JP7252149B2 - POWER CONVERTER AND FAILURE DETECTION METHOD THEREOF - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電力変換装置及びその故障検出方法に関する。 TECHNICAL FIELD Embodiments of the present invention relate to a power conversion device and a failure detection method thereof.
複数の電力変換器を並列に接続し、複数の電力変換器によって直流電力から交流電力への変換又は交流電力から直流電力への変換を行う電力変換装置が知られている。こうした電力変換装置において、複数の電力変換器のそれぞれの交流接続点に電流検出器を設け、複数の電力変換器のそれぞれの交流接続点に流れる電流を検出することにより、複数の電力変換器の故障を検出することが行われている。 2. Description of the Related Art A power conversion device is known in which a plurality of power converters are connected in parallel and the plurality of power converters converts DC power to AC power or vice versa. In such a power converter, a current detector is provided at each of the AC connection points of the plurality of power converters to detect the current flowing through each of the AC connection points of the plurality of power converters. Detecting faults is done.
しかしながら、複数の電力変換器のそれぞれの交流接続点に電流検出器を設ける場合、電流検出器の台数が多くなってしまう。例えば、複数の電力変換器のそれぞれが2つの交流接続点を有する場合には、複数の電力変換器の数の2倍の数の電流検出器が必要となり、電力変換装置の大型化や製造コストの増加の要因となってしまう可能性がある。 However, when a current detector is provided at each AC connection point of a plurality of power converters, the number of current detectors increases. For example, when each of a plurality of power converters has two AC connection points, the number of current detectors twice the number of the plurality of power converters is required, which increases the size of the power converter and increases the manufacturing cost. may become a factor in the increase in
このため、電力変換装置及びその故障検出方法では、並列に接続された複数の電力変換器の故障を適切に検出できるとともに、複数の電力変換器のそれぞれの交流接続点に電流検出器を設ける場合と比べて、装置の大型化や製造コストの増加を抑制できるようにすることが望まれる。 Therefore, in the power conversion device and its failure detection method, it is possible to appropriately detect failures in a plurality of power converters connected in parallel, and to provide a current detector at each AC connection point of the plurality of power converters. It is desirable to be able to suppress an increase in the size of the device and an increase in the manufacturing cost.
本発明の実施形態は、並列に接続された複数の電力変換器の故障を適切に検出できるとともに、装置の大型化や製造コストの増加を抑制できる電力変換装置及びその故障検出方法を提供する。 Embodiments of the present invention provide a power conversion device and a failure detection method thereof that can appropriately detect failures in a plurality of power converters connected in parallel and can suppress an increase in the size of the device and an increase in manufacturing costs.
本発明の実施形態によれば、第1交流接続点と第2交流接続点とを有し、直流電力から交流電力への変換及び交流電力から直流電力への変換の少なくとも一方を行う複数の電力変換器と、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第1交流接続点と接続され、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第1交流接続点同士を並列に接続する複数の第1配線部材と、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第2交流接続点と接続され、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第2交流接続点同士を並列に接続する複数の第2配線部材と、定常状態において、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第1交流接続点同士に同じ電流が流れるとともに、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第2交流接続点同士に同じ電流が流れるように、前記複数の電力変換器の動作を制御する制御部と、前記複数の電力変換器のそれぞれに対応して設けられた複数の電流検出器と、を備え、前記複数の電流検出器のそれぞれは、貫通孔を有し、前記制御部が前記定常状態の制御を行っている時に、前記貫通孔の一方から他方に向かって流れる電流の絶対値と、前記貫通孔の他方から一方に向かって流れる電流の絶対値と、の差が零になるように、同じ前記電力変換器に接続された前記第1配線部材と前記第2配線部材とを前記貫通孔に挿通し、前記制御部は、前記複数の電流検出器によって検出された電流の絶対値が、所定値以上となった場合に、前記複数の電力変換器のいずれかが故障したと判断する電力変換装置が提供される。 According to an embodiment of the present invention, a plurality of electrical power sources having a first AC connection point and a second AC connection point and for at least one of converting DC power to AC power and vice versa. a converter and a plurality of first wiring members connected to the first AC connection points of the plurality of power converters and connecting the first AC connection points of the plurality of power converters in parallel; and a plurality of second wiring members connected to the second AC connection points of the plurality of power converters and connecting the second AC connection points of the plurality of power converters in parallel; In a steady state, the same current flows between the first AC connection points of the plurality of power converters, and the same current flows between the second AC connection points of the plurality of power converters. , a control unit for controlling the operation of the plurality of power converters , and a plurality of current detectors provided corresponding to each of the plurality of power converters, each of the plurality of current detectors and an absolute value of a current flowing from one side of the through-hole to the other when the control unit is controlling the steady state, and a current flowing from the other side of the through-hole to one side. The first wiring member and the second wiring member connected to the same power converter are inserted into the through hole so that the difference between the absolute value of the current and the Provided is a power converter that determines that one of the plurality of power converters has failed when the absolute value of the current detected by the plurality of current detectors exceeds a predetermined value.
