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JP7325673B2 - Power converter and air conditioner - Google Patents
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Description

本開示は、交流電源の電力を任意の周波数且つ任意の電圧に変換して電動機などの負荷に供給する電力変換装置、及び、それを備えた空調機に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a power conversion device that converts power from an AC power supply into an arbitrary frequency and an arbitrary voltage and supplies it to a load such as an electric motor, and an air conditioner provided with the same.

商用交流電源を整流回路で直流に整流し、インバータ回路で任意の周波数かつ任意の電圧に変換して、電動機などの負荷に供給する電力変換装置が知られている。整流回路とインバータ回路との間には、交流電源周波数による電圧脈動を平滑することまたはインバータのスイッチングによるサージ電圧を吸収することなどを目的として、平滑コンデンサが配置される。 A power converter is known that rectifies a commercial AC power source into a DC power source with a rectifier circuit, converts it into an arbitrary frequency and voltage with an inverter circuit, and supplies it to a load such as an electric motor. A smoothing capacitor is arranged between the rectifier circuit and the inverter circuit for the purpose of smoothing voltage pulsation due to the frequency of the AC power supply or absorbing surge voltage due to switching of the inverter.

一般に、整流回路とインバータ回路との間の直流電圧、すなわち、平滑コンデンサの両端電圧のことを、母線電圧または直流リンク電圧と呼ぶ。従来の電力変換装置では、交流電源の電圧が大きくなるまたは電動機の回転中にインバータ回路の出力を停止することに起因して母線電圧が上昇する場合に備えて、過電圧保護回路を設けることが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In general, the DC voltage between the rectifier circuit and the inverter circuit, that is, the voltage across the smoothing capacitor is called a bus voltage or a DC link voltage. In conventional power converters, it is known that an overvoltage protection circuit is provided in preparation for a case where the bus voltage rises due to an increase in the voltage of the AC power supply or the stoppage of the output of the inverter circuit while the motor is rotating. (See Patent Document 1, for example).

特許文献1に記載の電力変換装置に設けられた過電圧保護回路は、互いに直列に接続された回生抵抗と半導体素子とから構成されている。また、当該過電圧保護回路は、平滑コンデンサに並列に接続されている。特許文献1に記載の電力変換装置では、母線電圧が大きくなった場合に、過電圧保護回路の回生抵抗に電流を流して電力を消費することで、インバータ回路を構成する素子を過電圧から保護する構成が提案されている。 The overvoltage protection circuit provided in the power converter disclosed in Patent Document 1 is composed of a regenerative resistor and a semiconductor element connected in series with each other. Also, the overvoltage protection circuit is connected in parallel with the smoothing capacitor. In the power conversion device described in Patent Document 1, when the bus voltage increases, a current is passed through the regenerative resistor of the overvoltage protection circuit to consume power, thereby protecting the elements that make up the inverter circuit from overvoltage. is proposed.

しかしながら、特許文献1の電力変換装置の回路構成では、電源投入時に平滑コンデンサに定常時の数倍の突入電流が流れる。突入電流が流れると、場合によっては、電力変換装置を構成する内部回路の素子が故障する、あるいは、断線が発生するなどの不具合が生じるため、電力変換装置の信頼性が低下する。 However, in the circuit configuration of the power converter disclosed in Patent Document 1, when the power is turned on, an inrush current that is several times higher than that in a steady state flows through the smoothing capacitor. When an inrush current flows, in some cases, malfunctions such as failure of elements of internal circuits constituting the power conversion device or disconnection of wires occur, thereby reducing the reliability of the power conversion device.

従って、このような突入電流を抑制する方法として、突入防止抵抗を活用する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Therefore, as a method of suppressing such inrush current, a method of utilizing an inrush prevention resistor is known (see, for example, Patent Document 2).

特許文献2に記載の電力変換装置では、全波整流回路の出力端間に、高周波用のリアクトルとスイッチング素子とが直列に接続され、リアクトルとスイッチング素子との接続点に逆流素子用のダイオードが接続されている。これらのリアクトル、スイッチング素子、及び、ダイオードは、昇圧チョッパ回路を構成している。また、昇圧チョッパ回路のリアクトル及びダイオードに対して、互いに直列に接続された第1のスイッチと低周波用のリアクトルとが、並列に接続されている。また、昇圧チョッパ回路の出力端間には、第2のスイッチと平滑コンデンサとが直列に接続されている。第2のスイッチには、突入防止抵抗が並列に接続されている。このように、特許文献2では、第1のスイッチ及び第2のスイッチから構成されたリレーを、流れる電流が少ない平滑コンデンサに直列に接続することで、当該リレーを小型化する構成が提案されている。 In the power conversion device described in Patent Document 2, a high-frequency reactor and a switching element are connected in series between output terminals of a full-wave rectifier circuit, and a diode for a reverse current element is provided at a connection point between the reactor and the switching element. It is connected. These reactors, switching elements, and diodes constitute a boost chopper circuit. Also, the first switch and the low-frequency reactor, which are connected in series, are connected in parallel to the reactor and the diode of the boost chopper circuit. A second switch and a smoothing capacitor are connected in series between the output terminals of the boost chopper circuit. A rush prevention resistor is connected in parallel to the second switch. As described above, Patent Document 2 proposes a configuration in which a relay configured by a first switch and a second switch is connected in series to a smoothing capacitor through which a small amount of current flows, thereby reducing the size of the relay. there is

特開2020-124104号公報JP 2020-124104 A 特開2009-60705号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-60705

しかしながら、特許文献1の回路構成において、突入電流を抑制するために、特許文献1の回路構成と特許文献2の回路構成とを単純に組み合わせた場合、特許文献1の回生用の回路と特許文献2の突入防止用の回路の2つの回路を別々に用意することになる。そのため、回路構成が複雑になるとともに、装置のコストアップにつながるという課題があった。 However, in the circuit configuration of Patent Document 1, when the circuit configuration of Patent Document 1 and the circuit configuration of Patent Document 2 are simply combined in order to suppress the inrush current, the regeneration circuit of Patent Document 1 and the circuit configuration of Patent Document 1 2 circuits for rush prevention are prepared separately. Therefore, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated and the cost of the device increases.

本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、部品コストを増大させることなく、電力変換装置に設けられた各素子を過電圧からも突入電流からも保護できる電力変換装置、及び、それを備えた空調機を得ることを目的としている。 The present disclosure has been made to solve such problems, and a power conversion device that can protect each element provided in the power conversion device from both overvoltage and inrush current without increasing the cost of parts, and It aims at obtaining an air conditioner provided with it.

本開示に係る電力変換装置は、交流電源から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、前記直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ回路と、前記整流回路の出力端と前記インバータ回路の入力端との間の母線に接続され、前記母線の母線電圧を制御する母線電圧制御回路とを備え、前記母線は、高電位側の正側母線と、低電位側の負側母線とを含み、前記母線電圧制御回路は、前記正側母線に一端が接続された抵抗器と、前記抵抗器の他端にアノードが接続された第1ダイオードと、一端が前記第1ダイオードのカソードに接続され、他端が前記負側母線に接続されたコンデンサと、前記抵抗器及び前記第1ダイオードに対して並列接続されたリレーと、前記第1ダイオード及び前記コンデンサに対して並列接続された半導体スイッチとを有する電力変換装置であって、前記インバータ回路から前記負荷に向かって流れる電流値を検出して電流情報を出力する電流検出部と、前記電流検出部が出力した前記電流情報に基づいて、前記リレーの導通及び開放を制御する母線電圧制御部とを備え、前記母線電圧制御部は、前記電流検出部が出力した前記電流情報に基づいて、前記インバータ回路が動作中か否かの判定を行い、前記インバータ回路が動作中の時は、前記リレーを導通させ、前記インバータ回路が動作中でない時は、前記リレーを開放させるものである。
また、本開示に係る電力変換装置は、交流電源から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、前記直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ回路と、前記整流回路の出力端と前記インバータ回路の入力端との間の母線に接続され、前記母線の母線電圧を制御する母線電圧制御回路とを備え、前記母線は、高電位側の正側母線と、低電位側の負側母線とを含み、前記母線電圧制御回路は、前記正側母線に一端が接続された抵抗器と、前記抵抗器の他端にアノードが接続された第1ダイオードと、一端が前記第1ダイオードのカソードに接続され、他端が前記負側母線に接続されたコンデンサと、前記抵抗器及び前記第1ダイオードに対して並列接続されたリレーと、前記第1ダイオード及び前記コンデンサに対して並列接続された半導体スイッチとを有し、前記抵抗器と前記半導体スイッチとの間に配置され、前記半導体スイッチに直列接続されて、前記抵抗器が回生抵抗として作用する時に回生補助抵抗として作用する、第1補助抵抗器を備えたものである。
また、本開示に係る電力変換装置は、交流電源から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、前記直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ回路と、前記整流回路の出力端と前記インバータ回路の入力端との間の母線に接続され、前記母線の母線電圧を制御する母線電圧制御回路とを備え、前記母線は、高電位側の正側母線と、低電位側の負側母線とを含み、前記母線電圧制御回路は、前記正側母線に一端が接続された抵抗器と、前記抵抗器の他端にアノードが接続された第1ダイオードと、一端が前記第1ダイオードのカソードに接続され、他端が前記負側母線に接続されたコンデンサと、前記抵抗器及び前記第1ダイオードに対して並列接続されたリレーと、前記第1ダイオード及び前記コンデンサに対して並列接続された半導体スイッチとを有し、前記第1ダイオードと前記コンデンサとの間に直列接続され、且つ、前記リレーに対して並列接続され、前記抵抗器が突入防止抵抗として作用する時に突入防止補助抵抗として作用する、第2補助抵抗器を備えたものである。
A power converter according to the present disclosure includes a rectifier circuit that rectifies an AC voltage supplied from an AC power supply and converts it to a DC voltage, an inverter circuit that converts the DC voltage to an AC voltage and supplies it to a load, and the rectification a bus voltage control circuit connected to a bus between the output end of the circuit and the input end of the inverter circuit for controlling a bus voltage of the bus; The bus voltage control circuit includes a resistor having one end connected to the positive bus, a first diode having an anode connected to the other end of the resistor, and a first diode having an anode connected to the other end of the resistor. a capacitor connected to the cathode of the first diode and having the other end connected to the negative bus; a relay connected in parallel to the resistor and the first diode; and a semiconductor switch connected in parallel to the inverter circuit, the power conversion device comprising: a current detection unit for detecting a current value flowing from the inverter circuit toward the load and outputting current information; a bus voltage control unit that controls conduction and opening of the relay based on the current information that has been obtained, and the bus voltage control unit controls the inverter circuit based on the current information output from the current detection unit. It is determined whether the inverter circuit is in operation or not, and when the inverter circuit is in operation, the relay is made conductive, and when the inverter circuit is not in operation, the relay is opened.
Further, a power converter according to the present disclosure includes a rectifier circuit that rectifies an AC voltage supplied from an AC power supply and converts it into a DC voltage, an inverter circuit that converts the DC voltage into an AC voltage and supplies it to a load, a bus voltage control circuit connected to a bus between the output terminal of the rectifier circuit and the input terminal of the inverter circuit for controlling a bus voltage of the bus, wherein the bus is connected to a positive bus on a high potential side; , and a negative bus on the low potential side, the bus voltage control circuit comprising: a resistor having one end connected to the positive bus; a first diode having an anode connected to the other end of the resistor; A capacitor having one end connected to the cathode of the first diode and the other end connected to the negative bus, a relay connected in parallel to the resistor and the first diode, the first diode and the a semiconductor switch connected in parallel to the capacitor, disposed between the resistor and the semiconductor switch, and connected in series with the semiconductor switch to assist regeneration when the resistor acts as a regeneration resistor. It has a first auxiliary resistor acting as a resistor.
Further, a power converter according to the present disclosure includes a rectifier circuit that rectifies an AC voltage supplied from an AC power supply and converts it into a DC voltage, an inverter circuit that converts the DC voltage into an AC voltage and supplies it to a load, a bus voltage control circuit connected to a bus between the output terminal of the rectifier circuit and the input terminal of the inverter circuit for controlling a bus voltage of the bus, wherein the bus is connected to a positive bus on a high potential side; , and a negative bus on the low potential side, the bus voltage control circuit comprising: a resistor having one end connected to the positive bus; a first diode having an anode connected to the other end of the resistor; A capacitor having one end connected to the cathode of the first diode and the other end connected to the negative bus, a relay connected in parallel to the resistor and the first diode, the first diode and the a semiconductor switch connected in parallel with a capacitor, connected in series between the first diode and the capacitor, and connected in parallel with the relay, the resistor acting as an inrush prevention resistor. It is provided with a second auxiliary resistor that acts as an inrush prevention auxiliary resistance when the

本開示に係る空調機は、前記電力変換装置と、前記電力変換装置の前記負荷である電動機によって駆動される圧縮機と、前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮された前記冷媒を減圧させる膨張弁と、減圧された前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを含む、冷凍サイクル装置と、前記冷凍サイクル装置の前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも一方に送風を行う送風機とを備えたものである。 The air conditioner according to the present disclosure includes the power conversion device, a compressor driven by the electric motor that is the load of the power conversion device, a condenser that condenses refrigerant discharged from the compressor, and a condensed a refrigeration cycle device including an expansion valve that decompresses the refrigerant; an evaporator that evaporates the decompressed refrigerant; and a blower that blows air to at least one of the condenser and the evaporator of the refrigeration cycle device. It is prepared.

