WO2023281643A1 - 電力変換装置、及びスイッチング素子の故障診断方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a power converter and a failure diagnosis method for switching elements.
- a power conversion device that performs power conversion to supply DC power output by a DC power supply device such as a photovoltaic (PV) device to an AC power supply system, for example, uses multiple switching elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). I have.
- Patent Literature 1 discloses an example of a power conversion device capable of diagnosing failures of switching elements.
- An object of the present invention is to provide a power conversion device that can diagnose the presence or absence of a short-circuit fault in a switching element even while it is connected to a DC power supply device, and a failure diagnosis method for the switching element.
- a power conversion device is a power conversion device including a three-level TNPP circuit, in which voltage between a DC positive electrode and a DC neutral point, voltage between a DC neutral point and a DC negative electrode, and a voltage detection unit for detecting the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; a test pulse output section for outputting a test pulse to the inner switching element connected in the forward direction; and an inner switching section in which the test pulse output section is connected in the forward direction from the DC neutral point toward the AC output end.
- a test pulse is output to the element, if the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode detected by the voltage detection unit drops, the outer switching element connected to the DC negative electrode is short-circuited. It is characterized by having a judgment unit for judging.
- a power conversion device is a power conversion device including a 3-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, A voltage detection unit that detects a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode, and an AC output from the DC neutral point when each of the voltages detected by the voltage detection unit rises and exceeds a predetermined threshold.
- a test pulse output section for outputting a test pulse to the inner switching element connected in the opposite direction toward the end, and the test pulse output section is connected in the opposite direction from the DC neutral point toward the AC output end.
- a power conversion device is a power conversion device including a 3-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, a voltage detection unit that detects a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and an outside connected to the DC positive electrode when each of the voltages detected by the voltage detection unit rises and exceeds a predetermined threshold.
- a test pulse output section that outputs a test pulse to a switching element, and a direct current detected by the voltage detection section when the test pulse output section outputs the test pulse to the outer switching element connected to the positive DC terminal.
- a judgment unit for judging that the inner switching element connected in the opposite direction from the DC neutral point toward the AC output end has a short-circuit failure when the voltage between the positive electrode and the DC neutral point drops. characterized by
- a power conversion device is a power conversion device including a 3-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, a voltage detection unit that detects a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and an outside connected to the DC positive electrode when each of the voltages detected by the voltage detection unit rises and exceeds a predetermined threshold.
- a test pulse output section that outputs a test pulse to a switching element, and a direct current detected by the voltage detection section when the test pulse output section outputs the test pulse to the outer switching element connected to the positive DC terminal.
- a determination unit that determines that the outer switching element connected to the DC negative electrode has a short-circuit failure when the voltage between the positive electrode and the DC negative electrode drops.
- a power conversion device is a power conversion device including a 3-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, a voltage detection unit that detects a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and an outer connected to the DC negative electrode when each of the voltages detected by the voltage detection unit rises and exceeds a predetermined threshold.
- a test pulse output section that outputs a test pulse to a switching element, and a direct current detected by the voltage detection section when the test pulse output section outputs the test pulse to the outer switching element connected to the DC negative pole.
- a determination unit that determines that the outer switching element connected to the DC positive electrode has a short-circuit failure when the voltage between the positive electrode and the DC negative electrode drops.
- a power conversion device is a power conversion device including a 3-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, a voltage detection unit that detects a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and an outer connected to the DC negative electrode when each of the voltages detected by the voltage detection unit rises and exceeds a predetermined threshold.
- a test pulse output section that outputs a test pulse to a switching element, and a direct current detected by the voltage detection section when the test pulse output section outputs the test pulse to the outer switching element connected to the DC negative pole.
- a judgment unit for judging that the inner switching element connected in the forward direction from the DC neutral point toward the AC output end has a short-circuit failure when the voltage between the neutral point and the DC negative electrode drops. characterized by
- a power conversion device is a power conversion device including a three-level NPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, a voltage detection unit that detects a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and an outside connected to the DC positive electrode when each of the voltages detected by the voltage detection unit rises and exceeds a predetermined threshold.
- a test pulse output section that outputs a test pulse to the switching element and the inner switching element on the DC positive side, and the test pulse output section is connected to the DC positive side to the outer switching element and the inner switching element on the DC positive side.
- a determining unit that determines that the inner switching element on the DC negative electrode side has a short-circuit failure when the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point detected by the voltage detecting unit decreases when the test pulse is output; characterized by having
- a power conversion device is a power conversion device including a three-level NPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, a voltage detection unit for detecting a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and an inner switching element on the DC positive electrode side when each of the voltages detected by the voltage detection unit rises and exceeds a predetermined threshold. and a test pulse output unit for outputting a test pulse to the inner switching element on the DC negative side, and the test pulse output unit outputting the test pulse to the inner switching element on the DC positive side and the inner switching element on the DC negative side.