並列に接続された複数の電力変換器の故障を適切に検出できるとともに、装置の大型化や製造コストの増加を抑制できる電力変換装置及びその故障検出方法が提供される。 Provided are a power conversion device and a failure detection method thereof that can appropriately detect failures in a plurality of power converters connected in parallel and that can suppress an increase in the size of the device and an increase in manufacturing costs.
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Each embodiment will be described below with reference to the drawings.
Note that the drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each portion, the size ratio between portions, and the like are not necessarily the same as the actual ones. Also, even when the same parts are shown, the dimensions and ratios may be different depending on the drawing.
In addition, in the present specification and each figure, the same reference numerals are given to the same elements as those described above with respect to the already-appearing figures, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
図1は、実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図1に表したように、電力変換装置2は、複数の電力変換器10と、複数の第1配線部材21と、複数の第2配線部材22と、制御部30と、電流検出器40と、を備える。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a power conversion device according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the
複数の電力変換器10の構成は、それぞれ実質的に同じである。電力変換器10は、第1交流接続点11aと、第2交流接続点11bと、を有する。また、電力変換器10は、第1直流接続点12aと、第2直流接続点12bと、を有する。電力変換器10は、第1交流接続点11a及び第2交流接続点11bを介して交流電力系統や交流負荷などと接続されるとともに、第1直流接続点12a及び第2直流接続点12bを介して直流電源や直流負荷などと接続される。電力変換器10は、直流電力から交流電力への変換及び交流電力から直流電力への変換の少なくとも一方を行う。
The configurations of the plurality of
電力変換器10は、例えば、第1直流接続点12aと第2直流接続点12bとの間にフルブリッジ接続された4つのスイッチング素子14と、第1直流接続点12aと第2直流接続点12bとの間に各スイッチング素子14と並列に接続された電荷蓄積素子16(例えば、コンデンサ)と、を有する。各スイッチング素子14には、例えば、整流素子(例えばダイオード)が逆並列に接続されている。この電力変換器10では、直列に接続された2つのスイッチング素子14の接続点が、それぞれ第1交流接続点11a及び第2交流接続点11bとなる。
The
電力変換器10は、各スイッチング素子14のスイッチングにより、直流電力から交流電力への変換及び交流電力から直流電力への変換の少なくとも一方を行う。この例において、電力変換器10は、より詳しくは、直流電力から単相交流電力への変換及び単相交流電力から直流電力への変換の少なくとも一方を行う。
The