本開示に係る電力変換装置及び空調機によれば、リレー及び半導体スイッチの動作によって、一つの抵抗器が回生抵抗と突入防止抵抗という二つの役割を果たすことができる。これにより、部品コストが増大することなく、電力変換装置に設けられた各素子を過電圧からも突入電流からも保護することができる。 According to the power conversion device and the air conditioner according to the present disclosure, one resistor can play two roles of regenerative resistance and inrush prevention resistance by the operation of the relay and the semiconductor switch. As a result, each element provided in the power converter can be protected from both overvoltage and inrush current without increasing the cost of parts.

実施の形態1に係る電力変換装置100の構成の一例を示す回路ブロック図である。1 is a circuit block diagram showing an example of a configuration of a power conversion device 100 according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1に係る電力変換装置100の母線電圧制御部7が実行する母線電圧制御ループを示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a bus voltage control loop executed by a bus voltage control unit 7 of the power converter 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係る電力変換装置100Aの構成の一例を示す回路ブロック図である。FIG. 4 is a circuit block diagram showing an example of a configuration of a power conversion device 100A according to Embodiment 2; 実施の形態3に係る電力変換装置100Bの構成の一例を示す回路ブロック図である。FIG. 11 is a circuit block diagram showing an example of a configuration of a power conversion device 100B according to Embodiment 3; 実施の形態4に係る電力変換装置100Cの構成の一例を示す回路ブロック図である。FIG. 11 is a circuit block diagram showing an example of a configuration of a power conversion device 100C according to Embodiment 4; 実施の形態5に係る空調機400の構成の一例を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an example of the configuration of an air conditioner 400 according to Embodiment 5;

以下、本開示に係る電力変換装置及び空調機の実施の形態について図面を参照して説明する。本開示は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本開示は、以下の実施の形態及びその変形例に示す構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含むものである。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。なお、各図面では、各構成部材の相対的な寸法関係または形状等が実際のものとは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of a power conversion device and an air conditioner according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure. In addition, the present disclosure includes all combinations of configurations that can be combined among configurations shown in the following embodiments and modifications thereof. Also, in each figure, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, which are common throughout the specification. In each drawing, the relative dimensional relationship, shape, etc. of each component may differ from the actual one.

実施の形態1.
実施の形態1に係る電力変換装置は、交流電源の電力を任意の周波数かつ任意の電圧に変換して電動機などの負荷に供給することで、当該負荷を駆動する。実施の形態1に係る電力変換装置は、突入電流を防止する機能と回生電圧からの保護機能とを備えている。
Embodiment 1.
The power conversion apparatus according to Embodiment 1 converts the power of an AC power supply into an arbitrary frequency and an arbitrary voltage and supplies the electric power to a load such as an electric motor to drive the load. The power converter according to Embodiment 1 has a function of preventing rush current and a function of protecting against regenerative voltage.

[電力変換装置100の構成]
図1は、実施の形態1に係る電力変換装置100の構成の一例を示す回路ブロック図である。図1に示すように、電力変換装置100には、電源である交流電源1と、負荷である電動機2とが接続されている。例えば、交流電源1は、例えばU相、V相、W相を有する三相の商用電源である。電動機2は、例えばU相、V相、W相を有する三相の永久磁石同期モータである。
[Configuration of power converter 100]
FIG. 1 is a circuit block diagram showing an example of the configuration of a power converter 100 according to Embodiment 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 1, an AC power supply 1 as a power source and an electric motor 2 as a load are connected to a power conversion device 100 . For example, the AC power supply 1 is a three-phase commercial power supply having, for example, U phase, V phase, and W phase. The electric motor 2 is, for example, a three-phase permanent magnet synchronous motor having U-phase, V-phase, and W-phase.

電力変換装置100は、図1に示すように、整流回路3と、母線電圧制御回路4と、インバータ回路5と、電流検出部6とを備えている。また、電力変換装置100は、母線電圧制御部7と、インバータ回路制御部8とを備えている。以下、これらの構成要素について説明する。 The power converter 100 includes a rectifier circuit 3, a bus voltage control circuit 4, an inverter circuit 5, and a current detector 6, as shown in FIG. The power converter 100 also includes a bus voltage controller 7 and an inverter circuit controller 8 . These constituent elements are described below.

整流回路3は、交流電源1に接続されている。整流回路3は、交流電源1から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換する。整流回路3によって整流された直流電圧は、交流電源1の電圧周波数による低次高調波成分を含んでいる。当該低次高調波成分は、脈動成分とも呼ばれる。当該低次高調波成分は、例えば、交流電源1の電圧周波数の6倍の周波数で脈動する。整流回路3は、例えば、6つの整流用ダイオード30を備えたフルブリッジ回路から構成される。具体的に説明すると、2つの整流用ダイオード30が直列に接続されて、直列体を形成している。そして、当該直列体を3つ用意して、それらの3つの直列体を並列に接続することにより、フルブリッジ回路が形成される。なお、整流回路3には、整流用ダイオード30の代わりに、トランジスタなどのスイッチング素子を用いてもよい。整流回路3の出力端は、電力変換装置100の母線(符号11及び12参照)に接続されている。電力変換装置100の当該母線は、正側母線11と負側母線12とを含んでいる。正側母線11が高電位側の母線で、負側母線12が低電位側の母線である。以下では、正側母線11と負側母線12とを纏めて、母線11及び12と呼ぶことがある。 The rectifier circuit 3 is connected to the AC power supply 1 . The rectifier circuit 3 rectifies the AC voltage supplied from the AC power supply 1 and converts it into a DC voltage. The DC voltage rectified by the rectifier circuit 3 contains low-order harmonic components due to the voltage frequency of the AC power supply 1 . The low-order harmonic component is also called a pulsation component. The low-order harmonic component pulsates at a frequency six times the voltage frequency of the AC power supply 1, for example. The rectifier circuit 3 is composed of, for example, a full bridge circuit including six rectifying diodes 30 . Specifically, two rectifying diodes 30 are connected in series to form a series body. By preparing three series bodies and connecting the three series bodies in parallel, a full bridge circuit is formed. A switching element such as a transistor may be used in the rectifier circuit 3 instead of the rectifier diode 30 . The output terminal of the rectifier circuit 3 is connected to the bus of the power converter 100 (see symbols 11 and 12). The bus of the power conversion device 100 includes a positive bus 11 and a negative bus 12 . The positive bus line 11 is the bus line on the high potential side, and the negative bus line 12 is the bus line on the low potential side. Hereinafter, the positive bus 11 and the negative bus 12 may be collectively referred to as the bus 11 and 12 .

母線電圧制御回路4は、整流回路3の出力端とインバータ回路5の入力端との間の母線に接続されている。すなわち、母線電圧制御回路4は、整流回路3の出力端とインバータ回路5の入力端との間に配置され、正側母線11及び負側母線12に接続されている。母線電圧制御回路4は、母線11及び12の母線電圧を制御する。母線電圧は、高電位側の正側母線11と低電位側の負側母線12との間の電位差である。母線電圧制御回路4は、抵抗器41と、第1ダイオード42と、コンデンサ43と、リレー44と、半導体スイッチ45とを備えている。 The bus voltage control circuit 4 is connected to the bus between the output end of the rectifier circuit 3 and the input end of the inverter circuit 5 . That is, the bus voltage control circuit 4 is arranged between the output terminal of the rectifier circuit 3 and the input terminal of the inverter circuit 5 and is connected to the positive bus line 11 and the negative bus line 12 . A bus voltage control circuit 4 controls bus voltages of the buses 11 and 12 . The bus voltage is the potential difference between the positive bus 11 on the high potential side and the negative bus 12 on the low potential side. The bus voltage control circuit 4 includes a resistor 41 , a first diode 42 , a capacitor 43 , a relay 44 and a semiconductor switch 45 .

図1に示すように、高電位側から低電位側に向かって、抵抗器41、高電位側をアノードとする第1ダイオード42、及び、コンデンサ43が、この順に直列に接続されている。すなわち、抵抗器41の一端が正側母線11に接続され、抵抗器41の他端が第1ダイオード42のアノードに接続されている、第1ダイオード42のカソードは、コンデンサ43の正極電極に接続されている。コンデンサ43の負極電極は、負側母線12に接続されている。以下では、抵抗器41と正側母線11との接続点を接続点C1と呼び、コンデンサ43の負極電極と負側母線12との接続点を接続点C2と呼ぶ。 As shown in FIG. 1, a resistor 41, a first diode 42 whose anode is on the high potential side, and a capacitor 43 are connected in series in this order from the high potential side to the low potential side. That is, one end of the resistor 41 is connected to the positive bus 11 and the other end of the resistor 41 is connected to the anode of the first diode 42. The cathode of the first diode 42 is connected to the positive electrode of the capacitor 43. It is A negative electrode of the capacitor 43 is connected to the negative bus 12 . Hereinafter, the connection point between the resistor 41 and the positive bus line 11 is called a connection point C1, and the connection point between the negative electrode of the capacitor 43 and the negative bus line 12 is called a connection point C2.

コンデンサ43は、例えば、静電容量が大きく、整流回路3によって整流された直流電圧の低次高調波成分の波形を平滑する作用を有する電解コンデンサから構成される。しかしながら、コンデンサ43は、この場合に限らず、平滑する作用を有しないものでもよい。すなわち、コンデンサ43は、静電容量が小さく、整流回路3によって整流された直流電圧の低次高調波成分の波形を平滑しないコンデンサから構成されていてもよい。平滑しない小容量のコンデンサとしては、例えば、フィルムコンデンサまたはセラミックコンデンサが用いられる。コンデンサ43がフィルムコンデンサまたはセラミックコンデンサから構成されている場合、コンデンサ43で吸収できる電圧の変動が小さくなるため、実施の形態1の母線電圧制御部7の必要性が大きくなり、その効果の影響が大きくなる。 The capacitor 43 is composed of, for example, an electrolytic capacitor having a large electrostatic capacity and having an effect of smoothing the waveform of the low-order harmonic component of the DC voltage rectified by the rectifier circuit 3 . However, the capacitor 43 is not limited to this case, and may be one that does not have a smoothing effect. That is, the capacitor 43 may be composed of a capacitor that has a small capacitance and does not smooth the waveform of the low-order harmonic component of the DC voltage rectified by the rectifier circuit 3 . As the non-smoothing small-capacity capacitor, for example, a film capacitor or a ceramic capacitor is used. If the capacitor 43 is made of a film capacitor or a ceramic capacitor, the fluctuation of the voltage that can be absorbed by the capacitor 43 is reduced, so the need for the bus voltage control section 7 of the first embodiment is increased, and the effect of the control section 7 is increased. growing.

リレー44は、抵抗器41及び第1ダイオード42に対して、並列接続されている。すなわち、抵抗器41と第1ダイオード42とが直列に接続されて直列体を形成し、リレー44は当該直列体に並列に接続されている。リレー44は、例えば、機械式リレーである。リレー44は、後述する母線電圧制御部7が出力する保護スイッチ信号に従って、導通動作及び開放動作を行う。リレー44が導通動作の場合、リレー44に電流が流れ、抵抗器41及び第1ダイオード42には電流が流れない。一方、リレー44が開放動作の場合、リレー44に電流が流れず、抵抗器41及び第1ダイオード42に電流が流れる。 A relay 44 is connected in parallel with the resistor 41 and the first diode 42 . That is, the resistor 41 and the first diode 42 are connected in series to form a series body, and the relay 44 is connected in parallel with the series body. Relay 44 is, for example, a mechanical relay. The relay 44 conducts and opens in accordance with a protection switch signal output by the bus voltage controller 7, which will be described later. When the relay 44 is conducting, current flows through the relay 44 and current does not flow through the resistor 41 and the first diode 42 . On the other hand, when the relay 44 is open, current does not flow through the relay 44 and current flows through the resistor 41 and the first diode 42 .