- a determination unit that determines that an outer switching element connected to the DC positive electrode is short-circuited when the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point detected by the voltage detection unit drops in the case where It is characterized by
- a power conversion device is a power conversion device including a three-level NPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, a voltage detection unit for detecting a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and an inner switching element on the DC positive electrode side when each of the voltages detected by the voltage detection unit rises and exceeds a predetermined threshold. and a test pulse output unit for outputting a test pulse to the inner switching element on the DC negative side, and the test pulse output unit outputting the test pulse to the inner switching element on the DC positive side and the inner switching element on the DC negative side.
- a judgment unit for judging that an outer switching element connected to the DC negative electrode has a short-circuit failure when the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode detected by the voltage detection unit drops in the case where the It is characterized by
- a power conversion device is a power conversion device including a three-level NPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, a voltage detection unit for detecting a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and an inner switching element on the DC negative electrode side when each of the voltages detected by the voltage detection unit rises and exceeds a predetermined threshold. and a test pulse output section that outputs a test pulse to the outer switching element connected to the DC negative pole, and the test pulse output section outputs the test pulse output section to the inner switching element on the DC negative pole side and the outer switching element connected to the DC negative pole.
- a determination unit that determines that the inner switching element on the DC positive electrode side has a short-circuit failure when the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode detected by the voltage detection unit drops when the test pulse is output; characterized by having
- a power conversion device is a power conversion device including a two-level switching circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, a voltage detection unit for detecting a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and a switching device connected to the DC positive electrode when each of the voltages detected by the voltage detection unit rises and exceeds a predetermined threshold.
- a test pulse output section that outputs a test pulse to an element; and a DC positive electrode that is detected by the voltage detection section when the test pulse output section outputs a test pulse to a switching element connected to the DC positive electrode.
- a determination unit that determines that a switching element connected to the DC negative electrode has a short-circuit failure when the voltage between the DC neutral point and the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode decreases.
- a power conversion device is a power conversion device including a two-level switching circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode, a voltage detection unit for detecting a voltage and a voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and a switching device connected to the DC negative electrode when each of the voltages detected by the voltage detection unit increases and exceeds a predetermined threshold.
- a test pulse output section that outputs a test pulse to an element; and a DC positive electrode that is detected by the voltage detection section when the test pulse output section outputs the test pulse to a switching element connected to the DC negative electrode.
- a determination unit that determines that a switching element connected to the DC positive electrode has a short-circuit failure when the voltage between the DC neutral point and the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode decreases.
- a failure diagnosis method for a switching element is a failure diagnosis method for a switching element provided in a three-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC A voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode, and when each of the detected voltages rises and exceeds a predetermined threshold, AC output from the DC neutral point A test pulse outputting step of outputting a test pulse to the inner switching element forwardly connected toward the end, and a test pulse outputting step to the inner switching element forwardly connected from the DC neutral point toward the AC output end. and a determination step of determining that the outer switching element connected to the DC negative electrode has a short-circuit failure when the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode decreases when the test pulse is output. and
- a failure diagnosis method for a switching element is a failure diagnosis method for a switching element provided in a three-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC A voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode, and when each of the detected voltages rises and exceeds a predetermined threshold, AC output from the DC neutral point A test pulse output step of outputting a test pulse to the inner switching element connected in the opposite direction toward the end, and to the inner switching element connected in the opposite direction from the DC neutral point to the AC output end. and a determination step of determining that an outer switching element connected to the DC positive electrode is short-circuited when the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point drops when the test pulse is output. and
- a failure diagnosis method for a switching element is a failure diagnosis method for a switching element provided in a three-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC a voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; The voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point drops in the test pulse output step of outputting the test pulse to the switching element and when the test pulse is output to the outer switching element connected to the DC positive electrode. Then, the step of determining that the inner switching element connected in the opposite direction from the DC neutral point toward the AC output terminal has a short-circuit failure.
- a failure diagnosis method for a switching element is a failure diagnosis method for a switching element provided in a three-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC a voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; In the test pulse output step of outputting a test pulse to the switching element, and when the test pulse is output to the outer switching element connected to the DC positive electrode, when the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode decreases, and a determination step of determining that the outer switching element connected to the DC negative electrode has a short-circuit failure.
- a failure diagnosis method for a switching element is a failure diagnosis method for a switching element provided in a three-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC a voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; In the test pulse output step of outputting a test pulse to the switching element, and when the test pulse is output to the outer switching element connected to the DC negative electrode, when the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode decreases, and a determination step of determining that the outer switching element connected to the DC positive electrode has a short-circuit failure.