複数の第1配線部材21は、複数の電力変換器10のそれぞれの第1交流接続点11aと接続され、複数の電力変換器10のそれぞれの第1交流接続点11a同士を並列に接続する。
The plurality of
複数の第2配線部材22は、複数の電力変換器10のそれぞれの第2交流接続点11bと接続され、複数の電力変換器10のそれぞれの第2交流接続点11b同士を並列に接続する。
The plurality of
このように、複数の電力変換器10の交流側は、複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22によって並列に接続される。また、この例では、複数の電力変換器10の直流側も、並列に接続されている。但し、複数の電力変換器10の直流側は、直列に接続してもよい。
Thus, the AC sides of the plurality of
複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22には、例えば、ブスバーなどと呼ばれる板状の導体が用いられる。但し、複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22は、ケーブルなどでもよい。複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22の構成は、複数の電力変換器10の交流側を並列に接続可能な任意の構成でよい。
Plate-like conductors called busbars, for example, are used for the plurality of
制御部30は、定常状態において、複数の電力変換器10のそれぞれの第1交流接続点11a同士に同じ電流が流れるとともに、複数の電力変換器10のそれぞれの第2交流接続点11b同士に同じ電流が流れるように、複数の電力変換器10の動作を制御する。制御部30は、例えば、各スイッチング素子14のスイッチングを制御することにより、上記のように各電力変換器10の動作を制御する。
In a steady state, the
各電力変換器10において、第1交流接続点11aに流れる電流の絶対値は、第2交流接続点11bに流れる電流の絶対値と実質的に同じである。換言すれば、第1交流接続点11aに流れる電流の絶対値と、第2交流接続点11bに流れる電流の絶対値と、の差は、実質的に零である。
In each
図2は、電流検出器を模式的に表す説明図である。
図2に表したように、電流検出器40は、貫通孔40aを有する。電流検出器40の形状は、例えば、円筒状である。電流検出器40には、例えば、CT(Current Transformer)などが用いられる。電流検出器40は、例えば、ホール素子を用いたものなどでもよい。電流検出器40は、貫通孔40aを有し、貫通孔40aを通る導体に流れる電流を検出可能な任意の検出器でよい。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the current detector.
As shown in FIG. 2, the
電流検出器40は、制御部30が上記の定常状態の制御を行っている時に、貫通孔40aの一方から他方に向かって流れる電流の絶対値と、貫通孔40aの他方から一方に向かって流れる電流の絶対値と、の差が零になるように、複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22のうちの少なくとも2つを貫通孔40aに挿通した状態で設けられる。
The
貫通孔40aの一方から他方に向かって流れる電流とは、例えば、図2の矢線Aの方向に流れる電流である。貫通孔40aの他方から一方に向かって流れる電流とは、例えば、図2の矢線Bの方向に流れる電流である。但し、電流の向きは、上記と反対でもよい。
The current flowing from one side of the through
電力変換装置2は、例えば、複数の電流検出器40を備える。複数の電流検出器40のうちの1つは、貫通孔40aの一方から他方に向かって電流を流す第1配線部材21の数が、貫通孔40aの他方から一方に向かって電流を流す第1配線部材21の数と同じになるように、偶数本の第1配線部材21を貫通孔40aに挿通する。複数の電流検出器40のうちの別の1つは、貫通孔40aの一方から他方に向かって電流を流す第2配線部材22の数が、貫通孔40aの他方から一方に向かって電流を流す第2配線部材22の数と同じになるように、偶数本の第2配線部材22を貫通孔40aに挿通する。
The
