는 6개 스위칭 소자 중 1개 스위칭 소자가 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 된 케이스를 상정하였으나, 본 실시 형태 2에서는 복수의 스위칭 소자에서 고장이 발생한 경우를 상정한다.

예를 들어 U상 상암 소자(UP)가 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 된 상태에서, V상 상암 소자(VP)와 W상 상암 소자(WP)가 파손 등에 의해 온 동작할 수 없는 경우이다.

이 경우는 실시 형태 1에서 나타낸 <논리 1>에 의한 게이트 신호(GS)를 출력해도, V상 상암 소자(VP)와 W상 상암 소자(WP)가 온 동작할 수 없다. 이 때문에, 전류 제로점을 생성하지 못하여, 교류 차단용의 접촉기(14a)에서는 고장 전류의 차단이 불가능하게 된다.

따라서, 본 실시 형태 2에서는 교류 차단용의 접촉기(14a) 대신에, 직류 성분을 차단 가능한 접촉기(14b)를 마련하고 있다. 직류 성분을 차단 가능한 접촉기(14b)는 전류 제로점에서 전류를 차단하는 구조가 아닌, 전류가 존재하는 상태에서 접점을 열고, 접점 사이에 생기는 아크를 잡아 늘여 아크 전압을 증가시킴으로써 고장 전류를 감류(減流)하여 고장 전류의 차단을 행하는 구성이다.

직류 성분을 차단 가능한 접촉기(14b)는 그 원리 상, 아크를 외부로 방출하기 위한 아크 슈트가 존재하므로, 비교적 대형화됨과 아울러, 접촉기(14b)의 주위에 아크 비산(飛散)을 고려한 여유 스페이스를 마련할 필요가 있다. 또, 접점은 개방 부분에 마련되어 있기 때문에 먼지의 진입이 있어, 정기적인 보수 유지가 필요하다. 이 때문에, 전력 변환 장치의 소형 경량화를 도모할 수 없고, 보수 유지성이 좋지 않다고 하는 마이너스적인 면은 있으나, 도시하지 않은 외부의 제어 장치로부터 입력되는 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)에 의해 고장 전류를 차단할 수 있다.

따라서, 제어부(15a)를 대신한 제어부(15b)에는 도시하지 않은 외부의 제어 장치로부터 기본 게이트 신호(GC)와 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)이 실시 형태 1과 동일하게 입력되지만, 제어부(15b)는 그 입력되는 기본 게이트 신호(GC)를 게이트 신호(GS)로서 인버터(10)에 출력하는 기능과, 기본 접촉기 동작 지령(MKC0)을 투입 신호(MKC)로서 접촉기(14b)에 출력하는 기능만을 갖는 간단한 구성으로 할 수 있다.

이와 같이, 실시 형태 2에 의하면, 복수 소자의 고장에 대비하여 직류 성분을 차단할 수 있는 접촉기를 마련하여 전력 변환 장치 고장 부위의 확대를 막는 경우는, 제어부의 소형?저비용화, 고신뢰화를 도모할 수 있다.

또한, 교류 전동기(5)와 인버터(10)를 분리하는 수단으로는 접촉기(14a, 14b) 대신에 퓨즈를 마련하는 것을 생각할 수 있지만, 본 발명이 대상으로 하고 있는 전기차의 전력 변환 장치에서는 다음과 같은 이유 때문에, 접촉기(14a, 14b)의 기능을 퓨즈로 대용할 수 없다.

우선, 퓨즈는 잘 알려져 있는 바와 같이, 통상시에 있어서 회로를 차단하는 것이 불가능하며, 또한 한 번 용단(溶斷)하면 재투입이 불가능하게 된다. 본 발명이 대상으로 하고 있는 전기차의 전력 변환 장치에서는 실시 형태 1 또는 2에서 기술한 인버터(10)의 고장시 이외의 통상 상태에 있어서도 교류 전동기(5)와 인버터(10)를 분리할 필요가 있고, 또 재접속할 필요가 있다.