半導体スイッチ45は、第1ダイオード42及びコンデンサ43に対して、並列接続されている。すなわち、第1ダイオード42とコンデンサ43とが直列に接続されて直列体を形成し、半導体スイッチ45は当該直列体に並列に接続されている。半導体スイッチ45は、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)またはMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)などのスイッチング素子である。半導体スイッチ45は、後述する母線電圧制御部7が出力する保護スイッチ信号に従って、オン動作及びオフ動作を行う。半導体スイッチ45がオン動作の場合、半導体スイッチ45に電流が流れ、第1ダイオード42及びコンデンサ43には電流が流れない。一方、半導体スイッチ45がオフ動作の場合、半導体スイッチ45に電流が流れずに、リレー44を経由、または、抵抗器41及び第1ダイオード42を経由して、コンデンサ43に向かって電流が流れる。 A semiconductor switch 45 is connected in parallel with the first diode 42 and the capacitor 43 . That is, the first diode 42 and the capacitor 43 are connected in series to form a series body, and the semiconductor switch 45 is connected in parallel to the series body. The semiconductor switch 45 is, for example, a switching element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor). The semiconductor switch 45 performs an ON operation and an OFF operation according to a protection switch signal output by the bus voltage controller 7, which will be described later. When the semiconductor switch 45 is on, current flows through the semiconductor switch 45 and current does not flow through the first diode 42 and the capacitor 43 . On the other hand, when the semiconductor switch 45 is turned off, current does not flow through the semiconductor switch 45 and current flows toward the capacitor 43 via the relay 44 or via the resistor 41 and the first diode 42 .

抵抗器41は、リレー44が開放され、且つ、半導体スイッチ45がオンの時に、電動機2から回生される回生電力を消費する回生抵抗として作用する。また、抵抗器41は、リレー44が開放され、且つ、半導体スイッチ45がオフの時に、交流電源1の電源投入時に発生する突入電流を消費する突入防止抵抗として作用する。抵抗器41の抵抗値は、上記回生電力及び上記突入電流の値に応じて適宜決定される。 The resistor 41 acts as a regenerative resistor that consumes regenerated electric power regenerated from the electric motor 2 when the relay 44 is open and the semiconductor switch 45 is on. Also, the resistor 41 acts as an inrush prevention resistor that consumes an inrush current generated when the AC power supply 1 is turned on when the relay 44 is open and the semiconductor switch 45 is off. The resistance value of the resistor 41 is appropriately determined according to the values of the regenerated electric power and the rush current.

インバータ回路5は、図1に示すように、母線電圧制御回路4の出力端である正側母線11及び負側母線12に接続されている。インバータ回路5は、整流回路3によって整流された直流電圧を交流電圧に変換し、電動機2に出力する。ここでは、電力変換装置100の負荷として、電動機2を例に挙げて説明しているが、電力変換装置100の負荷は他の機器でもよい。インバータ回路5は、例えば、6つのIGBTを備えたフルブリッジ回路から構成される。具体的に説明すると、2つのIGBT50が直列に接続されて、直列体を形成している。そして、当該直列体を3つ用意し、それらの3つの直列体を並列に接続することにより、フルブリッジ回路が形成される。なお、以下では、当該直列体のうち、正側母線11に接続されている各IGBT50を、上側のIGBT50と呼び、負側母線12に接続されている各IGBT50を下側のIGBT50と呼ぶ。また、各IBGT50には、還流用ダイオード51が逆並列で接続されている。各IGBT50は、後述するインバータ回路制御部8が出力する駆動スイッチ信号に従って、互いに独立にオンオフ動作を行う。当該オンオフ動作により、直流電圧が交流電圧に変換される。なお、インバータ回路5には、IGBT50の代わりに、MOSFETなどの他のスイッチング素子を用いてもよい。 The inverter circuit 5 is connected to the positive bus line 11 and the negative bus line 12, which are the output terminals of the bus voltage control circuit 4, as shown in FIG. The inverter circuit 5 converts the DC voltage rectified by the rectifier circuit 3 into an AC voltage and outputs the AC voltage to the electric motor 2 . Although the electric motor 2 is described here as an example of the load of the power conversion device 100, the load of the power conversion device 100 may be another device. The inverter circuit 5 is composed of, for example, a full bridge circuit with six IGBTs. Specifically, two IGBTs 50 are connected in series to form a series body. A full bridge circuit is formed by preparing three series bodies and connecting the three series bodies in parallel. In the series body, the IGBTs 50 connected to the positive bus 11 are hereinafter referred to as upper IGBTs 50 , and the IGBTs 50 connected to the negative bus 12 are referred to as lower IGBTs 50 . A freewheeling diode 51 is connected in anti-parallel to each IBGT 50 . Each IGBT 50 performs ON/OFF operations independently of each other according to a drive switch signal output by an inverter circuit control section 8, which will be described later. The on/off operation converts a DC voltage into an AC voltage. Note that the inverter circuit 5 may use other switching elements such as MOSFETs instead of the IGBTs 50 .

電流検出部6は、インバータ回路5と電動機2とを接続する配線に設けられている。電流検出部6は、インバータ回路5から電動機2に流れる電流の電流値を検出し、電流情報を出力する。電動機2が、三相モータの場合、電流情報には、U相、V相、W相の3相の相電流の値が含まれる。電流検出部6は、例えば、CT(Current Transformer)と呼ばれる計器用変流器を用いた電流センサである。なお、電流検出部6は、他の電流センサから構成されていてもよい。具体的には、電流検出部6は、電力変換装置100の低電位側の負側母線12に設けられるシャント抵抗を用いた1シャント電流検出方式の電流センサから構成されてもよい。あるいは、電流検出部6は、インバータ回路5の下側のIGBT50に直列に接続されるシャント抵抗を用いた3シャント電流検出方式の電流センサから構成されてもよい。 The current detection unit 6 is provided in wiring that connects the inverter circuit 5 and the electric motor 2 . The current detection unit 6 detects the current value of the current flowing from the inverter circuit 5 to the electric motor 2 and outputs current information. If the electric motor 2 is a three-phase motor, the current information includes values of phase currents of the three phases of U-phase, V-phase, and W-phase. The current detection unit 6 is, for example, a current sensor using a current transformer for instrument called a CT (Current Transformer). Note that the current detection unit 6 may be composed of another current sensor. Specifically, the current detection unit 6 may be configured by a one-shunt current detection type current sensor using a shunt resistor provided on the negative bus line 12 on the low potential side of the power converter 100 . Alternatively, the current detection unit 6 may be composed of a three-shunt current detection type current sensor using a shunt resistor connected in series to the IGBT 50 on the lower side of the inverter circuit 5 .

母線電圧制御部7には、後述するインバータ回路制御部8が出力するインバータ回路動作モードが入力される。インバータ回路動作モードは、インバータ回路5が動作中か否かを示す信号である。例えば、インバータ回路5が動作中の場合は、インバータ回路動作モードの値は「1」になり、インバータ回路5が動作中でない場合は、インバータ回路動作モードの値は「0」になる。母線電圧制御部7は、母線電圧を検出し、検出した母線電圧とインバータ回路動作モードとに基づいて、リレー44と半導体スイッチ45とをそれぞれ動作させるための保護スイッチ信号を出力する。母線電圧制御部7の当該動作については、図2のフローチャートを用いて後述する。また、母線電圧制御部7は、インバータ回路制御部8に対して、検出した母線電圧を出力する。母線電圧の検出は、一般的に知られているように、母線電圧を抵抗で分圧した値を観測すればよい。 An inverter circuit operation mode output from an inverter circuit control unit 8 (to be described later) is input to the bus voltage control unit 7 . The inverter circuit operation mode is a signal indicating whether the inverter circuit 5 is in operation. For example, when the inverter circuit 5 is in operation, the value of the inverter circuit operation mode is "1", and when the inverter circuit 5 is not in operation, the value of the inverter circuit operation mode is "0". Bus voltage control unit 7 detects the bus voltage and outputs protection switch signals for operating relay 44 and semiconductor switch 45 based on the detected bus voltage and the inverter circuit operation mode. The operation of the bus voltage control unit 7 will be described later using the flowchart of FIG. Also, the bus voltage controller 7 outputs the detected bus voltage to the inverter circuit controller 8 . As is generally known, bus voltage can be detected by observing a value obtained by dividing the bus voltage by resistors.

インバータ回路制御部8には、外部から、速度指令及びトルク指令などの運転指令が入力される。インバータ回路制御部8は、当該運転指令に基づいて、インバータ回路5に駆動スイッチ信号を出力する。電動機2の速度及びトルクの制御方法の1つとして、例えば、dq座標系を用いて、電動機2に流れる電流をフィードバック制御するベクトル制御が知られている。ベクトル制御の場合、インバータ回路制御部8は、運転指令、電流検出部6から得られる電流情報、及び、母線電圧制御部7から得られる母線電圧情報を用いて、ベクトル制御を行う。インバータ回路制御部8は、ベクトル制御に限らず、他の方法を用いてもよい。すなわち、インバータ回路制御部8は、電動機2の運転周波数に比例した電圧を出力するV/f一定制御、あるいは、電動機2の磁束及びトルクを制御する直接トルク制御を用いてもよい。 Operation commands such as a speed command and a torque command are input to the inverter circuit control unit 8 from the outside. The inverter circuit control unit 8 outputs a drive switch signal to the inverter circuit 5 based on the operation command. As one method of controlling the speed and torque of the electric motor 2, for example, vector control is known, which feedback-controls the current flowing through the electric motor 2 using a dq coordinate system. In the case of vector control, the inverter circuit control unit 8 performs vector control using a drive command, current information obtained from the current detection unit 6, and bus voltage information obtained from the bus voltage control unit 7. The inverter circuit control unit 8 is not limited to vector control, and other methods may be used. That is, the inverter circuit control unit 8 may use V/f constant control that outputs a voltage proportional to the operating frequency of the electric motor 2 or direct torque control that controls the magnetic flux and torque of the electric motor 2 .

また、インバータ回路制御部8は、電流検出部6からの電流情報に基づいて、インバータ回路5が動作中か否かを示すインバータ回路動作モードを生成する。インバータ回路動作モードは、インバータ回路5が駆動スイッチを動作させて電動機2を駆動しているか否かの情報を示す信号である。インバータ回路制御部8は、生成したインバータ回路動作モードを、母線電圧制御部7に対して出力する。 Further, the inverter circuit control unit 8 generates an inverter circuit operation mode indicating whether the inverter circuit 5 is operating or not, based on the current information from the current detection unit 6 . The inverter circuit operation mode is a signal indicating whether or not the inverter circuit 5 operates the drive switch to drive the electric motor 2 . The inverter circuit control unit 8 outputs the generated inverter circuit operation mode to the bus voltage control unit 7 .

ここで、母線電圧制御部7及びインバータ回路制御部8のハードウェア構成について説明する。母線電圧制御部7及びインバータ回路制御部8は、共に、処理回路から構成される。処理回路は、専用のハードウェア、または、プロセッサから構成される。専用のハードウェアは、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)またはFPGA(Field Programmable Gate Array)などである。プロセッサは、メモリに記憶されるプログラムを実行する。母線電圧制御部7及びインバータ回路制御部8は、それぞれ、メモリを有している。メモリは、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、もしくは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスクなどのディスクである。 Here, hardware configurations of the bus voltage controller 7 and the inverter circuit controller 8 will be described. Both the bus voltage control unit 7 and the inverter circuit control unit 8 are configured by processing circuits. The processing circuitry consists of dedicated hardware or a processor. Dedicated hardware is, for example, ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array). The processor executes programs stored in memory. The bus voltage controller 7 and the inverter circuit controller 8 each have a memory. Memory is non-volatile or volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), or disk such as magnetic disk, flexible disk, or optical disk. be.

[電力変換装置100の動作]
次に、電力変換装置100の全体の動作について簡単に説明する。
[Operation of power converter 100]
Next, the overall operation of the power converter 100 will be briefly described.

<通常運転>
図1に示す電力変換装置100の通常運転時の動作について説明する。通常運転時においては、母線電圧制御回路4において、リレー44が導通し、且つ、半導体スイッチ45がオフになっている。電力変換装置100において、整流回路3は、交流電源1から入力される交流電圧を整流して直流電圧に変換する。通常運転時においては、母線電圧は、予め設定された基準値を下回っている。すなわち、電力変換装置100に何らかの異常が発生した場合、母線電圧が基準値以上になる。当該基準値は、電力変換装置100の各素子の耐圧、及び、リレー44及び半導体スイッチ45の動作速度を考慮して予め決定され、母線電圧制御部7のメモリに格納されている。
<Normal operation>
The operation of the power converter 100 shown in FIG. 1 during normal operation will be described. During normal operation, in the bus voltage control circuit 4, the relay 44 is conductive and the semiconductor switch 45 is off. In the power conversion device 100, the rectifier circuit 3 rectifies an AC voltage input from the AC power supply 1 and converts it into a DC voltage. During normal operation, the bus voltage is below a preset reference value. That is, when some kind of abnormality occurs in the power conversion device 100, the bus voltage becomes equal to or higher than the reference value. The reference value is determined in advance in consideration of the withstand voltage of each element of the power converter 100 and the operation speed of the relay 44 and the semiconductor switch 45, and is stored in the memory of the bus voltage controller 7.