この例において、電力変換装置2は、並列に接続された2つの電力変換器10を備えるとともに、2つの電力変換器10に対応した2つの第1配線部材21と、2つの第2配線部材22と、を備えている。そして、電力変換装置2は、2つの第1配線部材21に対応して設けられた1つの電流検出器40と、2つの第2配線部材22に対応して設けられた別の1つの電流検出器40と、の合計2つの電流検出器40を備えている。
In this example, the
2つの第1配線部材21は、図2に表したように、一方が貫通孔40aの一方から他方に向かって電流を流し、他方が貫通孔40aの他方から一方に向かって電流を流すように、互いに電流を流す向きを逆向きにして貫通孔40aに挿通される。同様に、2つの第2配線部材22は、一方が貫通孔40aの一方から他方に向かって電流を流し、他方が貫通孔40aの他方から一方に向かって電流を流すように、互いに電流を流す向きを逆向きにして貫通孔40aに挿通される。
As shown in FIG. 2, the two
このように、この例において、電流検出器40は、複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22に対応して設けられる。この場合、電流検出器40の数は、偶数である。そして、電流検出器40には、偶数本の第1配線部材21又は偶数本の第2配線部材22が挿通される。従って、この例では、電力変換器10、第1配線部材21、及び第2配線部材22のそれぞれの数も、偶数である。これらの数は、2つに限ることなく、4つや6つなど任意の偶数の数でよい。電力変換器10の数は、変換する電力の大きさや各スイッチング素子14の耐圧などに応じた任意の偶数の数でよい。
Thus, in this example, the
例えば、4つの電力変換器10及び4つの第1配線部材21を設けた場合、2つの電流検出器40の貫通孔40aに第1配線部材21を2つずつ挿通してもよいし、1つの電流検出器40の貫通孔40aに4つの第1配線部材21を挿通してもよい。このように、貫通孔40aに挿通する第1配線部材21又は第2配線部材22の数は、2つに限ることなく、任意の偶数の数でよい。
For example, when four
図3は、電力変換装置の正常時の動作の一例を模式的に表すブロック図である。
図3に表したように、制御部30が定常状態の制御を行っている時には、一方の電流検出器40の貫通孔40a内において、2つの第1配線部材21に流れる電流の向きが逆向きになる。同様に、制御部30が定常状態の制御を行っている時には、他方の電流検出器40の貫通孔40a内において、2つの第2配線部材22に流れる電流の向きが逆向きになる。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing an example of normal operation of the power converter.
As shown in FIG. 3, when the
前述のように、制御部30は、定常状態において、複数の電力変換器10のそれぞれの第1交流接続点11a同士に同じ電流が流れるとともに、複数の電力変換器10のそれぞれの第2交流接続点11b同士に同じ電流が流れるように、複数の電力変換器10の動作を制御する。換言すれば、制御部30は、定常状態において、2つの第1配線部材21に同じ電流が流れるとともに、2つの第2配線部材22に同じ電流が流れるように、複数の電力変換器10の動作を制御する。このため、定常状態においては、貫通孔40a内において、2つの第1配線部材21に流れる電流にともなう磁束が互いに打ち消し合うとともに、2つの第2配線部材22に流れる電流にともなう磁束が互いに打ち消し合う。従って、定常状態においては、電流検出器40によって検出される電流の絶対値が、実質的に零になる。
As described above, in the steady state, the
図4は、電力変換装置の異常時の動作の一例を模式的に表すブロック図である。
図4では、電力変換器10の4つのスイッチング素子14において、上側アームのスイッチング素子14をスイッチング素子14a、14bとし、下側アームのスイッチング素子14をスイッチング素子14c、14dとして説明を行う。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing an example of the operation of the power conversion device when there is an abnormality.