예를 들어 본 발명이 대상으로 하고 있는 전기차의 전력 변환 장치의 경우, 가선 전압의 과전압 등의 외란이 생겨 집전 장치(2)로부터 수전(受電)하는 전압이 과전압으로 된 경우에, 보호 동작으로서 인버터(10)의 입력측에 존재하는 도시하지 않은 컨덴서를 방전 저항 경유로 방전시키는 경우가 있다.

이 경우에는 인버터(10)의 입력 전압보다 교류 전동기(5)의 유기 전압의 쪽이 높아지는 것으로 인해, 교류 전동기(5)로부터 인버터(10)의 입력측의 컨덴서, 또는 방전 저항에 전류가 흘러 교류 전동기(5)에 브레이크 토크를 생기게 하는 문제가 생기거나, 방전 저항을 소실할 가능성이 있다. 이 현상을 회피하기 위해 교류 전동기(5)와 인버터(10)를 분리할 필요가 있다. 그리고 상기 과전압 상태가 해소된 후는 교류 전동기(5)와 인버터(10)를 다시 접속하여 교류 전동기(5)를 구동할 필요가 있다. 따라서, 접촉기(14a, 14b)의 기능을 퓨즈로는 대용할 수 없다.

또, 인버터(10)의 고장시에 발생하는 단락 전류는 통상시의 전류와 동등하거나 그 이하이므로, 통상시에 용단하지 않고, 단락시에만 용단하는 퓨즈는 존재하지 않는 것 때문에도, 접촉기(14a, 14b)의 기능을 퓨즈로는 대용할 수 없다.

이상의 실시 형태 1, 2에 나타낸 구성은 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이며, 다른 공지된 기술과 조합하는 것도 가능하며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 일부를 생략하는 등, 변경하여 구성하는 것도 가능한 것은 물론이다.

아울러, 본 명세서에서는 전기차에 탑재된 전력 변환 장치로의 적용을 고려하여 발명 내용을 설명하고 있지만, 적용 분야는 전기차로 한정되지 않으며, 전기 자동차 등의 관련 분야로의 응용이 가능한 것도 물론이다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 전력 변환 장치는 전력 변환 장치에 발생한 고장의 형태에 관계없이, 인버터와 전동기 사이를 흐르는 고장 전류에 계속적인 전류 제로점이 생기지 않는 직류 성분을 포함하는 경우에 있어서도, 고장 전류를 차단하여 전력 변환 장치 내 고장 부위의 확대를 막는데 유용하며, 특히 전기차에 탑재한 전동기가 영구자석 동기 전동기인 경우에 적합하다.

1a, 1bㆍㆍㆍ전력 변환 장치
2ㆍㆍㆍ집전 장치
3ㆍㆍㆍ레일
4ㆍㆍㆍ차륜
5ㆍㆍㆍ영구자석 동기 전동기를 포함하는 교류 전동기
10ㆍㆍㆍ인버터
11, 12, 13ㆍㆍㆍ전류 검출기
14aㆍㆍㆍ교류 차단용의 접촉기
14bㆍㆍㆍ직류 전류를 차단 가능한 접촉기
15a, 15bㆍㆍㆍ제어부
16ㆍㆍㆍ회전 검출기
20ㆍㆍㆍ고장 판정부
21ㆍㆍㆍ전류 제로점 검출부
22ㆍㆍㆍ발진기
23ㆍㆍㆍ카운터
24ㆍㆍㆍ비교기
25ㆍㆍㆍ평균 처리부
26ㆍㆍㆍ극성 판별부
27ㆍㆍㆍ비교기
28ㆍㆍㆍ판단부
29a, 29b, 29cㆍㆍㆍ처리 회로
30ㆍㆍㆍ게이트 신호 생성부
40ㆍㆍㆍ접촉기 제어부
Pㆍㆍㆍ정극측 도체
Nㆍㆍㆍ부극측 도체
UㆍㆍㆍU상 도체
VㆍㆍㆍV상 도체
WㆍㆍㆍW상 도체
UPㆍㆍㆍU상 상암 소자
VPㆍㆍㆍV상 상암 소자
WPㆍㆍㆍW상 상암 소자
UNㆍㆍㆍU상 하암 소자
VNㆍㆍㆍV상 하암 소자
WNㆍㆍㆍW상 하암 소자

Claims (9)