母線電圧制御部7は、母線電圧を検出し、当該母線電圧が基準値より小さいか否かを判定する。また、母線電圧制御部7は、インバータ回路制御部8から入力されるインバータ回路動作モードに基づいて、インバータ回路5が動作中か否かを判定する。これらの判定の結果、母線電圧が基準値より小さく、且つ、インバータ回路5が動作中の場合、母線電圧制御部7は、リレー44が導通、及び、半導体スイッチ45をオフにした状態を維持する。これにより、正側母線11と負側母線12との間は、リレー44とコンデンサ43だけのパスになる。すなわち、抵抗器41及び第1ダイオード42には電流が流れない。 The bus voltage controller 7 detects a bus voltage and determines whether or not the bus voltage is lower than a reference value. The bus voltage control unit 7 also determines whether the inverter circuit 5 is in operation based on the inverter circuit operation mode input from the inverter circuit control unit 8 . As a result of these determinations, if the bus voltage is lower than the reference value and the inverter circuit 5 is operating, the bus voltage control unit 7 keeps the relay 44 conducting and the semiconductor switch 45 off. . As a result, the path between the positive bus line 11 and the negative bus line 12 is formed by only the relay 44 and the capacitor 43 . That is, no current flows through the resistor 41 and the first diode 42 .

インバータ回路制御部8は、外部から入力される運転指令と電流検出部6から出力される電流情報とに基づいて、インバータ回路5に駆動スイッチ信号を出力する。インバータ回路5は、インバータ回路制御部8が出力する駆動スイッチ信号に従って、各IGBT50をオンオフさせることで、整流回路3によって整流された直流電圧を、運転指令に応じた所望の周波数および所望の電圧の交流電圧に変換し、電動機2に出力する。 The inverter circuit control unit 8 outputs a drive switch signal to the inverter circuit 5 based on the operation command input from the outside and the current information output from the current detection unit 6 . The inverter circuit 5 turns the IGBTs 50 on and off according to the drive switch signal output by the inverter circuit control unit 8, thereby converting the DC voltage rectified by the rectifier circuit 3 into a desired frequency and a desired voltage according to the operation command. It is converted into AC voltage and output to the electric motor 2 .

このように、電力変換装置100の通常運転時には、正側母線11と負側母線12との間は、リレー44とコンデンサ43だけのパスになる。従って、抵抗器41には電流が流れないため、抵抗器41で損失を出すことなく、電動機2に電力を供給できる。 Thus, during normal operation of the power conversion device 100 , the path between the positive bus 11 and the negative bus 12 is only the relay 44 and the capacitor 43 . Therefore, since no current flows through the resistor 41 , power can be supplied to the electric motor 2 without causing loss in the resistor 41 .

<電源投入時(突入電流防止動作)>
図1に示す電力変換装置100の電源投入時の動作について説明する。電力変換装置100が動作を行う前、すなわち、交流電源1から電力変換装置100に電圧が入力されていない場合、母線電圧制御部7は、母線電圧を検出し、当該母線電圧が基準値より小さいか否かを判定する。このとき、交流電源1から電力変換装置100に電圧が入力されていないため、母線電圧は基準値より小さい。
<When power is turned on (inrush current prevention operation)>
The operation of the power converter 100 shown in FIG. 1 when the power is turned on will be described. Before the power converter 100 operates, that is, when no voltage is input from the AC power supply 1 to the power converter 100, the bus voltage control unit 7 detects the bus voltage, and the bus voltage is smaller than the reference value. Determine whether or not At this time, since no voltage is input from the AC power supply 1 to the power converter 100, the bus voltage is smaller than the reference value.

また、母線電圧制御部7は、インバータ回路制御部8から入力されるインバータ回路動作モードに基づいて、インバータ回路5が動作中か否かを判定する。このとき、インバータ回路5は動作中でない。 The bus voltage control unit 7 also determines whether the inverter circuit 5 is in operation based on the inverter circuit operation mode input from the inverter circuit control unit 8 . At this time, the inverter circuit 5 is not in operation.

母線電圧制御部7は、母線電圧が基準値より小さく、且つ、インバータ回路5が動作中でないと判定し、保護スイッチ信号を出力して、リレー44を開放させ、半導体スイッチ45をオフにする。これにより、正側母線11と負側母線12との間は、抵抗器41と第1ダイオード42とコンデンサ43のパスになる。この状態で、電力変換装置100に交流電源1からの電圧が入力されると、コンデンサ43に向かって、定常時の数倍の突入電流が流れる。しかしながら、このとき、突入電流は、抵抗器41を経由してコンデンサ43に向かって流れるため、突入電流は抵抗器41で消費され、コンデンサ43への突入電流を防止することができる。このとき、抵抗器41は、電源投入時の突入電流を防止するための突入防止抵抗として作用する。 The bus voltage controller 7 determines that the bus voltage is lower than the reference value and that the inverter circuit 5 is not in operation, and outputs a protection switch signal to open the relay 44 and turn off the semiconductor switch 45 . As a result, a path of the resistor 41 , the first diode 42 and the capacitor 43 is formed between the positive bus 11 and the negative bus 12 . In this state, when the voltage from the AC power supply 1 is input to the power conversion device 100, an inrush current several times higher than that in the steady state flows toward the capacitor 43. FIG. However, at this time, the inrush current flows through the resistor 41 toward the capacitor 43, so the inrush current is consumed by the resistor 41, and the inrush current to the capacitor 43 can be prevented. At this time, the resistor 41 acts as an inrush prevention resistor for preventing an inrush current when the power is turned on.

<異常発生時(回生電圧からの保護動作)>
図1に示す電力変換装置100において異常が発生した場合の動作について説明する。電力変換装置100の動作中に、何らかの原因、例えば、インバータ回路制御部8が異常を検知して駆動スイッチ信号を全てオフにしたことが原因で、電動機2から電力変換装置100に向かって大きな電力が回生される場合が想定される。この場合、母線電圧が急上昇して、基準値以上になる。
<When an error occurs (Protective operation from regenerative voltage)>
An operation when an abnormality occurs in the power converter 100 shown in FIG. 1 will be described. During the operation of the power conversion device 100, for some reason, for example, the inverter circuit control unit 8 detects an abnormality and turns off all the drive switch signals, and a large amount of power is supplied from the electric motor 2 to the power conversion device 100. is assumed to be regenerated. In this case, the bus voltage suddenly rises above the reference value.

母線電圧制御部7は、母線電圧を検出し、当該母線電圧が基準値以上であると判定した場合、保護スイッチ信号を出力して、リレー44を開放させ、半導体スイッチ45をオンにする。これにより、正側母線11と負側母線12との間は、抵抗器41と半導体スイッチ45のみのパスになる。従って、電動機2からの回生電力は抵抗器41で消費され、交流電源1の電圧のレベルまで、母線電圧を下げることができる。このとき、抵抗器41は、電力変換装置100の各素子を回生電力から保護する回生抵抗として作用する。 The bus voltage control unit 7 detects the bus voltage, and outputs a protection switch signal to open the relay 44 and turn on the semiconductor switch 45 when determining that the bus voltage is equal to or higher than the reference value. As a result, the path between the positive bus line 11 and the negative bus line 12 is formed only by the resistor 41 and the semiconductor switch 45 . Therefore, the regenerated electric power from the electric motor 2 is consumed by the resistor 41, and the bus voltage can be lowered to the level of the AC power supply 1 voltage. At this time, the resistor 41 acts as a regenerative resistor that protects each element of the power conversion device 100 from regenerative power.

このように、実施の形態1では、抵抗器41が、突入防止抵抗としての機能、及び、回生抵抗としての機能という、2つの機能を有している。 Thus, in Embodiment 1, the resistor 41 has two functions, ie, a function as an inrush prevention resistor and a function as a regenerative resistor.

[母線電圧制御部7の動作]
次に、母線電圧制御部7の動作について説明する。図2は、実施の形態1に係る電力変換装置100の母線電圧制御部7が実行する母線電圧制御ループを示すフローチャートである。母線電圧制御ループは、予め決定された周期で、繰り返し実行される。
[Operation of Bus Voltage Control Unit 7]
Next, operation of the bus voltage controller 7 will be described. FIG. 2 is a flow chart showing a bus voltage control loop executed by the bus voltage control unit 7 of the power converter 100 according to the first embodiment. The bus voltage control loop is repeatedly executed at a predetermined cycle.

図2に示すように、母線電圧制御ループにおいて、母線電圧制御部7は、まず、ステップS1で、母線電圧が基準値よりも小さいか否かの判定を行う。母線電圧が基準値より小さいとき(Yes)は、ステップS2に進む。一方、母線電圧が基準値以上のとき(No)は、ステップS7に進む。 As shown in FIG. 2, in the bus voltage control loop, the bus voltage controller 7 first determines whether or not the bus voltage is lower than a reference value in step S1. If the bus voltage is lower than the reference value (Yes), go to step S2. On the other hand, when the bus voltage is equal to or higher than the reference value (No), the process proceeds to step S7.

ステップS2では、母線電圧制御部7は、電流検出部6からの電流情報に基づいて、インバータ回路5が動作中であるか否かの判定を行う。インバータ回路5が動作中であるとき(Yes)は、ステップS3に進む。一方、インバータ回路5が動作中でないとき(No)は、ステップS5に進む。 In step S<b>2 , the bus voltage controller 7 determines whether the inverter circuit 5 is operating based on the current information from the current detector 6 . When the inverter circuit 5 is in operation (Yes), the process proceeds to step S3. On the other hand, when the inverter circuit 5 is not in operation (No), the process proceeds to step S5.

ステップS3では、母線電圧制御部7は、保護スイッチ信号を出力して、リレー44を導通させ、ステップS4に進む。ステップS4では、母線電圧制御部7は、保護スイッチ信号を出力して、半導体スイッチ45をオフにする。 In step S3, the bus voltage controller 7 outputs a protection switch signal to turn on the relay 44, and proceeds to step S4. In step S4, the bus voltage controller 7 outputs a protection switch signal to turn off the semiconductor switch 45. FIG.

一方、ステップS5では、母線電圧制御部7は、保護スイッチ信号を出力して、リレー44を開放して、ステップS6に進む。ステップS6では、母線電圧制御部7は、保護スイッチ信号を出力して、半導体スイッチ45をオフにする。 On the other hand, in step S5, the bus voltage controller 7 outputs a protection switch signal to open the relay 44, and proceeds to step S6. In step S6, the bus voltage controller 7 outputs a protection switch signal to turn off the semiconductor switch 45. FIG.

また、ステップS7では、母線電圧制御部7は、保護スイッチ信号を出力して、リレー44を開放して、ステップS8に進む。ステップS8では、母線電圧制御部7は、保護スイッチ信号を出力して、半導体スイッチ45をオンにする。 Further, in step S7, the bus voltage control unit 7 outputs a protection switch signal to open the relay 44, and proceeds to step S8. In step S8, the bus voltage controller 7 outputs a protection switch signal to turn on the semiconductor switch 45. FIG.

[母線電圧制御回路4及び母線電圧制御部7の効果]
ここで、母線電圧制御回路4及び母線電圧制御部7の効果について説明する。電力変換装置100が通常運転を行っている場合は、図2のフローチャートのステップS1、ステップS2、ステップS3、ステップS4を通る。そのため、正側母線11及び負側母線12間は、リレー44とコンデンサ43だけのパスとなる。よって、抵抗器41がスキップされるため、抵抗器41で損失を出すことなく、電力変換装置100が、電動機2に電力を供給することができる。
[Effects of Bus Voltage Control Circuit 4 and Bus Voltage Control Unit 7]
Here, effects of the bus voltage control circuit 4 and the bus voltage control section 7 will be described. When the power conversion device 100 is in normal operation, steps S1, S2, S3, and S4 in the flow chart of FIG. 2 are performed. Therefore, the path between the positive bus 11 and the negative bus 12 is only the relay 44 and the capacitor 43 . Therefore, since the resistor 41 is skipped, the power conversion device 100 can supply electric power to the electric motor 2 without generating loss in the resistor 41 .

