WO2011104848A1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1にかかる電力変換装置の構成図であり、図2は、本発明の実施の形態1にかかる電力変換装置に適用される検知回路の構成図であり、図3は、コンデンサが正常なときのコンデンサ電圧の推移と、コンデンサが異常なときのコンデンサ電圧の推移との比較結果を示す図である。
実施の形態2にかかる制御回路16は、一定期間(あるいは所定期間)、第2のスイッチ7がオフされずに、インピーダンス低下の検知機能が動作しない場合、電力変換回路11が停止した際に、強制的に第2のスイッチ7をオフする機能を有している。そのため、任意のタイミングでコンデンサ5のインピーダンス低下を検知することが可能である。その結果、コンデンサ5の短絡前の兆候を精度よく検知することができるため、コンデンサ5のケース破裂および火災をより効果的に防止することが可能である。
放電抵抗9を備えていない電力変換装置では、コンデンサ5が正常なときのコンデンサ電圧は、コンデンサ5の端子間に接続されている電力変換回路11の半導体素子や電圧検出器8などの抵抗により緩やかに放電される。一方、コンデンサ5が異常なときのコンデンサ5のインピーダンスは、上述したように、数キロオーム程度にまで低下する。この場合、コンデンサ5の電圧は、放電抵抗9がないために、実施の形態1で説明した放電時定数に比して大幅に小さな時定数で放電される。そのため、放電抵抗9を備えている電力変換装置に比して、コンデンサ5の異常を早く検知することが可能である。
実施の形態1~3にかかる電力変換装置は、コンデンサ短絡前にコンデンサ5のインピーダンスの低下を検知するように構成されているが、実施の形態5にかかる電力変換装置は、コンデンサ電圧の瞬時低下を検知するように構成されている。
放電回路10は、コンデンサ5が異常なときに、コンデンサ5のエネルギを短時間で放電しコンデンサ電圧を下げることを目的とするものである。従って、放電回路10の設定によっては、放電回路10の動作時の電圧低下率(以下「電圧低下率C」と称する)が、コンデンサ5の瞬時短絡時の電圧低下率Aと同程度になる場合も想定される。ここで、コンデンサ5の瞬時短絡以外の要因による保護動作が実行され、その保護動作によって放電回路10が放電を実行した場合、検知回路15は、コンデンサ5が正常であるにもかかわらず、コンデンサ5の瞬時短絡が発生したと誤検知する可能性がある。すなわち、電圧検出器8では、放電回路10が動作したときのコンデンサ電圧も検出される、検知回路15は、電圧低下率Cが電圧低下率Aと同程度であれば、コンデンサ5の瞬時短絡が発生したと誤検知してしまう。その結果、制御回路16が、検知回路15からの制御信号によって、電力変換回路11を停止させてしまう場合がある。
2 集電装置
3 第1のスイッチ
4 負荷
5 フィルタコンデンサ
6 フィルタリアクトル
7 第2のスイッチ
8 電圧検出器
9 放電抵抗
10 放電回路(第2の放電回路)
11 電力変換回路
12 コンデンサ電圧演算回路
13 コンパレータ
14 制御部
15 検知回路
16 制御回路
20 突入電流抑制部
Claims (8)
- 直流電力を交流電力に変換する直流主回路と、前記直流主回路を制御する制御部とを備えた電力変換装置であって、
前記直流主回路は、
前記直流主回路を構成するコンデンサと、前記コンデンサの電圧を検出する検出器と、前記コンデンサと第1の抵抗とを含み前記コンデンサに蓄積された電荷を前記第1の抵抗を介して放電させる第1の放電回路と、を有し、
前記制御部は、
前記直流主回路が電源から切り離されたときに前記検出器で検出される電圧初期値と前記第1の放電回路の時定数とに基づいて推定される電圧の推移と、前記検出器で検出される電圧の推移と、を比較し、前記コンデンサの短絡故障が発生する兆候を示す検知信号を生成する検知回路を有すること、
を特徴とする電力変換装置。 - 前記直流主回路は、
第2の抵抗を含み前記コンデンサに蓄積された電荷を前記第2の抵抗を介して放電させる第2の放電回路を有し、
前記制御部は、
前記検知回路からの検知信号を受信した場合、前記第2の放電回路を動作させる制御回路を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 直流電力を交流電力に変換する直流主回路と、前記直流主回路を制御する制御部とを備えた電力変換装置であって、
前記直流主回路は、
前記直流主回路を構成するコンデンサと、前記コンデンサの電圧を検出する検出器と、前記コンデンサと第1の抵抗とを含み前記コンデンサに蓄積された電荷を前記第1の抵抗を介して放電させる第1の放電回路と、を有し、
前記制御部は、
前記直流主回路が電源から切り離されたときに前記検出器で検出された電圧が定常状態から降下し再び定常状態付近にまで上昇する際の瞬時低下の傾きに基づいて、前記コンデンサの短絡故障が発生する兆候を示す検知信号を生成する検知回路を有すること、
を特徴とする電力変換装置。 - 前記検知回路には、前記検出器で検出された電圧の瞬時低下の検知レベルが、前記コンデンサの瞬時短絡時の電圧低下率と、正常運転時に発生しうる電圧低下率と、の間に設定されていること、を特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。
- 前記直流主回路は、
第2の抵抗を含み前記コンデンサに蓄積された電荷を前記第2の抵抗を介して放電させる第2の放電回路を有し、
前記検知回路は、
前記第2の放電回路が動作したときの電圧低下率が、前記コンデンサの瞬時短絡時の電圧低下率と同程度である場合にのみ、電圧低下の検知機能をマスクすること、を特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記検知回路は、前記コンデンサの異常を検知した場合、検知状態をラッチすることを特徴とする請求項1または3に記載の電力変換装置。
- 前記検知回路は、前記コンデンサの短絡故障が発生する兆候を検知したことを外部に通知することを特徴とする請求項1または3に記載の電力変換装置。
- 前記制御回路は、前記直流主回路が所定期間電源から切り離されない場合、前記直流主回路を電源から切り離すことを特徴とする請求項1または3に記載の電力変換装置。
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