4, in the four
図4は、2つの電力変換器10の下側アームのスイッチング素子14dをオン状態とした場合に、上側の電力変換器10の上側アームのスイッチング素子14bが短絡故障を起こした状態を模式的に表している。
FIG. 4 schematically shows a state in which the
図4に表したように、上側の電力変換器10の上側アームのスイッチング素子14bが短絡故障を起こすと、矢線Cに表した経路で短絡電流(大電流)が流れる。また、上側の電力変換器10のスイッチング素子14bが短絡故障を起こすと、矢線Dに表した経路で回り込み電流が流れる。矢線Dに表したように、回り込み電流が流れた場合には、電流検出器40の貫通孔40a内において、2つの第2配線部材22に流れる電流の向きが同じ向きになる。このように、各スイッチング素子14のいずれかが短絡故障を起こした場合などには、一方の電流検出器40の貫通孔40a内において、2つの第1配線部材21に流れる電流の向きが同じ向きになるか、もしくは他方の電流検出器40の貫通孔40a内において、2つの第2配線部材22に流れる電流の向きが同じ向きになる。従って、各スイッチング素子14のいずれかが短絡故障を起こした場合などには、第1配線部材21又は第2配線部材22に流れる電流に応じた電流値が、電流検出器40によって検出される。
As shown in FIG. 4, when the switching
また、例えば、制御信号の不具合などにより、各スイッチング素子14のいずれかがオン状態にならなかった場合などには、図3に表した定常状態の動作において、一方の電流検出器40の貫通孔40a内において、一方の第1配線部材21のみに電流が流れる。あるいは、他方の電流検出器40の貫通孔40a内において、一方の第2配線部材22のみに電流が流れる。従って、この場合にも、一方の第1配線部材21又は一方の第2配線部材22に流れる電流に応じた電流値が、電流検出器40によって検出される。
Further, for example, when one of the switching
電流検出器40は、検出した電流の電流値を制御部30に入力する。制御部30は、複数の電流検出器40のいずれかによって検出された電流の絶対値が、所定値以上となった場合に、複数の電力変換器10のいずれかが故障したと判断する。制御部30は、複数の電力変換器10のいずれかが故障したと判断した場合、複数の電力変換器10の動作を停止させる。このように、電力変換装置2では、複数の電力変換器10のいずれかの故障を適切に検出することができる。
The
電力変換装置2の故障検出方法は、貫通孔40aを有する電流検出器40を設ける工程と、故障を判断する工程と、を有する。電流検出器40を設ける工程は、制御部30が定常状態の制御を行っている時に、貫通孔40aの一方から他方に向かって流れる電流の絶対値と、貫通孔40aの他方から一方に向かって流れる電流の絶対値と、の差が零になるように、複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22のうちの少なくとも2つを貫通孔40aに挿通することにより、電流検出器40を設ける工程である。故障を判断する工程は、電流検出器40によって検出された電流の絶対値が、所定値以上となった場合に、複数の電力変換器10のいずれかが故障したと判断する工程である。
A failure detection method for the
図5は、参考の電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図5に表したように、電力変換装置においては、複数の電力変換器10の第1交流接続点11a及び第2交流接続点11bのそれぞれに電流検出器40を設け、複数の電力変換器10の第1交流接続点11a及び第2交流接続点11bのそれぞれに流れる電流を検出することにより、複数の電力変換器10の故障を検出する構成も考えられる。換言すれば、複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22のそれぞれに対応させて複数の電流検出器40を設け、複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22のそれぞれに流れる電流を検出することにより、複数の電力変換器10の故障を検出する構成も考えられる。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing a reference power converter.
As shown in FIG. 5 , in the power converter, a
しかしながら、図5に表した構成では、電流検出器40の台数が多くなってしまい、電力変換装置の大型化や製造コストの増加の要因となってしまう可能性がある。
However, in the configuration shown in FIG. 5, the number of
これに対して、本実施形態に係る電力変換装置2では、複数の電流検出器40のうちの1つが、貫通孔40aの一方から他方に向かって電流を流す第1配線部材21の数が、貫通孔40aの他方から一方に向かって電流を流す第1配線部材21の数と同じになるように、偶数本の第1配線部材21を貫通孔40aに挿通する。そして、複数の電流検出器40のうちの別の1つが、貫通孔40aの一方から他方に向かって電流を流す第2配線部材22の数が、貫通孔40aの他方から一方に向かって電流を流す第2配線部材22の数と同じになるように、偶数本の第2配線部材22を貫通孔40aに挿通する。
On the other hand, in the
このように、複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22に対応して電流検出器40を設けることにより、図5に表した参考例と比べて電流検出器40の数を少なくすることができる。例えば、図5に表した参考例と比べて電流検出器40の数を半分にすることができる。これにより、電流検出器40による装置の大型化や製造コストの増加を抑制することができる。そして、前述のように、本実施形態に係る電力変換装置2においても、複数の電力変換器10のいずれかの故障を適切に検出することができる。従って、複数の電力変換器10の故障を適切に検出できるとともに、装置の大型化や製造コストの増加を抑制できる電力変換装置2及びその故障検出方法を提供することができる。