- a failure diagnosis method for a switching element is a failure diagnosis method for a switching element provided in a three-level TNPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC a voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; The voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode drops in the test pulse output step of outputting the test pulse to the switching element and when the test pulse is output to the outer switching element connected to the DC negative electrode. Then, the step of determining that the inner switching element connected in the forward direction from the DC neutral point toward the AC output terminal has a short-circuit failure.
- a failure diagnosis method for a switching element is a failure diagnosis method for a switching element provided in a 3-level NPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC a voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; A test pulse output step of outputting a test pulse to the switching element and the inner switching element on the DC positive side, and outputting the test pulse to the outer switching element connected to the DC positive side and the inner switching element on the DC positive side. and a determination step of determining that the inner switching element on the DC negative electrode side has a short-circuit failure when the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point drops.
- a fault diagnosis method for a switching element is a fault diagnosis method for a switching element provided in a three-level NPP circuit, wherein A voltage detection step of detecting the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode, and when each of the detected voltages rises and exceeds a predetermined threshold, the inner switching element on the DC positive electrode side and the DC a test pulse output step of outputting a test pulse to the inner switching element on the negative electrode side; and a determination step of determining that the outer switching element connected to the DC positive electrode has a short-circuit failure when the voltage between the neutral point drops.
- a failure diagnosis method for a switching element is a failure diagnosis method for a switching element provided in a 3-level NPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC a voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and a test pulse output step of outputting a test pulse to the inner switching element on the DC negative side and outputting the test pulse to the inner switching element on the DC positive side and the inner switching element on the DC negative side. and a determination step of determining that the outer switching element connected to the DC negative electrode has a short-circuit failure when the voltage between the polarity point and the DC negative electrode decreases.
- a failure diagnosis method for a switching element is a failure diagnosis method for a switching element provided in a 3-level NPP circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC a voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and a test pulse output step of outputting a test pulse to the outer switching element connected to the DC negative electrode, and outputting the test pulse to the inner switching element on the DC negative electrode side and the outer switching element connected to the DC negative electrode. and a determination step of determining that the inner switching element on the DC positive electrode side has a short-circuit failure when the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode drops.
- a switching element failure diagnosis method is a switching element failure diagnosis method provided in a two-level switching circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC a voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and the switching connected to the DC positive electrode when each of the detected voltages increases and exceeds a predetermined threshold.
- a switching element failure diagnosis method is a switching element failure diagnosis method provided in a two-level switching circuit, wherein the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point, the DC neutral point and the DC a voltage detection step of detecting the voltage between the negative electrode and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode; and the switching connected to the DC negative electrode when each of the detected voltages increases and exceeds a predetermined threshold.
- the present invention it is possible to diagnose the presence or absence of a short-circuit fault in the switching element even while it is still connected to the DC power supply.
- FIG. 3 is a diagram showing a TNPP circuit for one phase included in a 3-level TNPP circuit
- FIG. 4 is a diagram showing the relationship between output destinations of test pulses and short-circuit fault elements in fault diagnosis performed by the power electronics device
- FIG. 4 is a diagram showing one phase NPP circuit included in a 3-level NPP circuit
- FIG. 4 is a diagram showing the relationship between output destinations of test pulses and short-circuit fault elements in fault diagnosis performed by the power electronics device; It is a figure which shows the structural example of the electric power system which has the power converter device concerning 3rd Embodiment.
- FIG. 4 is a diagram showing a two-level switching circuit for one phase included in the two-level switching circuit;
- FIG. 4 is a diagram showing the relationship between output destinations of test pulses and short-circuit fault elements in fault diagnosis performed by the power electronics device;
- FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a power system 1 having a power converter according to the first embodiment.
- the power system 1 is configured such that a power conversion device 2 converts DC power output from a photovoltaic power generation device 10 , for example, and supplies the converted power to an AC power supply system 12 .
- the power conversion device 2 includes, for example, a three-phase three-level TNPP (Threee Level T-Typed Neutral Point Piloted) circuit 20, a filter 21, a circuit breaker 22, a circuit breaker 23, a voltmeter 24, a voltmeter 25, a voltage detection unit 26, It has an execution determination section 27 , a test pulse output section 28 and a determination section 29 .
- TNPP Three-phase Three-level TNPP (Three Level T-Typed Neutral Point Piloted) circuit 20
- a filter 21 for a circuit breaker 22
- a circuit breaker 23 a circuit breaker 23, a voltmeter 24, a voltmeter 25, a voltage detection unit 26
- It has an execution determination section 27 , a test pulse output section 28 and a determination section 29 .
- the 3-level TNPP circuit 20 is an inverter circuit that performs power conversion using the TNPP method for each of the three phases of U-phase, V-phase, and W-phase.