また、電力変換装置100が動作を行う前、すなわち、交流電源1から電圧が入力されていない場合は、図2のフローチャートのステップS1、ステップS2、ステップS5、ステップS6を通る。そのため、正側母線11及び負側母線12間は、抵抗器41と第1ダイオード42とコンデンサ43のパスとなる。よって、この状態で交流電源1から電圧が入力されると、抵抗器41を経由して電流が流れるため、突入電流がコンデンサ43に入力されることを防止することができる。このとき、抵抗器41は、突入防止抵抗として作用する。 Before the power conversion device 100 operates, ie, when no voltage is input from the AC power supply 1, steps S1, S2, S5, and S6 in the flow chart of FIG. 2 are performed. Therefore, a path of the resistor 41 , the first diode 42 and the capacitor 43 is formed between the positive bus 11 and the negative bus 12 . Therefore, when a voltage is input from the AC power supply 1 in this state, a current flows through the resistor 41, so that a rush current can be prevented from being input to the capacitor 43. FIG. At this time, the resistor 41 acts as a rush prevention resistor.

また、電力変換装置100の動作中に、何らかの原因で、電動機2から大きな回生電力が入力されて、母線電圧が上昇した場合は、図2のフローチャートのステップS1、ステップS7、ステップS8を通る。よって、正側母線11及び負側母線12間は、抵抗器41と半導体スイッチ45のパスとなる。したがって、抵抗器41で回生電力を消費し、交流電源1の電圧のレベルまで、母線電圧を下げることができる。このとき、抵抗器41は、回生抵抗として作用する。 Also, if for some reason a large amount of regenerative power is input from the electric motor 2 during operation of the power converter 100 and the bus voltage rises, steps S1, S7, and S8 in the flow chart of FIG. 2 are passed. Therefore, a path of the resistor 41 and the semiconductor switch 45 is formed between the positive bus 11 and the negative bus 12 . Therefore, the regenerated power is consumed by the resistor 41 and the bus voltage can be lowered to the level of the voltage of the AC power supply 1 . At this time, the resistor 41 acts as a regenerative resistor.

以上のように、実施の形態1においては、母線電圧制御回路4及び母線電圧制御部7を設けることによって、一つの抵抗器41を、突入防止抵抗としても、回生抵抗としても使用できる。そのため、電力変換装置100の部品コストを増加させることなく、電力変換装置100の各素子を、回生電力による過電圧からも、電源投入時の突入電流からも、保護することができる。 As described above, in Embodiment 1, by providing the bus voltage control circuit 4 and the bus voltage control unit 7, one resistor 41 can be used as both an inrush prevention resistor and a regenerative resistor. Therefore, each element of the power conversion device 100 can be protected from both overvoltage due to regenerative power and rush current when the power is turned on without increasing the component cost of the power conversion device 100 .

実施の形態2.
実施の形態2に係る電力変換装置100Aは、突入防止抵抗の抵抗値と回生抵抗の抵抗値とを変更することを可能にしたものである。図3は、実施の形態2に係る電力変換装置100Aの構成の一例を示す回路ブロック図である。実施の形態2に係る電力変換装置100Aにおいて、図1の実施の形態1の構成と異なる点は、図1の母線電圧制御回路4の代わりに、母線電圧制御回路4Aが設けられている点である。母線電圧制御回路4Aでは、図3に示すように、抵抗器41と半導体スイッチ45との間に配置され、半導体スイッチ45に直列に接続された第1補助抵抗器46が追加されている。他の構成については、実施の形態1と同じであるため、同一符号を付して示し、ここでは、その説明を省略する。
Embodiment 2.
The power conversion device 100A according to the second embodiment makes it possible to change the resistance value of the rush prevention resistor and the resistance value of the regenerative resistor. FIG. 3 is a circuit block diagram showing an example of the configuration of the power converter 100A according to the second embodiment. The power converter 100A according to the second embodiment differs from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 in that a bus voltage control circuit 4A is provided instead of the bus voltage control circuit 4 shown in FIG. be. In the bus voltage control circuit 4A, as shown in FIG. 3, a first auxiliary resistor 46 arranged between the resistor 41 and the semiconductor switch 45 and connected in series with the semiconductor switch 45 is added. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, they are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted here.

以下、詳細に説明する。図3に示す電力変換装置100Aの母線電圧制御回路4Aにおいて、抵抗器41と第1ダイオード42との接続点を接続点C3とする。第1補助抵抗器46は、接続点C3と半導体スイッチ45との間に直列に接続されている。第1補助抵抗器46は、抵抗器41が回生抵抗として作用する時に、回生補助抵抗として作用する。 A detailed description will be given below. In the bus voltage control circuit 4A of the power converter 100A shown in FIG. 3, the connection point between the resistor 41 and the first diode 42 is assumed to be a connection point C3. A first auxiliary resistor 46 is connected in series between the connection point C3 and the semiconductor switch 45 . The first auxiliary resistor 46 acts as a regenerative auxiliary resistor when the resistor 41 acts as a regenerative resistor.

[母線電圧制御回路4A及び母線電圧制御部7の動作]
母線電圧制御部7の動作は、上述した図2のフローチャートと基本的に同じである。従って、ここでは、図2を用いて説明する。
[Operation of Bus Voltage Control Circuit 4A and Bus Voltage Control Unit 7]
The operation of the bus voltage control unit 7 is basically the same as the flowchart of FIG. 2 described above. Therefore, here, description will be made with reference to FIG.

電力変換装置100が通常運転を行っている場合は、図2のフローチャートのステップS1、ステップS2、ステップS3、ステップS4を通る。そのため、正側母線11及び負側母線12間は、リレー44とコンデンサ43だけのパスとなる。よって、抵抗器41がスキップされるため、抵抗器41で損失を出すことなく、電力変換装置100が、電動機2に電力を供給することができる。 When the power conversion device 100 is in normal operation, steps S1, S2, S3, and S4 in the flow chart of FIG. 2 are performed. Therefore, the path between the positive bus 11 and the negative bus 12 is only the relay 44 and the capacitor 43 . Therefore, since the resistor 41 is skipped, the power conversion device 100 can supply electric power to the electric motor 2 without generating loss in the resistor 41 .

また、電力変換装置100が動作を行う前、すなわち、交流電源1から電圧が入力されていない場合は、図2のフローチャートのステップS1、ステップS2、ステップS5、ステップS6を通る。そのため、正側母線11及び負側母線12間は、抵抗器41と第1ダイオード42とコンデンサ43のパスとなる。よって、この状態で交流電源1から電圧が入力されると、抵抗器41を経由するため、突入電流を防止することができる。このとき、抵抗器41は、突入防止抵抗として作用する。 Before the power conversion device 100 operates, ie, when no voltage is input from the AC power supply 1, steps S1, S2, S5, and S6 in the flow chart of FIG. 2 are performed. Therefore, a path of the resistor 41 , the first diode 42 and the capacitor 43 is formed between the positive bus 11 and the negative bus 12 . Therefore, when a voltage is input from the AC power supply 1 in this state, it passes through the resistor 41, so an inrush current can be prevented. At this time, the resistor 41 acts as a rush prevention resistor.

また、電力変換装置100の動作中に、何らかの原因で、電動機2から大きな回生電力が入力されて、母線電圧が上昇した場合は、図2のフローチャートのステップS1、ステップS7、ステップS8を通る。よって、正側母線11及び負側母線12間は、抵抗器41と第1補助抵抗器46と半導体スイッチ45のパスとなる。このとき、当該パスに第1補助抵抗器46が含まれる点が、実施の形態1と異なる。実施の形態2では、抵抗器41及び第1補助抵抗器46で回生電力を消費し、交流電源1の電圧のレベルまで、母線電圧を下げる。このとき、抵抗器41及び第1補助抵抗器46は、回生抵抗として作用する。 Also, if for some reason a large amount of regenerative power is input from the electric motor 2 during operation of the power converter 100 and the bus voltage rises, steps S1, S7, and S8 in the flow chart of FIG. 2 are passed. Therefore, a path of the resistor 41 , the first auxiliary resistor 46 and the semiconductor switch 45 is formed between the positive bus 11 and the negative bus 12 . At this time, it differs from the first embodiment in that the path includes the first auxiliary resistor 46 . In the second embodiment, the resistor 41 and the first auxiliary resistor 46 consume the regenerated electric power and lower the bus voltage to the voltage level of the AC power supply 1 . At this time, the resistor 41 and the first auxiliary resistor 46 act as regenerative resistors.

母線電圧制御回路4Aを図3に示すように構成すると、突入防止抵抗は抵抗器41のみであるが、回生抵抗は抵抗器41及び第1補助抵抗器46となる。そのため、第1補助抵抗器46の抵抗値の分だけ、突入防止抵抗の抵抗値よりも、回生抵抗の抵抗値を大きくすることができる。実施の形態2においても、実施の形態1と同様に、抵抗器41を突入防止抵抗としても回生抵抗としても使用している。従って、回生電力の大部分は、抵抗器41で消費できる。第1補助抵抗器46は、抵抗器41の補助として配置されるものであるため、抵抗値の低い安価な抵抗器を使用することができる。そのため、特許文献1と特許文献2とを組み合わせた場合のように突入防止用の回路と回生用の回路とを別々に2つ用意するよりも、実施の形態2の方がコストを抑えることができる。 If the bus voltage control circuit 4A is configured as shown in FIG. 3, the rush prevention resistor is only the resistor 41, but the regenerative resistors are the resistor 41 and the first auxiliary resistor . Therefore, the resistance value of the regenerative resistor can be made larger than the resistance value of the rush prevention resistor by the resistance value of the first auxiliary resistor 46 . Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the resistor 41 is used both as an inrush prevention resistor and as a regenerative resistor. Therefore, most of the regenerated power can be consumed by resistor 41 . Since the first auxiliary resistor 46 is arranged to assist the resistor 41, an inexpensive resistor with a low resistance value can be used. Therefore, the cost can be reduced more in the second embodiment than in the case of combining the patent documents 1 and 2, in which two separate circuits for rush prevention and regeneration are prepared. can.

なお、回生抵抗の抵抗値よりも突入防止抵抗の抵抗値を大きく設計する場合には、図3の破線で示すように、突入防止用の第2補助抵抗器49を追加すればよい。第1ダイオード42のカソードとリレー44との接続点を接続点C4としたとき、第2補助抵抗器49は、第1ダイオード42のカソードと接続点C4との間に接続される。すなわち、第2補助抵抗器49は、第1ダイオード42とコンデンサ43との間に直列接続され、且つ、リレー44に対して並列に接続されている。第2補助抵抗器49は、抵抗器41が突入防止抵抗として作用する時に、突入防止補助抵抗として作用する。 If the resistance value of the rush prevention resistor is designed to be greater than the resistance value of the regenerative resistor, a second auxiliary resistor 49 for rush prevention may be added as indicated by the dashed line in FIG. Assuming that the connection point between the cathode of the first diode 42 and the relay 44 is a connection point C4, the second auxiliary resistor 49 is connected between the cathode of the first diode 42 and the connection point C4. That is, the second auxiliary resistor 49 is connected in series between the first diode 42 and the capacitor 43 and connected in parallel with the relay 44 . The second auxiliary resistor 49 acts as a rush prevention auxiliary resistor when the resistor 41 acts as a rush prevention resistor.

このように、第1ダイオード42とコンデンサ43との間に突入防止用の第2補助抵抗器49を配置した場合、第2補助抵抗器49の抵抗値の分だけ、回生抵抗の抵抗値よりも突入防止抵抗の抵抗値を大きくすることができる。実施の形態2においても、実施の形態1と同様に、抵抗器41を突入防止抵抗としても回生抵抗としても使用している。従って、突入電流の大部分は、抵抗器41で消費できる。第2補助抵抗器49は、抵抗器41の補助として配置されるものであるため、抵抗値の低い安価な抵抗器を使用することができる。そのため、特許文献1と特許文献2とを組み合わせた場合のように突入防止用の回路と回生用の回路とを別々に2つ用意するよりも、実施の形態2の方がコストを抑えることができる。 In this way, when the second auxiliary resistor 49 for rush prevention is arranged between the first diode 42 and the capacitor 43, the resistance value of the second auxiliary resistor 49 is greater than the resistance value of the regenerative resistor. The resistance value of the rush prevention resistor can be increased. Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the resistor 41 is used both as an inrush prevention resistor and as a regenerative resistor. Therefore, most of the inrush current can be consumed by resistor 41 . Since the second auxiliary resistor 49 is arranged to assist the resistor 41, an inexpensive resistor with a low resistance value can be used. Therefore, the cost can be reduced more in the second embodiment than in the case of combining the patent documents 1 and 2, in which two separate circuits for rush prevention and regeneration are prepared. can.