Thus, by providing the
また、電力変換装置2では、定常状態においては、電流検出器40によって検出される電流の絶対値が、実質的に零になる。これにより、電流検出器40が大きな電流を検出する場合と比べて、定常状態における電流検出器40の発熱を抑制することができる。例えば、発熱によって電流検出器40の劣化を早めてしまうことなどを抑制することができる。例えば、電流検出器40の放熱器の追加による大型化やコスト増などを抑制することもできる。
In the
また、定常状態において、電流検出器40によって検出される電流の絶対値が、実質的に零になることにより、例えば、小電流の電流検出器40を用いることも可能になる。例えば、大きな電流に対応した電流検出器を用いる場合と比べて、電流検出器40をより小型にできるとともに、電流検出器40のコストをより抑えることができる。
In addition, since the absolute value of the current detected by the
図6は、実施形態に係る電力変換装置の変形例を模式的に表すブロック図である。
なお、上記実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。
図6に表したように、電力変換装置2aは、複数の電力変換器10のそれぞれに対応して設けられた複数の電流検出器40を備えている。複数の電流検出器40のそれぞれは、同じ電力変換器10に接続された第1配線部材21と第2配線部材22とを貫通孔40aに挿通する。
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a modification of the power converter according to the embodiment.
It should be noted that the same reference numerals are given to the parts that are substantially the same as those of the above-described embodiment in terms of function and configuration, and detailed description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 6, the
このように、複数の電流検出器40は、複数の電力変換器10のそれぞれに対応させて設けてもよい。この場合にも、上記実施形態と同様に、複数の電力変換器10の故障を適切に検出できるとともに、装置の大型化や製造コストの増加を抑制することができる。
Thus, the plurality of
複数の電流検出器40を複数の電力変換器10のそれぞれに対応させて設ける場合、複数の電力変換器10、複数の第1配線部材21、複数の第2配線部材22、及び複数の電流検出器40のそれぞれの数は、奇数でもよい。
When the plurality of
図7は、実施形態に係る電力変換装置の変形例を模式的に表すブロック図である。
図7に表したように、電力変換装置2bでは、複数の電力変換器10、複数の第1配線部材21、及び複数の第2配線部材22のそれぞれの数は、偶数である。電流検出器40は、複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22のそれぞれを貫通孔40aに挿通する。
FIG. 7 is a block diagram schematically showing a modification of the power converter according to the embodiment.
As shown in FIG. 7, in the
このように、複数の電力変換器10、複数の第1配線部材21、及び複数の第2配線部材22のそれぞれの数を偶数とし、複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22のそれぞれを貫通孔40aに挿通することにより、制御部30が定常状態の制御を行っている時に、貫通孔40aの一方から他方に向かって流れる電流の絶対値と、貫通孔40aの他方から一方に向かって流れる電流の絶対値と、の差が零になるようにしてもよい。
In this way, the number of each of the plurality of
この場合にも、上記実施形態と同様に、複数の電力変換器10の故障を適切に検出できるとともに、装置の大型化や製造コストの増加を抑制することができる。複数の第1配線部材21及び複数の第2配線部材22のそれぞれを貫通孔40aに挿通する場合には、電流検出器40の数が1つでよく、電力変換装置2bの部品点数をより削減することができる。
Also in this case, similarly to the above-described embodiment, it is possible to appropriately detect failures in a plurality of
制御部30が定常状態の制御を行っている時に、貫通孔40aの一方から他方に向かって流れる電流の絶対値と、貫通孔40aの他方から一方に向かって流れる電流の絶対値と、の差が零になるようにする第1配線部材21及び第2配線部材22の配線の方法、及び電流検出器40の数などは、許容可能な装置の大きさ、変換する電力の電力量、及び配線のし易さなどを考慮して、適宜選択すればよい。
The difference between the absolute value of the current flowing from one side of the through-
図8は、実施形態に係る電力変換装置の変形例を模式的に表すブロック図である。
図8に表したように、電力変換装置2cでは、電力変換器10が、第1直流接続点12aと第2直流接続点12bとの間に三相ブリッジ接続された6つのスイッチング素子14を有するとともに、第3交流接続点11cをさらに有する。電力変換装置2cにおいて、電力変換器10は、直流電力から三相交流電力への変換及び三相交流電力から直流電力への変換の少なくとも一方を行う。
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a modification of the power converter according to the embodiment.