- the filter 21 is, for example, an LC filter, filters the three-phase power output from the three-level TNPP circuit 20, and outputs the filtered power to the circuit breaker .
- the breaker 22 cuts off the DC power output by the photovoltaic power generation device 10 .
- the breaker 23 cuts off the power output from the filter 21 .
- the voltmeter 24 measures the voltage between the DC positive pole (P) and the DC neutral point (C) for the 3-level TNPP circuit 20 and outputs it to the voltage detection section 26 .
- the voltmeter 25 measures the voltage between the DC neutral point (C) and the DC negative electrode (N) for the 3-level TNPP circuit 20 and outputs it to the voltage detection section 26 .
- the voltage detection unit 26 Based on the voltage measured by the voltmeter 24 and the voltage measured by the voltmeter 25, the voltage detection unit 26 detects the voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point and the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode. The voltage and the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode are detected, and the detection result is output to the execution determination section 27 and the determination section 29 .
- the execution determination unit 27 determines that the power conversion device 2 executes self-diagnosis for failure of the switching element when each of the voltages detected by the voltage detection unit 26 rises and exceeds a predetermined threshold.
- the test pulse output unit 28 outputs a test pulse to each switching element included in the 3-level TNPP circuit 20 when the execution determination unit 27 determines to execute the self-diagnosis, as will be described later.
- the test pulse is, for example, a one-shot pulse of several ms.
- the determination unit 29 determines each switching element included in the 3-level TNPP circuit 20 based on at least one of the voltages detected by the voltage detection unit 26 when the test pulse output unit 28 outputs a predetermined test pulse as described later. Determine whether or not the element has a short circuit fault.
- FIG. 2 is a diagram showing a TNPP circuit for one phase that the 3-level TNPP circuit 20 has.
- the three-level TNPP circuit 20 has the TNPP circuit shown in FIG. 2 for each of the three phases.
- each switching element is described as follows.
- FIG. 3 is a diagram showing the relationship between test pulse output destinations and short-circuit failure elements (switching elements) in the failure diagnosis performed by the power conversion device 2 .
- the test pulse output unit 28 outputs a test pulse to the inner switching element connected in the forward direction from the DC neutral point toward the AC output terminal
- the power conversion device 2 When the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode detected by the voltage detection unit 26 drops, the determination unit 29 determines that the outer switching element connected to the DC negative electrode has a short-circuit failure.
- the test pulse output unit 28 when the test pulse output unit 28 outputs a test pulse to the inner switching element connected in the opposite direction from the DC neutral point toward the AC output end, the voltage detection unit 26 When the detected voltage between the DC positive electrode and the DC neutral point drops, the determination unit 29 determines that the outer switching element connected to the DC positive electrode has a short-circuit failure.
- the test pulse output unit 28 outputs a test pulse to the outer switching element connected to the DC positive electrode
- the power conversion device 2 detects the difference between the DC positive electrode and the DC neutral point detected by the voltage detection unit 26.
- the determination unit 29 determines that the inner switching element connected in the opposite direction from the DC neutral point to the AC output terminal has a short-circuit failure.
- the test pulse output unit 28 outputs a test pulse to the outer switching element connected to the DC positive electrode
- the power converter 2 detects the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode detected by the voltage detection unit 26.
- the determination unit 29 determines that the outer switching element connected to the DC negative electrode has a short-circuit failure.
- the test pulse output unit 28 outputs a test pulse to the outer switching element connected to the DC negative electrode
- the power conversion device 2 detects the voltage between the DC positive electrode and the DC negative electrode detected by the voltage detection unit 26.
- the determination unit 29 determines that the outer switching element connected to the DC positive electrode has a short-circuit failure.
- the power conversion device 2 detects the difference between the DC neutral point detected by the voltage detection unit 26 and the DC negative electrode.
- the determination unit 29 determines that the inner switching element connected in the forward direction from the DC neutral point toward the AC output terminal has a short-circuit failure.
- the power conversion device 2 preferably diagnoses Q1 and Q4 after diagnosing Q2 and Q3.
- FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a power system 1a having a power converter according to the second embodiment.
- the electric power system 1 a is configured such that the power conversion device 2 a converts the DC power output by the photovoltaic power generation device 10 , for example, and supplies the converted power to the AC power supply system 12 .
- the same reference numerals are given to substantially the same configurations as those described above, unless otherwise stated.
- the power conversion device 2a includes, for example, a three-phase three-level NPP (Neutral Point Piloted) circuit 20a, a filter 21, a breaker 22, a breaker 23, a voltmeter 24, a voltmeter 25, a voltage detection unit 26, an execution determination unit 27, It has a test pulse output section 28 and a determination section 29 .