以上のように、実施の形態2に係る電力変換装置100は、基本的に、実施の形態1と同じ構成を有しているため、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。さらに、実施の形態2においては、抵抗器41と半導体スイッチ45との間に、回生用の第1補助抵抗器46を直列接続したため、突入防止抵抗の抵抗値よりも、回生抵抗の抵抗値を大きくすることができる。また、第1ダイオード42とコンデンサ43との間に突入防止用の第2補助抵抗器49を配置した場合には、回生抵抗の抵抗値よりも突入防止抵抗の抵抗値を大きくすることができる。このように、第1補助抵抗器46または第2補助抵抗器49を目的に合わせて追加することで、突入防止抵抗の抵抗値と回生抵抗の抵抗値とを変更することができる。 As described above, the power conversion device 100 according to Embodiment 2 basically has the same configuration as that of Embodiment 1, so that the same effects as those of Embodiment 1 can be obtained. Furthermore, in the second embodiment, since the first auxiliary resistor 46 for regeneration is connected in series between the resistor 41 and the semiconductor switch 45, the resistance value of the regeneration resistor is higher than the resistance value of the rush prevention resistor. You can make it bigger. Further, when the second auxiliary resistor 49 for rush prevention is arranged between the first diode 42 and the capacitor 43, the resistance value of the rush prevention resistor can be made larger than the resistance value of the regenerative resistor. Thus, by adding the first auxiliary resistor 46 or the second auxiliary resistor 49 according to the purpose, the resistance value of the rush prevention resistor and the resistance value of the regenerative resistor can be changed.

実施の形態3.
実施の形態3は、半導体スイッチ45として、インバータ回路5Aに設けられたスイッチング素子を共用するものである。この場合は、インバータ回路5Aは、インテリジェントパワーモジュール(以下、IPM(Intelligent Power Module)と呼ぶ)から構成されている。IPMとは、IGBTの性能をより引き出すために専用の駆動回路を搭載し、短絡、電源電圧低下、過熱等に対する自己保護機能を専用IC化した高機能モジュールである。
Embodiment 3.
In the third embodiment, the semiconductor switch 45 shares the switching element provided in the inverter circuit 5A. In this case, the inverter circuit 5A is composed of an intelligent power module (hereinafter referred to as IPM (Intelligent Power Module)). An IPM is a high-performance module in which a dedicated drive circuit is installed in order to bring out the performance of the IGBT, and a self-protection function against short circuit, power supply voltage drop, overheating, etc. is made into a dedicated IC.

図4は、実施の形態3に係る電力変換装置100Bの構成の一例を示す回路ブロック図である。実施の形態3に係る電力変換装置100Bにおいて、実施の形態2と異なる点は、図3の母線電圧制御回路4A及びインバータ回路5の代わりに、母線電圧制御回路4B及びインバータ回路5Aが設けられている点である。 FIG. 4 is a circuit block diagram showing an example of the configuration of the power converter 100B according to the third embodiment. A power converter 100B according to the third embodiment differs from the second embodiment in that a bus voltage control circuit 4B and an inverter circuit 5A are provided instead of the bus voltage control circuit 4A and the inverter circuit 5 of FIG. This is the point.

図4に示すインバータ回路5Aは、回生モジュールが設けられたIPMである。一般に、回生モジュールが設けられたIPMには、入力端側に、回生モジュールの一部分としての保護回路52が設けられている。保護回路52は、正側母線11にカソードが接続された第2ダイオード53と、第2ダイオード53のアノードに一端が接続されたスイッチング素子54とを有している。スイッチング素子54の他端は、負側母線12に接続されている。すなわち、保護回路52においては、高電位側から低電位側に向かって、高電位側をカソードとする第2ダイオード53と、第2ダイオード53のアノードに接続された半導体スイッチ45とが、この順に直列に接続されている。実施の形態3では、抵抗器41と第1ダイオード42との接続点C3と、第2ダイオード53とスイッチング素子54との接続点C5とを接続することにより、IPMのスイッチング素子54を、母線電圧制御回路4Bの半導体スイッチ45として共用する。 An inverter circuit 5A shown in FIG. 4 is an IPM provided with a regeneration module. In general, an IPM provided with a regenerative module is provided with a protection circuit 52 as a part of the regenerative module on the input terminal side. The protection circuit 52 has a second diode 53 whose cathode is connected to the positive bus line 11 and a switching element 54 whose one end is connected to the anode of the second diode 53 . The other end of the switching element 54 is connected to the negative bus 12 . That is, in the protection circuit 52, from the high potential side to the low potential side, the second diode 53 whose cathode is the high potential side and the semiconductor switch 45 connected to the anode of the second diode 53 are arranged in this order. connected in series. In the third embodiment, by connecting the connection point C3 between the resistor 41 and the first diode 42 and the connection point C5 between the second diode 53 and the switching element 54, the switching element 54 of the IPM is connected to the bus voltage. It is shared as the semiconductor switch 45 of the control circuit 4B.

IPMのスイッチング素子54は、母線電圧制御回路4の半導体スイッチ45と同様に、例えば、IGBTまたはMOSFETなどのスイッチング素子から構成される。スイッチング素子54は、母線電圧制御部7が出力する保護スイッチ信号に従って、オン動作及びオフ動作を行う。スイッチング素子54がオン動作の場合、スイッチング素子54に電流が流れ、第1ダイオード42及びコンデンサ43には電流が流れない。一方、スイッチング素子54がオフ動作の場合、スイッチング素子54に電流が流れない。 The switching element 54 of the IPM, like the semiconductor switch 45 of the bus voltage control circuit 4, is composed of a switching element such as IGBT or MOSFET, for example. The switching element 54 performs ON operation and OFF operation according to the protection switch signal output by the bus voltage control unit 7 . When the switching element 54 is on, current flows through the switching element 54 and current does not flow through the first diode 42 and the capacitor 43 . On the other hand, when the switching element 54 is turned off, no current flows through the switching element 54 .

図3と図4とを比較すると分かるように、図4に示す母線電圧制御回路4Bでは、図3に示す母線電圧制御回路4Aの半導体スイッチ45が設けられていない。母線電圧制御回路4Bを図4に示すように構成して、スイッチング素子54を半導体スイッチ45として利用すると、新たに半導体スイッチを増やすことなく、突入防止用の回路と回生保護用の回路とを備えることができる。 3 and 4, the semiconductor switch 45 of the bus voltage control circuit 4A shown in FIG. 3 is not provided in the bus voltage control circuit 4B shown in FIG. If the bus voltage control circuit 4B is configured as shown in FIG. 4 and the switching element 54 is used as the semiconductor switch 45, the rush prevention circuit and the regenerative protection circuit can be provided without adding a new semiconductor switch. be able to.

また、図4の母線電圧制御回路4Bでは、第1補助抵抗器46の低電位側の一端が接続点C5に接続されている。しかしながら、接続点C3と接続点C5とが接続されていればよいため、第1補助抵抗器46は必ずしも設けなくてもよい。 In addition, in the bus voltage control circuit 4B of FIG. 4, one end of the first auxiliary resistor 46 on the low potential side is connected to the connection point C5. However, the first auxiliary resistor 46 does not necessarily have to be provided as long as the connection point C3 and the connection point C5 are connected.

他の構成については、実施の形態2と同じであるため、同一符号を付して示し、ここでは、その説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the second embodiment, they are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted here.

[母線電圧制御回路4B及び母線電圧制御部7の動作]
母線電圧制御部7の動作は、上述した図2のフローチャートと基本的に同じである。従って、ここでは、図2を用いて説明する。ただし、図2の「半導体スイッチ」を「スイッチング素子」と読み替える。
[Operation of Bus Voltage Control Circuit 4B and Bus Voltage Control Unit 7]
The operation of the bus voltage control unit 7 is basically the same as the flowchart of FIG. 2 described above. Therefore, here, description will be made with reference to FIG. However, the "semiconductor switch" in FIG. 2 is read as "switching element".

電力変換装置100が通常運転を行っている場合は、図2のフローチャートのステップS1、ステップS2、ステップS3、ステップS4を通る。そのため、正側母線11及び負側母線12間は、リレー44とコンデンサ43だけのパスとなる。よって、抵抗器41がスキップされるため、抵抗器41で損失を出すことなく、電力変換装置100が、電動機2に電力を供給することができる。 When the power conversion device 100 is in normal operation, steps S1, S2, S3, and S4 in the flow chart of FIG. 2 are performed. Therefore, the path between the positive bus 11 and the negative bus 12 is only the relay 44 and the capacitor 43 . Therefore, since the resistor 41 is skipped, the power conversion device 100 can supply electric power to the electric motor 2 without generating loss in the resistor 41 .

また、電力変換装置100が動作を行う前、すなわち、交流電源1から電圧が入力されていない場合は、図2のフローチャートのステップS1、ステップS2、ステップS5、ステップS6を通る。そのため、正側母線11及び負側母線12間は、抵抗器41と第1ダイオード42とコンデンサ43のパスとなる。よって、この状態で交流電源1から電圧が入力されると、抵抗器41を経由するため、突入電流を防止することができる。このとき、抵抗器41は、突入電流防止用の抵抗として作用する。 Before the power conversion device 100 operates, ie, when no voltage is input from the AC power supply 1, steps S1, S2, S5, and S6 in the flow chart of FIG. 2 are performed. Therefore, a path of the resistor 41 , the first diode 42 and the capacitor 43 is formed between the positive bus 11 and the negative bus 12 . Therefore, when a voltage is input from the AC power supply 1 in this state, it passes through the resistor 41, so an inrush current can be prevented. At this time, the resistor 41 acts as a resistor for preventing rush current.

また、電力変換装置100の動作中に、何らかの原因で、電動機2から大きな回生電力が入力されて、母線電圧が上昇した場合は、図2のフローチャートのステップS1、ステップS7、ステップS8を通る。よって、正側母線11及び負側母線12間は、抵抗器41と第1補助抵抗器46とスイッチング素子54のパスとなる。したがって、抵抗器41及び第1補助抵抗器46で回生電力を消費し、交流電源1の電圧まで母線電圧を下げることができる。このとき、抵抗器41及び第1補助抵抗器46は、回生抵抗として作用する。 Also, if for some reason a large amount of regenerative power is input from the electric motor 2 during operation of the power converter 100 and the bus voltage rises, steps S1, S7, and S8 in the flow chart of FIG. 2 are passed. Therefore, a path of the resistor 41 , the first auxiliary resistor 46 and the switching element 54 is formed between the positive bus 11 and the negative bus 12 . Therefore, the regenerated power is consumed by the resistor 41 and the first auxiliary resistor 46, and the bus voltage can be lowered to the voltage of the AC power supply 1. At this time, the resistor 41 and the first auxiliary resistor 46 act as regenerative resistors.

以上のように、実施の形態3に係る電力変換装置100Bは、基本的に、実施の形態1及び2と同じ構成を有しているため、実施の形態1及び2と同様の効果を得ることができる。さらに、実施の形態3においては、IPMから構成されたインバータ回路5Aのスイッチング素子54を、母線電圧制御回路4Bの半導体スイッチ45として共用している。これにより、母線電圧制御回路4Bに新たに半導体スイッチを設けることなく、突入防止用の回路と回生保護用の回路を用意することができる。 As described above, the power conversion device 100B according to Embodiment 3 basically has the same configuration as those of Embodiments 1 and 2, so that effects similar to those of Embodiments 1 and 2 can be obtained. can be done. Furthermore, in the third embodiment, the switching element 54 of the inverter circuit 5A configured by the IPM is shared as the semiconductor switch 45 of the bus voltage control circuit 4B. As a result, a circuit for rush prevention and a circuit for regeneration protection can be prepared without newly providing a semiconductor switch in the bus voltage control circuit 4B.

実施の形態4.
実施の形態4に係る電力変換装置100Cは、放電抵抗器48を備えるものである。図5は、実施の形態4に係る電力変換装置100Cの構成の一例を示す回路ブロック図である。実施の形態4に係る電力変換装置100Cにおいて、実施の形態3と異なる点は、図4の母線電圧制御回路4Bの代わりに、母線電圧制御回路4Cが設けられている点である。図5に示すように、母線電圧制御回路4Cにおいては、コンデンサ43に対して、放電抵抗器48が並列に接続されている。他の構成については、実施の形態3と同じであるため、同一符号を付して示し、ここでは、その説明を省略する。
Embodiment 4.
A power conversion device 100C according to Embodiment 4 includes a discharge resistor 48 . FIG. 5 is a circuit block diagram showing an example of the configuration of a power converter 100C according to the fourth embodiment. A power converter 100C according to Embodiment 4 differs from Embodiment 3 in that a bus voltage control circuit 4C is provided instead of the bus voltage control circuit 4B of FIG. As shown in FIG. 5, a discharge resistor 48 is connected in parallel with the capacitor 43 in the bus voltage control circuit 4C. Since other configurations are the same as those of the third embodiment, they are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted here.