As shown in FIG. 8, in the
また、電力変換装置2cは、複数の第3配線部材23をさらに備える。複数の第3配線部材23は、複数の電力変換器10のそれぞれの第3交流接続点11cと接続され、複数の電力変換器10のそれぞれの第3交流接続点11c同士を並列に接続する。
Moreover, the
電力変換装置2cでは、複数の電流検出器40のうちの1つが、貫通孔40aの一方から他方に向かって電流を流す第3配線部材23の数が、貫通孔40aの他方から一方に向かって電流を流す第3配線部材23の数と同じになるように、偶数本の第3配線部材23を貫通孔40aに挿通する。
In the
これにより、三相構成とした電力変換装置2cにおいても、上記実施形態と同様に、複数の電力変換器10の故障を適切に検出できるとともに、電流検出器40の数を抑制し、装置の大型化や製造コストの増加を抑制することができる。
As a result, even in the
このように、電力変換器10の変換する交流電力は、単相交流電力に限ることなく、三相交流電力などでもよい。また、電力変換器10の構成は、単相ブリッジ回路や三相ブリッジ回路に限定されるものではない。電力変換器10は、例えば、3レベルインバータなどのマルチレベル変換器などでもよい。電力変換器10の構成は、定常状態において、複数の第1交流接続点11a同士、複数の第2交流接続点11b同士、及び複数の第3交流接続点11c同士に同じ電流を流すことが可能な任意の構成でよい。
Thus, the AC power converted by the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
2、2a、2b、2c 電力変換装置、 10 電力変換器、 11a 第1交流接続点、 11b 第2交流接続点、 11c 第3交流接続点、 12a 第1直流接続点、 12b 第2直流接続点、 14 スイッチング素子、 16 電荷蓄積素子、 21 第1配線部材、 22 第2配線部材、 23 第3配線部材、 30 制御部、 40 電流検出器、 40a 貫通孔 2, 2a, 2b, 2c power converter, 10 power converter, 11a first AC connection point, 11b second AC connection point, 11c third AC connection point, 12a first DC connection point, 12b second DC connection point , 14 switching element, 16 charge storage element, 21 first wiring member, 22 second wiring member, 23 third wiring member, 30 control unit, 40 current detector, 40a through hole
Claims (2)
前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第1交流接続点と接続され、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第1交流接続点同士を並列に接続する複数の第1配線部材と、
前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第2交流接続点と接続され、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第2交流接続点同士を並列に接続する複数の第2配線部材と、
定常状態において、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第1交流接続点同士に同じ電流が流れるとともに、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第2交流接続点同士に同じ電流が流れるように、前記複数の電力変換器の動作を制御する制御部と、
前記複数の電力変換器のそれぞれに対応して設けられた複数の電流検出器と、
を備え、
前記複数の電流検出器のそれぞれは、貫通孔を有し、前記制御部が前記定常状態の制御を行っている時に、前記貫通孔の一方から他方に向かって流れる電流の絶対値と、前記貫通孔の他方から一方に向かって流れる電流の絶対値と、の差が零になるように、同じ前記電力変換器に接続された前記第1配線部材と前記第2配線部材とを前記貫通孔に挿通し、
前記制御部は、前記複数の電流検出器によって検出された電流の絶対値が、所定値以上となった場合に、前記複数の電力変換器のいずれかが故障したと判断する電力変換装置。 a plurality of power converters having a first AC connection point and a second AC connection point and performing at least one of DC power to AC power conversion and AC power to DC power conversion;
a plurality of first wiring members connected to the first AC connection points of the plurality of power converters and connecting the first AC connection points of the plurality of power converters in parallel;
a plurality of second wiring members connected to the second AC connection points of the plurality of power converters and connecting the second AC connection points of the plurality of power converters in parallel;
In a steady state, the same current flows between the first AC connection points of the plurality of power converters, and the same current flows between the second AC connection points of the plurality of power converters. , a control unit that controls the operation of the plurality of power converters;
a plurality of current detectors provided corresponding to each of the plurality of power converters;
with