- NPP Neutral Point Piloted
- the 3-level NPP circuit 20a is an inverter circuit that performs power conversion using the NPP method for each of the three phases of U, V, and W phases.
- FIG. 5 is a diagram showing an NPP circuit for one phase included in the 3-level NPP circuit 20a.
- the three-level NPP circuit 20a has the NPP circuits shown in FIG. 5 for each of the three phases.
- each switching element is described as follows.
- FIG. 6 is a diagram showing the relationship between test pulse output destinations and short-circuit failure elements (switching elements) in failure diagnosis performed by the power converter 2a.
- the power conversion device 2a outputs a test pulse to the outer switching element connected to the DC positive electrode and the inner switching element on the DC positive electrode side by the test pulse output unit 28.
- the determination unit 29 determines that the inner switching element on the DC negative electrode side has a short-circuit failure.
- the test pulse output unit 28 outputs a test pulse to the inner switching element on the DC positive electrode side and the inner switching element on the DC negative electrode side
- the power converter 2a detects the DC positive electrode detected by the voltage detection unit 26 and the When the voltage between the DC neutral point drops, the determination unit 29 determines that the outer switching element connected to the DC positive electrode is short-circuited.
- the test pulse output unit 28 when the test pulse output unit 28 outputs a test pulse to the inner switching element on the DC positive side and the inner switching element on the DC negative side, the DC neutral voltage detected by the voltage detection unit 26 is detected.
- the determination unit 29 determines that the outer switching element connected to the DC negative electrode has a short-circuit failure.
- the power conversion device 2a detects the DC voltage detected by the voltage detection unit 26 when the test pulse output unit 28 outputs a test pulse to the inner switching element on the DC negative electrode side and the outer switching element connected to the DC negative electrode.
- the determination unit 29 determines that the inner switching element on the DC positive electrode side has a short-circuit failure.
- FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a power system 1b having a power converter according to the third embodiment.
- the power system 1 b is configured such that the DC power output by the photovoltaic power generation device 10 is converted by the power conversion device 2 b and supplied to the AC power supply system 12 .
- the same reference numerals are given to substantially the same configurations as those described above, unless otherwise stated.
- the power converter 2b includes, for example, a three-phase two-level switching circuit 20b, a filter 21, a circuit breaker 22, a circuit breaker 23, a voltmeter 24, a voltmeter 25, a voltage detection unit 26, an execution determination unit 27, and a test pulse output unit 28. , and a determination unit 29 .
- FIG. 8 is a diagram showing a two-level switching circuit for one phase included in the two-level switching circuit 20b.
- the 2-level switching circuit 20b has the 2-level switching circuit shown in FIG. 8 for each of the three phases.
- each switching element is described as follows.
- FIG. 9 is a diagram showing the relationship between test pulse output destinations and short-circuit failure elements (switching elements) in failure diagnosis performed by the power converter 2b.
- the determination unit 29 determines that the switching element connected to the DC negative electrode has a short-circuit failure.
- the test pulse output unit 28 outputs a test pulse to the switching element connected to the DC negative electrode
- the power conversion device 2b detects a voltage between the DC positive electrode detected by the voltage detection unit 26 and the DC neutral point. and the voltage between the DC neutral point and the DC negative electrode drop, the determination unit 29 determines that the switching element connected to the DC positive electrode has a short-circuit failure.
- the power conversion device 2, the power conversion device 2a, and the power conversion device 2b diagnose the presence or absence of a short-circuit failure of the switching element even while being connected to a DC power supply device such as the solar power generation device 10. be able to.
- the power conversion device 2, the power conversion device 2a, and the power conversion device 2b sequentially output a short-time test pulse to all the elements in a low voltage region such as sunrise where the main circuit voltage is being charged.
- a short-time test pulse to all the elements in a low voltage region such as sunrise where the main circuit voltage is being charged.
- the change aspect of the DC voltage or the aspect of the DC current from the photovoltaic power generation device 10
- the presence or absence of a short-circuit fault in the switching element is diagnosed.
- the power conversion device 2, the power conversion device 2a, and the power conversion device 2b are charged to a low voltage of about 50V and automatically diagnosed.
- the power conversion device 2, the power conversion device 2a, and the power conversion device 2b can be safely diagnosed by outputting a test pulse in a low voltage region, preventing short-circuit accidents and secondary damage to other parts can be prevented.