母線電圧制御回路4Cをこのように構成すると、電力変換装置100Cが動作していないとき、すなわち、電力変換装置100Cに交流電源1からも電動機2からも電力が入力されない場合に、放電抵抗器48により、コンデンサ43に蓄えられた電荷を放電できる。そのため、電力変換装置100Cの回路メンテナンスを安全に行うことができ、サービス性が向上する。 If the bus voltage control circuit 4C is configured in this way, the discharge resistor 48 Thus, the charge stored in the capacitor 43 can be discharged. Therefore, circuit maintenance of the power conversion device 100C can be safely performed, and serviceability is improved.

なお、ここでは、実施の形態3の構成に放電抵抗器48を設ける場合を例に挙げて説明したが、その場合に限らず、実施の形態1または実施の形態2の構成に放電抵抗器48を設けるようにしてもよい。その場合においても、放電抵抗器48により、コンデンサ43に蓄えられた電荷を放電できるため、電力変換装置100Cの回路メンテナンスを安全に行うことができ、サービス性が向上する。 Here, the case where the discharge resistor 48 is provided in the configuration of the third embodiment has been described as an example, but the configuration is not limited to that case, and the discharge resistor 48 is provided in the configuration of the first or second embodiment. may be provided. Even in this case, the electric charge accumulated in the capacitor 43 can be discharged by the discharge resistor 48, so that the circuit maintenance of the power conversion device 100C can be safely performed, and serviceability is improved.

以上のように、実施の形態4に係る電力変換装置100Cは、基本的に、実施の形態1~3と同じ構成を有しているため、実施の形態1~3と同様の効果を得ることができる。さらに、実施の形態4においては、コンデンサ43に対して、放電抵抗器48が並列に接続されている。そのため、電力変換装置100Cが動作していないときに、放電抵抗器48により、コンデンサ43に蓄えられた電荷を放電できる。その結果、電力変換装置100Cの回路メンテナンスを安全に行うことができ、サービス性が向上する。 As described above, the power conversion device 100C according to Embodiment 4 basically has the same configuration as those of Embodiments 1 to 3, so that effects similar to those of Embodiments 1 to 3 can be obtained. can be done. Furthermore, in Embodiment 4, a discharge resistor 48 is connected in parallel with the capacitor 43 . Therefore, the electric charge stored in the capacitor 43 can be discharged by the discharge resistor 48 when the power conversion device 100C is not operating. As a result, circuit maintenance of the power converter 100C can be safely performed, and serviceability is improved.

実施の形態5.
実施の形態5は、実施の形態1に係る電力変換装置100を空調機400に適用した場合について説明する。
Embodiment 5.
Embodiment 5 describes a case where power converter 100 according to Embodiment 1 is applied to air conditioner 400 .

図6は、実施の形態5に係る空調機400の構成の一例を示す構成図である。図6に示すように、空調機400は、冷凍サイクル装置300と送風機401とを備えている。冷凍サイクル装置300は、冷媒圧縮装置200、凝縮器301、膨張弁302及び蒸発器303を備える。冷媒圧縮装置200は、圧縮機201と、電力変換装置100とを備える。 FIG. 6 is a configuration diagram showing an example configuration of an air conditioner 400 according to Embodiment 5. As shown in FIG. As shown in FIG. 6 , air conditioner 400 includes refrigeration cycle device 300 and blower 401 . A refrigeration cycle device 300 includes a refrigerant compression device 200 , a condenser 301 , an expansion valve 302 and an evaporator 303 . Refrigerant compression device 200 includes compressor 201 and power conversion device 100 .

図6に示すように、圧縮機201と凝縮器301との間は、冷媒配管304で接続される。同様に、凝縮器301と膨張弁302との間、膨張弁302と蒸発器303との間、蒸発器303と圧縮機201との間も、それぞれ、冷媒配管304で接続される。これにより、圧縮機201、凝縮器301、膨張弁302及び蒸発器303は、冷媒が循環する冷媒回路を構成している。 As shown in FIG. 6, the compressor 201 and the condenser 301 are connected by a refrigerant pipe 304 . Similarly, the refrigerant pipes 304 are connected between the condenser 301 and the expansion valve 302, between the expansion valve 302 and the evaporator 303, and between the evaporator 303 and the compressor 201, respectively. Thus, the compressor 201, the condenser 301, the expansion valve 302, and the evaporator 303 constitute a refrigerant circuit in which refrigerant circulates.

圧縮機201は、吸入口から冷媒を吸入する。圧縮機201は、吸入した冷媒を圧縮することで、高温高圧のガス冷媒にして、吐出口から吐出する。圧縮機201は、電力変換装置100によって可変速制御される電動機2を有している。圧縮機201は、例えばインバータ圧縮機である。圧縮機201は、電力変換装置100のインバータ回路5により、運転周波数を任意に変化させることができる。従って、圧縮機201の単位時間あたりの冷媒を送り出す容量を変化させることは可能である。圧縮機201から吐出された冷媒は、凝縮器301に流入される。 Compressor 201 sucks the refrigerant from the suction port. The compressor 201 compresses the sucked refrigerant into a high-temperature and high-pressure gas refrigerant and discharges it from the discharge port. The compressor 201 has an electric motor 2 whose speed is controlled by the power converter 100 . Compressor 201 is, for example, an inverter compressor. The compressor 201 can arbitrarily change the operating frequency by the inverter circuit 5 of the power converter 100 . Therefore, it is possible to change the refrigerant delivery capacity of the compressor 201 per unit time. Refrigerant discharged from the compressor 201 flows into the condenser 301 .

凝縮器301は、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行う。凝縮器301は、圧縮機201から流入された高温高圧の冷媒を凝縮して、高圧の液冷媒(単相)にする。凝縮器301は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器である。 The condenser 301 exchanges heat between the refrigerant flowing inside and the air. The condenser 301 condenses the high-temperature, high-pressure refrigerant flowing from the compressor 201 into a high-pressure liquid refrigerant (single-phase). The condenser 301 is, for example, a fin-and-tube heat exchanger.

膨張弁302は、凝縮器301から流出された液冷媒を減圧して膨張させる減圧装置である。膨張弁302は、例えば、電子膨張弁で構成されている。膨張弁302が電子膨張弁で構成されている場合には、図示しない制御装置などの指示に基づいて開度調整が行われる。膨張弁302は、凝縮器301と蒸発器303との間に設けられている。膨張弁302は、凝縮器301から流出された液冷媒を減圧して、低圧のガス冷媒と液冷媒との二相状態の冷媒にする。 The expansion valve 302 is a decompression device that decompresses and expands the liquid refrigerant discharged from the condenser 301 . The expansion valve 302 is, for example, an electronic expansion valve. When the expansion valve 302 is an electronic expansion valve, the opening degree is adjusted based on instructions from a control device (not shown). Expansion valve 302 is provided between condenser 301 and evaporator 303 . The expansion valve 302 reduces the pressure of the liquid refrigerant flowing out of the condenser 301 to convert it into a two-phase refrigerant of low-pressure gas refrigerant and liquid refrigerant.

蒸発器303は、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行う。蒸発器303は、膨張弁302から流入された気液二相状態の冷媒のうち、液冷媒の部分を蒸発させて、低圧のガス冷媒(単相)にする。蒸発器303は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器である。 The evaporator 303 exchanges heat between the refrigerant flowing inside and the air. The evaporator 303 evaporates the liquid refrigerant portion of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing from the expansion valve 302 into a low-pressure gas refrigerant (single-phase). The evaporator 303 is, for example, a fin-and-tube heat exchanger.

また、送風機401は、凝縮器301及び蒸発器303の少なくとも一方に、空気を送風する。 Also, the blower 401 blows air to at least one of the condenser 301 and the evaporator 303 .

冷凍サイクル装置300では、冷媒の蒸発、圧縮、凝縮、膨張という工程が繰り返し行われる。冷媒は、液体から気体へ変化し、さらに気体から液体へ変化することにより、冷媒と機外空気との間で熱交換が行われる。したがって、冷凍サイクル装置300と、機外空気を循環させる送風機401とを組み合わせることで、空調機400を構成することができる。 In the refrigeration cycle device 300, the processes of refrigerant evaporation, compression, condensation, and expansion are repeatedly performed. The refrigerant changes from liquid to gas, and further changes from gas to liquid, whereby heat is exchanged between the refrigerant and outside air. Therefore, the air conditioner 400 can be configured by combining the refrigeration cycle device 300 and the blower 401 that circulates the outside air.

近年、新興国での空調機の需要が高まっていることから、電力変換装置100を用いて電動機2を可変速制御する空調機400を安価に提供することには意義がある。なお、上記の説明においては、実施の形態1に係る電力変換装置100を空調機400に適用させた例について説明したが、その場合に限らず、実施の形態2~4に係る電力変換装置100A、100B、100Cを空調機400に適用させてもよい。このように、実施の形態1~4の電力変換装置100、100A、100B、または、100Cを用いると、一つの抵抗器41を、突入防止抵抗としても、回生抵抗としても使用できる。そのため、電力変換装置100、100A、100B、または、100Cの部品コストを抑えることができる。その結果、ひいては、空調機400の部品コストも抑えることができるため、安価な空調機を提供することができるという効果を奏する。 In recent years, the demand for air conditioners has been increasing in emerging countries, so it is significant to provide the air conditioner 400 that controls the speed of the electric motor 2 using the power conversion device 100 at a low price. In the above description, an example in which the power conversion device 100 according to Embodiment 1 is applied to the air conditioner 400 has been described. , 100B, and 100C may be applied to the air conditioner 400. FIG. Thus, by using the power converters 100, 100A, 100B, or 100C of Embodiments 1 to 4, one resistor 41 can be used as both an inrush prevention resistor and a regenerative resistor. Therefore, the parts cost of the power conversion device 100, 100A, 100B, or 100C can be suppressed. As a result, the cost of the components of the air conditioner 400 can be reduced, so that an inexpensive air conditioner can be provided.

ところで、上記説明では、電力変換装置100、100A、100B、または、100Cの応用例として空調機400について説明したが、電力変換装置100、100A、100B、または、100Cは、その他の機械にも利用できることは、言うまでもない。例えば、ファンまたはポンプといった機械装置に、実施の形態1~5に係る電力変換装置100、100A、100B、または、100Cを適用しても良い。 By the way, in the above description, the air conditioner 400 was described as an application example of the power converters 100, 100A, 100B, or 100C, but the power converters 100, 100A, 100B, or 100C can also be used in other machines. It goes without saying that we can. For example, the power converters 100, 100A, 100B, or 100C according to the first to fifth embodiments may be applied to mechanical devices such as fans or pumps.

1 交流電源、2 電動機、3 整流回路、4 母線電圧制御回路、4A 母線電圧制御回路、4B 母線電圧制御回路、4C 母線電圧制御回路、5 インバータ回路、5A インバータ回路、6 電流検出部、7 母線電圧制御部、8 インバータ回路制御部、11 正側母線、12 負側母線、30 整流用ダイオード、41 抵抗器、42 第1ダイオード、43 コンデンサ、44 リレー、45 半導体スイッチ、46 第1補助抵抗器、48 放電抵抗器、49 第2補助抵抗器、51 還流用ダイオード、52 保護回路、53 第2ダイオード、54 スイッチング素子、100 電力変換装置、100A 電力変換装置、100B 電力変換装置、100C 電力変換装置、200 冷媒圧縮装置、201 圧縮機、300 冷凍サイクル装置、301 凝縮器、302 膨張弁、303 蒸発器、304 冷媒配管、400 空調機、401 送風機。 1 AC power supply 2 Electric motor 3 Rectifier circuit 4 Bus voltage control circuit 4A Bus voltage control circuit 4B Bus voltage control circuit 4C Bus voltage control circuit 5 Inverter circuit 5A Inverter circuit 6 Current detector 7 Bus Voltage control unit 8 Inverter circuit control unit 11 Positive bus 12 Negative bus 30 Rectifying diode 41 Resistor 42 First diode 43 Capacitor 44 Relay 45 Semiconductor switch 46 First auxiliary resistor , 48 discharge resistor, 49 second auxiliary resistor, 51 freewheeling diode, 52 protection circuit, 53 second diode, 54 switching element, 100 power conversion device, 100A power conversion device, 100B power conversion device, 100C power conversion device , 200 refrigerant compression device, 201 compressor, 300 refrigeration cycle device, 301 condenser, 302 expansion valve, 303 evaporator, 304 refrigerant pipe, 400 air conditioner, 401 blower.