1. 온 오프 제어되는 복수의 스위칭 소자를 가지며 직류 전압을 임의 주파수의 교류 전압으로 변환하여 교류 전동기를 구동하는 인버터와, 상기 인버터와 상기 교류 전동기 사이에 접속된 교류 차단용의 개폐부와, 상기 인버터의 출력 전류를 검출하는 전류 검출기와, 적어도 상기 전류 검출기가 검출한 전류에 기초하여, 상기 인버터에 있어서 상기 복수의 스위칭 소자의 온 오프 제어와 상기 개폐부에 대한 개폐 제어를 행하는 제어부를 구비하는 전력 변환 장치로서,
   상기 제어부는
   상기 전류 검출기가 검출한 전류값에 기초하여, 상기 복수의 스위칭 소자 중 어느 하나가 단락 고장나 있는지, 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있는지를 판별하고, 판별 결과를 나타내는 신호를 출력하는 고장 판정부와, 상기 고장 판정부로부터의 신호에 따라, 상기 인버터에 대해 제어 신호를 출력하는 게이트 신호 생성부를 구비하고,
   상기 게이트 신호 생성부는 상기 고장 판정부로부터의 신호가, 정극측에 접속된 상암(upper-arm)에 속하는 스위칭 소자 중 어느 하나가 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있고, 또한 부극측에 접속된 하암(lower-arm)에 속하는 스위칭 소자 중 어느 하나가 단락 고장 또는 온 동작 상태인 채로 되어 있는 것을 나타내는 경우는, 모든 스위칭 소자를 온 동작 상태로 하는 온 제어 신호를 상기 인버터에 대해 출력하는 특징으로 하는 전력 변환 장치.
2. 온 오프 제어되는 복수의 스위칭 소자를 가지며 직류 전압을 임의 주파수의 교류 전압으로 변환하여 교류 전동기를 구동하는 인버터와, 상기 인버터와 상기 교류 전동기 사이에 접속된 교류 차단용의 개폐부와, 상기 인버터의 출력 전류를 검출하는 전류 검출기와, 적어도 상기 전류 검출기가 검출한 전류에 기초하여, 상기 인버터에 있어서 상기 복수의 스위칭 소자의 온 오프 제어와 상기 개폐부에 대한 개폐 제어를 행하는 제어부를 구비하는 전력 변환 장치로서,
   상기 제어부는
   상기 인버터와 상기 교류 전동기 사이에 직류 성분이 포함되는 고장 전류가 생긴 경우에, 상기 고장 전류를, 전류 제로점이 나타나는 상태로 하여 차단 가능하게 하는 구성을 구비하고, 상기 전류 검출기가 검출한 전류값에 기초하여 상기 고장 전류에 전류 제로점이 생긴 상태를 확인한 후에, 상기 개폐부에 대해 개로(開路) 지시를 출력하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
3. 온 오프 제어되는 복수의 스위칭 소자를 가지며 직류 전압을 임의 주파수의 교류 전압으로 변환하여 교류 전동기를 구동하는 인버터와, 상기 인버터와 상기 교류 전동기 사이에 접속된 교류 차단용의 개폐부와, 상기 인버터의 출력 전류를 검출하는 전류 검출기와, 적어도 상기 전류 검출기가 검출한 전류에 기초하여, 상기 인버터에 있어서 상기 복수의 스위칭 소자의 온 오프 제어와 상기 개폐부에 대한 개폐 제어를 행하는 제어부를 구비하는 전력 변환 장치로서,
   상기 제어부는 상기 인버터와 상기 교류 전동기 사이에 직류 성분이 포함되는 고장 전류가 생긴 경우에, 상기 고장 전류를, 전류 제로점이 나타나는 상태로 하여 차단 가능하게 하는 구성을 구비하고,
   상기 개폐부는 상기 전류 검출기가 검출한 전류값에 기초하여 상기 고장 전류에 전류 제로점이 생긴 상태를 확인한 후에, 개로 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 인버터와 상기 교류 전동기 사이에 직류 성분이 포함되는 고장 전류가 생긴 경우에, 상기 고장 전류에 전류 제로점이 생기도록 상기 인버터에 있어서 상기 복수의 스위칭 소자를 온 오프 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images