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Abstract
一態様にかかる３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置は、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、テストパルス出力部が直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
Description
本発明は、電力変換装置、及びスイッチング素子の故障診断方法に関する。
太陽光発電（ＰＶ）装置などの直流電源装置が出力する直流電力を交流電源系統に供給するために電力変換を行う電力変換装置は、例えば複数のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング素子を備えている。
従来は、電力変換装置を工場から出荷する前の検査において、スイッチング素子の故障診断を手動で行っていた。また、特許文献１には、スイッチング素子の故障診断が可能な電力変換装置の一例が開示されている。
しかしながら、従来は、電力変換装置を据え付けた後や、電力変換装置を長期保管した後などに、電力変換装置を最初に運転するときに、スイッチング素子が破損している否かを判断できないことがあった。例えば、スイッチング素子が破損した状態で作業者が気付かないまま電力変換装置を運転した場合、事故が発生したり、部品損傷などの被害が生じる可能性があった。
本発明は、直流電源装置に接続されたままであっても、スイッチング素子の短絡故障の有無を診断することができる電力変換装置、及びスイッチング素子の故障診断方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様にかかる電力変換装置は、３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、３レベルＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子と直流正極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流正極に接続された外側スイッチング素子と直流正極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流負極側の内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、３レベルＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、３レベルＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、３レベルＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極側の内側スイッチング素子と直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流負極側の内側スイッチング素子と直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極側の内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、２レベルスイッチング回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流正極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧、及び直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続されたスイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかる電力変換装置は、２レベルスイッチング回路を備えた電力変換装置において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、前記テストパルス出力部が直流負極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧、及び直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極に接続されたスイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部とを有することを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、３レベルＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子と直流正極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流正極に接続された外側スイッチング素子と直流正極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流負極側の内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、３レベルＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、３レベルＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、３レベルＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極側の内側スイッチング素子と直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流負極側の内側スイッチング素子と直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極側の内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、２レベルスイッチング回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流正極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧、及び直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続されたスイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明の一態様にかかるスイッチング素子の故障診断方法は、２レベルスイッチング回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、直流負極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧、及び直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極に接続されたスイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、直流電源装置に接続されたままであっても、スイッチング素子の短絡故障の有無を診断することができる。
以下に、図面を用いて電力変換装置を有する電力システムの一実施形態を説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかる電力変換装置を有する電力システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、電力システム１は、例えば太陽光発電装置１０が出力する直流電力を電力変換装置２が電力変換して交流電源系統１２へ供給するように構成されている。
図１は、第１実施形態にかかる電力変換装置を有する電力システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、電力システム１は、例えば太陽光発電装置１０が出力する直流電力を電力変換装置２が電力変換して交流電源系統１２へ供給するように構成されている。
電力変換装置２は、例えば３相の３レベルＴＮＰＰ（Three Level T-Typed Neutral Point Piloted）回路２０、フィルタ２１、遮断器２２、遮断器２３、電圧計２４、電圧計２５、電圧検出部２６、実行判断部２７、テストパルス出力部２８、及び判定部２９を有する。
３レベルＴＮＰＰ回路２０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相それぞれに対し、ＴＮＰＰ方式で電力変換を行うインバータ回路である。
フィルタ２１は、例えばＬＣフィルタであり、３レベルＴＮＰＰ回路２０が出力した３相の電力に対してフィルタリング処理を行い、遮断器２３に対して出力する。
遮断器２２は、太陽光発電装置１０が出力する直流電力に対する遮断を行う。遮断器２３は、フィルタ２１が出力する電力に対する遮断を行う。
電圧計２４は、３レベルＴＮＰＰ回路２０に対する直流正極（Ｐ）と直流中性点（Ｃ）との間の電圧を測定し、電圧検出部２６に対して出力する。