Claims (13)

交流電源から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、
前記直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ回路と、
前記整流回路の出力端と前記インバータ回路の入力端との間の母線に接続され、前記母線の母線電圧を制御する母線電圧制御回路と
を備え、
前記母線は、高電位側の正側母線と、低電位側の負側母線とを含み、
前記母線電圧制御回路は、
前記正側母線に一端が接続された抵抗器と、
前記抵抗器の他端にアノードが接続された第1ダイオードと、
一端が前記第1ダイオードのカソードに接続され、他端が前記負側母線に接続されたコンデンサと、
前記抵抗器及び前記第1ダイオードに対して並列接続されたリレーと、
前記第1ダイオード及び前記コンデンサに対して並列接続された半導体スイッチと
を有する電力変換装置であって、
前記インバータ回路から前記負荷に向かって流れる電流値を検出して電流情報を出力する電流検出部と、
前記電流検出部が出力した前記電流情報に基づいて、前記リレーの導通及び開放を制御する母線電圧制御部と
を備え、
前記母線電圧制御部は、
前記電流検出部が出力した前記電流情報に基づいて、前記インバータ回路が動作中か否かの判定を行い、
前記インバータ回路が動作中の時は、前記リレーを導通させ、
前記インバータ回路が動作中でない時は、前記リレーを開放させる、
電力変換装置。
a rectifier circuit that rectifies an AC voltage supplied from an AC power supply and converts it into a DC voltage;
an inverter circuit that converts the DC voltage into an AC voltage and supplies it to a load;
a bus voltage control circuit connected to a bus between the output end of the rectifier circuit and the input end of the inverter circuit, and controlling the bus voltage of the bus;
The busbars include a positive busbar on the high potential side and a negative busbar on the low potential side,
The bus voltage control circuit is
a resistor having one end connected to the positive bus;
a first diode having an anode connected to the other end of the resistor;
a capacitor having one end connected to the cathode of the first diode and the other end connected to the negative bus;
a relay connected in parallel with the resistor and the first diode;
a semiconductor switch connected in parallel with the first diode and the capacitor ,
a current detection unit that detects a current value flowing from the inverter circuit toward the load and outputs current information;
a bus voltage control unit that controls conduction and opening of the relay based on the current information output by the current detection unit;
with
The bus voltage control unit,
Determining whether the inverter circuit is in operation based on the current information output by the current detection unit;
Conducting the relay when the inverter circuit is in operation;
opening the relay when the inverter circuit is not in operation;
Power converter.
前記抵抗器は、
前記リレーが開放され、且つ、前記半導体スイッチがオンの時に、前記負荷から回生される回生電力を消費する回生抵抗として作用し、
前記リレーが開放され、且つ、前記半導体スイッチがオフの時に、前記交流電源の電源投入時の突入電流を消費する突入防止抵抗として作用する、
請求項1に記載の電力変換装置。
The resistor is
Acts as a regenerative resistor that consumes regenerative power regenerated from the load when the relay is open and the semiconductor switch is on,
When the relay is open and the semiconductor switch is off, it acts as an inrush prevention resistor that consumes inrush current when the AC power supply is turned on.
The power converter according to claim 1.
前記母線電圧制御部は、 The bus voltage control unit is
前記半導体スイッチのオンオフ動作を制御するものであり、 for controlling the on/off operation of the semiconductor switch,
前記母線電圧を検出し、 detecting the bus voltage;
検出した前記母線電圧が基準値より小さいか否かの判定を行い、 Determining whether the detected bus voltage is smaller than a reference value,
前記母線電圧が前記基準値より小さい時は、前記半導体スイッチをオフにし、 turning off the semiconductor switch when the bus voltage is less than the reference value;
前記母線電圧が前記基準値以上の時は、前記リレーを開放させ、前記半導体スイッチをオンにする、 when the bus voltage is equal to or higher than the reference value, opening the relay and turning on the semiconductor switch;
請求項1又は2に記載の電力変換装置。 The power converter according to claim 1 or 2.
交流電源から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、 a rectifier circuit that rectifies an AC voltage supplied from an AC power supply and converts it into a DC voltage;
前記直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ回路と、 an inverter circuit that converts the DC voltage into an AC voltage and supplies it to a load;
前記整流回路の出力端と前記インバータ回路の入力端との間の母線に接続され、前記母線の母線電圧を制御する母線電圧制御回路と a bus voltage control circuit connected to a bus between the output end of the rectifier circuit and the input end of the inverter circuit, the bus voltage control circuit controlling the bus voltage of the bus;
を備え、 with
前記母線は、高電位側の正側母線と、低電位側の負側母線とを含み、 The busbars include a positive busbar on the high potential side and a negative busbar on the low potential side,
前記母線電圧制御回路は、 The bus voltage control circuit,
前記正側母線に一端が接続された抵抗器と、 a resistor having one end connected to the positive bus;
前記抵抗器の他端にアノードが接続された第1ダイオードと、 a first diode having an anode connected to the other end of the resistor;
一端が前記第1ダイオードのカソードに接続され、他端が前記負側母線に接続されたコンデンサと、 a capacitor having one end connected to the cathode of the first diode and the other end connected to the negative bus;
前記抵抗器及び前記第1ダイオードに対して並列接続されたリレーと、 a relay connected in parallel with the resistor and the first diode;
前記第1ダイオード及び前記コンデンサに対して並列接続された半導体スイッチと a semiconductor switch connected in parallel with the first diode and the capacitor;
を有し、 has
前記抵抗器と前記半導体スイッチとの間に配置され、前記半導体スイッチに直列接続されて、前記抵抗器が回生抵抗として作用する時に回生補助抵抗として作用する、第1補助抵抗器を備えた、 a first auxiliary resistor disposed between the resistor and the semiconductor switch, connected in series with the semiconductor switch, and acting as an auxiliary regeneration resistance when the resistor acts as a regeneration resistance;
電力変換装置。 Power converter.
前記抵抗器は、 The resistor is
前記リレーが開放され、且つ、前記半導体スイッチがオンの時に、前記負荷から回生される回生電力を消費する前記回生抵抗として作用し、 When the relay is open and the semiconductor switch is on, it acts as the regenerative resistor that consumes the regenerated power regenerated from the load,
前記リレーが開放され、且つ、前記半導体スイッチがオフの時に、前記交流電源の電源投入時の突入電流を消費する突入防止抵抗として作用する、 When the relay is open and the semiconductor switch is off, it acts as an inrush prevention resistor that consumes an inrush current when the AC power supply is turned on.
請求項4に記載の電力変換装置。 The power converter according to claim 4.
前記半導体スイッチのオンオフ動作を制御する母線電圧制御部を備え、
前記母線電圧制御部は、
前記母線電圧を検出し、
検出した前記母線電圧が基準値より小さいか否かの判定を行い、
前記母線電圧が前記基準値より小さい時は、前記半導体スイッチをオフにし、
前記母線電圧が前記基準値以上の時は、前記リレーを開放させ、前記半導体スイッチをオンにする、
請求項4又は5に記載の電力変換装置。
A bus voltage control unit for controlling the on/off operation of the semiconductor switch,
The bus voltage control unit,
detecting the bus voltage;
Determining whether the detected bus voltage is smaller than a reference value,
turning off the semiconductor switch when the bus voltage is less than the reference value;
when the bus voltage is equal to or higher than the reference value, opening the relay and turning on the semiconductor switch;
The power converter according to claim 4 or 5 .
交流電源から供給される交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、 a rectifier circuit that rectifies an AC voltage supplied from an AC power supply and converts it into a DC voltage;
前記直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ回路と、 an inverter circuit that converts the DC voltage into an AC voltage and supplies it to a load;
前記整流回路の出力端と前記インバータ回路の入力端との間の母線に接続され、前記母線の母線電圧を制御する母線電圧制御回路と a bus voltage control circuit connected to a bus between the output end of the rectifier circuit and the input end of the inverter circuit, the bus voltage control circuit controlling the bus voltage of the bus;
を備え、 with
前記母線は、高電位側の正側母線と、低電位側の負側母線とを含み、 The busbars include a positive busbar on the high potential side and a negative busbar on the low potential side,
前記母線電圧制御回路は、 The bus voltage control circuit,
前記正側母線に一端が接続された抵抗器と、 a resistor having one end connected to the positive bus;
前記抵抗器の他端にアノードが接続された第1ダイオードと、 a first diode having an anode connected to the other end of the resistor;
一端が前記第1ダイオードのカソードに接続され、他端が前記負側母線に接続されたコンデンサと、 a capacitor having one end connected to the cathode of the first diode and the other end connected to the negative bus;
前記抵抗器及び前記第1ダイオードに対して並列接続されたリレーと、 a relay connected in parallel with the resistor and the first diode;
前記第1ダイオード及び前記コンデンサに対して並列接続された半導体スイッチと a semiconductor switch connected in parallel with the first diode and the capacitor;
を有し、 has
前記第1ダイオードと前記コンデンサとの間に直列接続され、且つ、前記リレーに対して並列接続され、前記抵抗器が突入防止抵抗として作用する時に突入防止補助抵抗として作用する、第2補助抵抗器を備えた、 A second auxiliary resistor connected in series between the first diode and the capacitor and connected in parallel to the relay to act as an auxiliary anti-rush resistor when the resistor acts as an anti-rush resistor. with
電力変換装置。 Power converter.
前記抵抗器は、 The resistor is
前記リレーが開放され、且つ、前記半導体スイッチがオンの時に、前記負荷から回生される回生電力を消費する回生抵抗として作用し、 Acts as a regenerative resistor that consumes regenerative power regenerated from the load when the relay is open and the semiconductor switch is on,
前記リレーが開放され、且つ、前記半導体スイッチがオフの時に、前記交流電源の電源投入時の突入電流を消費する前記突入防止抵抗として作用する、 When the relay is open and the semiconductor switch is off, it acts as the inrush prevention resistor that consumes the inrush current when the AC power supply is turned on.
請求項7に記載の電力変換装置。 The power converter according to claim 7.
前記半導体スイッチのオンオフ動作を制御する母線電圧制御部を備え、 A bus voltage control unit for controlling the on/off operation of the semiconductor switch,
前記母線電圧制御部は、 The bus voltage control unit is
前記母線電圧を検出し、 detecting the bus voltage;
検出した前記母線電圧が基準値より小さいか否かの判定を行い、 Determining whether the detected bus voltage is smaller than a reference value,
前記母線電圧が前記基準値より小さい時は、前記半導体スイッチをオフにし、 turning off the semiconductor switch when the bus voltage is less than the reference value;
前記母線電圧が前記基準値以上の時は、前記リレーを開放させ、前記半導体スイッチをオンにする、 when the bus voltage is equal to or higher than the reference value, opening the relay and turning on the semiconductor switch;
請求項7又は8に記載の電力変換装置。 The power converter according to claim 7 or 8.
前記インバータ回路は、前記入力端側に保護回路を有するインテリジェントパワーモジュールであり、
前記保護回路は、
前記正側母線にカソードが接続された第2ダイオードと、
一端が前記第2ダイオードのアノードに接続され、他端が前記負側母線に接続されたスイッチング素子と
を有し、
前記抵抗器と前記第1ダイオードとの接続点と、前記第2ダイオードと前記スイッチング素子との接続点とを接続することにより、前記スイッチング素子を、前記母線電圧制御回路の前記半導体スイッチとして共用する、
請求項1~のいずれか1項に記載の電力変換装置。
The inverter circuit is an intelligent power module having a protection circuit on the input end side,
The protection circuit is
a second diode having a cathode connected to the positive bus;
a switching element having one end connected to the anode of the second diode and the other end connected to the negative bus,
By connecting a connection point between the resistor and the first diode and a connection point between the second diode and the switching element, the switching element is shared as the semiconductor switch of the bus voltage control circuit. ,
The power converter according to any one of claims 1 to 9 .
前記コンデンサに並列接続された放電抵抗器を備える、
請求項1~10のいずれか1項に記載の電力変換装置。
comprising a discharge resistor connected in parallel with the capacitor;
The power converter according to any one of claims 1 to 10 .
前記コンデンサの容量は、前記整流回路で整流された前記直流電圧に含まれている前記交流電源の電圧周波数による脈動成分を平滑しない容量である、
請求項1~11のいずれか1項に記載の電力変換装置。
The capacity of the capacitor is a capacity that does not smooth the pulsating component due to the voltage frequency of the AC power supply contained in the DC voltage rectified by the rectifier circuit.
The power converter according to any one of claims 1 to 11 .
請求項1~12のいずれか1項に記載の電力変換装置と、前記電力変換装置の前記負荷である電動機によって駆動される圧縮機と、前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮された前記冷媒を減圧させる膨張弁と、減圧された前記冷媒を蒸発させる蒸発器とを含む、冷凍サイクル装置と、
前記冷凍サイクル装置の前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも一方に送風を行う送風機と
を備えた、空調機。
A power conversion device according to any one of claims 1 to 12 , a compressor driven by an electric motor that is the load of the power conversion device, and a condenser that condenses the refrigerant discharged from the compressor. a refrigeration cycle device including an expansion valve that decompresses the condensed refrigerant; and an evaporator that evaporates the decompressed refrigerant;
and an air blower that blows air to at least one of the condenser and the evaporator of the refrigeration cycle device.
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