Each of the plurality of current detectors has a through hole, and when the control unit is controlling the steady state, the absolute value of the current flowing from one side of the through hole to the other The first wiring member and the second wiring member connected to the same power converter are inserted into the through hole so that the difference between the absolute value of the current flowing from the other side to the one side of the hole becomes zero. through,
The power conversion device, wherein the control unit determines that one of the plurality of power converters has failed when an absolute value of the current detected by the plurality of current detectors is equal to or greater than a predetermined value.
前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第1交流接続点と接続され、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第1交流接続点同士を並列に接続する複数の第1配線部材と、
前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第2交流接続点と接続され、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第2交流接続点同士を並列に接続する複数の第2配線部材と、
定常状態において、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第1交流接続点同士に同じ電流が流れるとともに、前記複数の電力変換器のそれぞれの前記第2交流接続点同士に同じ電流が流れるように、前記複数の電力変換器の動作を制御する制御部と、
を備えた電力変換装置の故障検出方法において、
貫通孔を有する複数の電流検出器を前記複数の電力変換器のそれぞれに対応して設ける工程であって、前記制御部が前記定常状態の制御を行っている時に、前記貫通孔の一方から他方に向かって流れる電流の絶対値と、前記貫通孔の他方から一方に向かって流れる電流の絶対値と、の差が零になるように、同じ前記電力変換器に接続された前記第1配線部材と前記第2配線部材とを前記貫通孔に挿通することにより、前記複数の電力変換器のそれぞれに対応して前記複数の電流検出器を設ける工程と、
前記複数の電流検出器によって検出された電流の絶対値が、所定値以上となった場合に、前記複数の電力変換器のいずれかが故障したと判断する工程と、
を有する電力変換装置の故障検出方法。 a plurality of power converters having a first AC connection point and a second AC connection point and performing at least one of DC power to AC power conversion and AC power to DC power conversion;
a plurality of first wiring members connected to the first AC connection points of the plurality of power converters and connecting the first AC connection points of the plurality of power converters in parallel;
a plurality of second wiring members connected to the second AC connection points of the plurality of power converters and connecting the second AC connection points of the plurality of power converters in parallel;
In a steady state, the same current flows between the first AC connection points of the plurality of power converters, and the same current flows between the second AC connection points of the plurality of power converters. , a control unit that controls the operation of the plurality of power converters;
In a failure detection method for a power conversion device comprising
A step of providing a plurality of current detectors having through-holes corresponding to each of the plurality of power converters , wherein when the control unit is controlling the steady state, one of the through-holes to the other The first wiring member connected to the same power converter such that the difference between the absolute value of the current flowing toward the through hole and the absolute value of the current flowing from the other side of the through hole toward the one side is zero. a step of providing the plurality of current detectors corresponding to each of the plurality of power converters by inserting the second wiring member and the second wiring member through the through holes;
determining that one of the plurality of power converters has failed when the absolute value of the current detected by the plurality of current detectors exceeds a predetermined value;
A failure detection method for a power conversion device having
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