電圧計２５は、３レベルＴＮＰＰ回路２０に対する直流中性点（Ｃ）と直流負極（Ｎ）との間の電圧を測定し、電圧検出部２６に対して出力する。
電圧検出部２６は、電圧計２４が測定した電圧、及び電圧計２５が測定した電圧に基づいて、直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出し、検出結果を実行判断部２７及び判定部２９に対して出力する。
実行判断部２７は、電圧検出部２６が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、電力変換装置２がスイッチング素子の故障に対する自己診断を実行するように判断を行う。
テストパルス出力部２８は、実行判断部２７が自己診断を実行すると判断した場合に、３レベルＴＮＰＰ回路２０が備える各スイッチング素子に対して後述するようにテストパルスを出力する。テストパルスは、例えば数ｍｓのワンショットパルスである。
判定部２９は、テストパルス出力部２８が後述するように所定のテストパルスを出力したときに、電圧検出部２６が検出した電圧の少なくともいずれかに基づいて、３レベルＴＮＰＰ回路２０が備える各スイッチング素子が短絡故障をしているか否かを判定する。
図２は、３レベルＴＮＰＰ回路２０が有する１相分のＴＮＰＰ回路を示す図である。３レベルＴＮＰＰ回路２０は、３相それぞれに対し、図２に示したＴＮＰＰ回路を有する。ここでは、各スイッチング素子を以下のように記述することとする。
Ｑ１：直流正極に接続された外側スイッチング素子
Ｑ２：直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子
Ｑ３：直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子
Ｑ４：直流負極に接続された外側スイッチング素子
Ｑ２：直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子
Ｑ３：直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子
Ｑ４：直流負極に接続された外側スイッチング素子
図３は、電力変換装置２が行う故障診断におけるテストパルスの出力先と、短絡故障素子（スイッチング素子）との関係を示す図である。
図３に示すように、電力変換装置２は、テストパルス出力部２８が直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する。
また、電力変換装置２は、テストパルス出力部２８が直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する。
また、電力変換装置２は、テストパルス出力部２８が直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する。
また、電力変換装置２は、テストパルス出力部２８が直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する。
また、電力変換装置２は、テストパルス出力部２８が直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する。
また、電力変換装置２は、テストパルス出力部２８が直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する。
なお、電力変換装置２は、ＰＮ短絡を回避するために、診断順序として、Ｑ２，Ｑ３を診断した後で、Ｑ１，Ｑ４を診断することが望ましい。
＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態にかかる電力変換装置を有する電力システム１ａの構成例を示す図である。図４に示すように、電力システム１ａは、例えば太陽光発電装置１０が出力する直流電力を電力変換装置２ａが電力変換して交流電源系統１２へ供給するように構成されている。以下、別途に記載した場合を除き、上述した構成と実質的に同一の構成には同一の符号を付すこととする。
図４は、第２実施形態にかかる電力変換装置を有する電力システム１ａの構成例を示す図である。図４に示すように、電力システム１ａは、例えば太陽光発電装置１０が出力する直流電力を電力変換装置２ａが電力変換して交流電源系統１２へ供給するように構成されている。以下、別途に記載した場合を除き、上述した構成と実質的に同一の構成には同一の符号を付すこととする。
電力変換装置２ａは、例えば３相の３レベルＮＰＰ（Neutral Point Piloted）回路２０ａ、フィルタ２１、遮断器２２、遮断器２３、電圧計２４、電圧計２５、電圧検出部２６、実行判断部２７、テストパルス出力部２８、及び判定部２９を有する。
３レベルＮＰＰ回路２０ａは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相それぞれに対し、ＮＰＰ方式で電力変換を行うインバータ回路である。
図５は、３レベルＮＰＰ回路２０ａが有する１相分のＮＰＰ回路を示す図である。３レベルＮＰＰ回路２０ａは、３相それぞれに対し、図５に示したＮＰＰ回路を有する。ここでは、各スイッチング素子を以下のように記述することとする。
Ｑ１：直流正極に接続された外側スイッチング素子
Ｑ２：直流正極側の内側スイッチング素子
Ｑ３：直流負極側の内側スイッチング素子
Ｑ４：直流負極に接続された外側スイッチング素子
Ｑ２：直流正極側の内側スイッチング素子
Ｑ３：直流負極側の内側スイッチング素子
Ｑ４：直流負極に接続された外側スイッチング素子
図６は、電力変換装置２ａが行う故障診断におけるテストパルスの出力先と、短絡故障素子（スイッチング素子）との関係を示す図である。
図６に示すように、電力変換装置２ａは、テストパルス出力部２８が直流正極に接続された外側スイッチング素子と直流正極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流負極側の内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する。
また、電力変換装置２ａは、テストパルス出力部２８が直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する。
また、電力変換装置２ａは、テストパルス出力部２８が直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する。
また、電力変換装置２ａは、テストパルス出力部２８が直流負極側の内側スイッチング素子と直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流正極側の内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する。
＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態にかかる電力変換装置を有する電力システム１ｂの構成例を示す図である。図７に示すように、電力システム１ｂは、例えば太陽光発電装置１０が出力する直流電力を電力変換装置２ｂが電力変換して交流電源系統１２へ供給するように構成されている。以下、別途に記載した場合を除き、上述した構成と実質的に同一の構成には同一の符号を付すこととする。
図７は、第３実施形態にかかる電力変換装置を有する電力システム１ｂの構成例を示す図である。図７に示すように、電力システム１ｂは、例えば太陽光発電装置１０が出力する直流電力を電力変換装置２ｂが電力変換して交流電源系統１２へ供給するように構成されている。以下、別途に記載した場合を除き、上述した構成と実質的に同一の構成には同一の符号を付すこととする。
電力変換装置２ｂは、例えば３相の２レベルスイッチング回路２０ｂ、フィルタ２１、遮断器２２、遮断器２３、電圧計２４、電圧計２５、電圧検出部２６、実行判断部２７、テストパルス出力部２８、及び判定部２９を有する。
２レベルスイッチング回路２０ｂは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相それぞれに対し、２レベルの電力変換を行うインバータ回路である。
図８は、２レベルスイッチング回路２０ｂが有する１相分の２レベルスイッチング回路を示す図である。２レベルスイッチング回路２０ｂは、３相それぞれに対し、図８に示した２レベルスイッチング回路を有する。ここでは、各スイッチング素子を以下のように記述することとする。
Ｑ１：直流正極に接続されたスイッチング素子
Ｑ４：直流負極に接続されたスイッチング素子
Ｑ４：直流負極に接続されたスイッチング素子
図９は、電力変換装置２ｂが行う故障診断におけるテストパルスの出力先と、短絡故障素子（スイッチング素子）との関係を示す図である。
図９に示すように、電力変換装置２ｂは、テストパルス出力部２８が直流正極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧、及び直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流負極に接続されたスイッチング素子が短絡故障していると判定する。
また、電力変換装置２ｂは、テストパルス出力部２８が直流負極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、電圧検出部２６が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧、及び直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、判定部２９が直流正極に接続されたスイッチング素子が短絡故障していると判定する。
このように、電力変換装置２、電力変換装置２ａ、及び電力変換装置２ｂは、太陽光発電装置１０などの直流電源装置に接続されたままであっても、スイッチング素子の短絡故障の有無を診断することができる。
例えば、電力変換装置２、電力変換装置２ａ、及び電力変換装置２ｂは、日の出などの主回路電圧チャージ中である低電圧領域において、短時間のテストパルスを順次、全ての素子に出力することにより、直流電圧の変化様相（又は太陽光発電装置１０からの直流電流の様相）に基づいて、スイッチング素子の短絡故障の有無を診断する。
例えば、電力変換装置２、電力変換装置２ａ、及び電力変換装置２ｂは、５０Ｖ程度の低電圧に充電を行って、自動診断を行う。
つまり、電力変換装置２、電力変換装置２ａ、及び電力変換装置２ｂは、低電圧領域でテストパルスを出力することにより、安全に診断を行うことが可能であり、短絡事故の防止及び二次的な他部品の破損を防ぐことができる。
１，１ａ，１ｂ・・・電力システム、２，２ａ，２ｂ・・・電力変換装置、１０・・・太陽光発電装置、１２・・・交流電源系統、２０・・・３レベルＴＮＰＰ回路、２０ａ・・・３レベルＮＰＰ回路、２０ｂ・・・２レベルスイッチング回路、２１・・・フィルタ、２２・・・遮断器、２３・・・遮断器、２４・・・電圧計、２５・・・電圧計、２６・・・電圧検出部、２７・・・実行判断部、２８・・・テストパルス出力部、２９・・・判定部
Claims (24)
- ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ３レベルＴＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ３レベルＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子と直流正極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流正極に接続された外側スイッチング素子と直流正極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流負極側の内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ３レベルＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ３レベルＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ３レベルＮＰＰ回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極側の内側スイッチング素子と直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流負極側の内側スイッチング素子と直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極側の内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ２レベルスイッチング回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流正極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧、及び直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続されたスイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ２レベルスイッチング回路を備えた電力変換装置において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力部と、
前記テストパルス出力部が直流負極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、前記電圧検出部が検出する直流正極と直流中性点との間の電圧、及び直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極に接続されたスイッチング素子が短絡故障していると判定する判定部と
を有することを特徴とする電力変換装置。 - ３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流中性点から交流出力端に向かって逆方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流正極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ３レベルＴＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流中性点から交流出力端に向かって順方向に接続された内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ３レベルＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続された外側スイッチング素子と直流正極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流正極に接続された外側スイッチング素子と直流正極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流負極側の内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ３レベルＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧が低下すると、直流正極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ３レベルＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流正極側の内側スイッチング素子と直流負極側の内側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続された外側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ３レベルＮＰＰ回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極側の内側スイッチング素子と直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流負極側の内側スイッチング素子と直流負極に接続された外側スイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極側の内側スイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ２レベルスイッチング回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流正極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流正極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧、及び直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流負極に接続されたスイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。 - ２レベルスイッチング回路が備えるスイッチング素子の故障診断方法において、
直流正極と直流中性点との間の電圧、直流中性点と直流負極との間の電圧、及び直流正極と直流負極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、
検出した電圧それぞれが上昇して所定の閾値を超えた場合に、直流負極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力するテストパルス出力工程と、
直流負極に接続されたスイッチング素子に対してテストパルスを出力した場合に、直流正極と直流中性点との間の電圧、及び直流中性点と直流負極との間の電圧が低下すると、直流正極に接続されたスイッチング素子が短絡故障していると判定する判定工程と
を含むことを特徴とするスイッチング素子の故障診断方法。
Priority Applications (4)
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