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JP7700532B2 - POWER CONVERSION DEVICE, INFORMATION PROCESSING DEVICE, AND INFORMATION PROCESSING METHOD - Google Patents
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POWER CONVERSION DEVICE, INFORMATION PROCESSING DEVICE, AND INFORMATION PROCESSING METHOD Download PDF

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Description

本開示は、電力変換装置等に関する。 This disclosure relates to power conversion devices, etc.

例えば、発熱体の放熱のための冷却フィン等の冷却構造部の閉塞(目詰まり)が生じた場合に、冷却性能が深刻に悪化すると予測される時期までの予測時間をユーザに通知する技術が開示されている(特許文献1参照)。 For example, a technology has been disclosed that notifies the user of the predicted time until cooling performance is predicted to seriously deteriorate when a cooling structure, such as a cooling fin for dissipating heat from a heat generating element, becomes blocked (clogging) (see Patent Document 1).

特開2009-295644号公報JP 2009-295644 A

ところで、パワーデバイスを含む電力変換装置では、パワーデバイスの放熱のための冷却フィン等の冷却構造部の温度が所定基準に到達すると、強制的に運転停止される場合がある。そのため、例えば、電力変換装置の連続運転による運用や冷却構造部に関する電力変換装置の保守の計画立案等の観点から、電力変換装置が強制的に運転停止される時期がユーザに通知されることが望ましい。 However, in a power conversion device including a power device, operation may be forcibly stopped when the temperature of a cooling structure, such as a cooling fin for dissipating heat from the power device, reaches a predetermined standard. Therefore, from the standpoint of, for example, continuous operation of the power conversion device and planning of maintenance of the power conversion device related to the cooling structure, it is desirable to notify the user of the time when the power conversion device will be forcibly stopped.

そこで、上記課題に鑑み、冷却構造部の温度上昇に伴う電力変換装置の強制的な運転停止の時期をユーザに通知することが可能な技術を提供することを目的とする。 In view of the above problem, the objective of the present invention is to provide a technology that can notify the user when the power conversion device will be forced to shut down due to a rise in temperature of the cooling structure.

上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
パワーデバイスと、
前記パワーデバイスの放熱のための冷却構造部と、
前記冷却構造部への送風を行う送風部と、
前記冷却構造部の温度が所定基準に到達すると、電力変換装置を強制的に運転停止させる停止制御部と、
前記冷却構造部の温度の時間変化の傾向に基づき、前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの電力変換装置の運転可能時間を推定する推定部と、を備え
前記推定部は、電力変換装置の工場出荷後の最初の使用開始から所定のタイミングまでの時系列での前記冷却構造部の温度の測定データに基づき、前記冷却構造部に関する保守済みの状態から前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの全期間の電力変換装置の運転可能時間を推定する、
電力変換装置が提供される。
In order to achieve the above object, in one embodiment of the present disclosure,
Power devices,
a cooling structure for dissipating heat from the power device;
A blower that blows air to the cooling structure;
a stop control unit that forcibly stops the operation of the power conversion device when the temperature of the cooling structure unit reaches a predetermined standard;
an estimation unit that estimates an operable time of the power conversion device until the temperature of the cooling structure reaches the predetermined standard based on a tendency of a change over time of the temperature of the cooling structure ,
the estimation unit estimates an operable time of the power conversion device during an entire period from a state where the cooling structure has been maintained until the temperature of the cooling structure reaches the predetermined standard, based on measurement data of the temperature of the cooling structure in a time series from the first start of use of the power conversion device after shipment from a factory to a predetermined timing;
A power converter is provided.

また、本開示の他の実施形態では、
パワーデバイスと、前記パワーデバイスの放熱のための冷却構造部と、前記冷却構造部への送風を行う送風部と、を有し、前記冷却構造部の温度が所定基準に到達すると、強制的に運転停止する電力変換装置に関して、前記冷却構造部の温度の時間変化の傾向に基づき、前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの電力変換装置の運転可能時間を推定する情報処理装置であって
前記電力変換装置の工場出荷後の最初の使用開始から所定のタイミングまでの時系列での前記冷却構造部の温度の測定データに基づき、前記冷却構造部に関する保守済みの状態から前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの全期間の前記電力変換装置の運転可能時間を推定する、
情報処理装置が提供される。
In another embodiment of the present disclosure,
An information processing device for an electric power conversion device, the information processing device comprising: a power device; a cooling structure for dissipating heat from the power device; and an air blower for blowing air to the cooling structure , the information processing device for estimating an operable time of the electric power conversion device until the temperature of the cooling structure reaches a predetermined standard based on a tendency of a time change in the temperature of the cooling structure, the information processing device comprising :
an operating time of the power conversion device during the entire period from a state where the cooling structure has been maintained until the temperature of the cooling structure reaches the predetermined standard based on measurement data of the temperature of the cooling structure in a time series from the first start of use of the power conversion device after shipment from a factory to a predetermined timing;
An information processing device is provided.

また、本開示の更に他の実施形態では、
パワーデバイスと、前記パワーデバイスの放熱のための冷却構造部と、前記冷却構造部への送風を行う送風部と、を有し、前記冷却構造部の温度が所定基準に到達すると、強制的に運転停止する電力変換装置に関して、前記冷却構造部の温度の時間変化の傾向に基づき、前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの電力変換装置の運転可能時間を推定する情報処理方法であって
前記電力変換装置の工場出荷後の最初の使用開始から所定のタイミングまでの時系列での前記冷却構造部の温度の測定データに基づき、前記冷却構造部に関する保守済みの状態から前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの全期間の前記電力変換装置の運転可能時間を推定する、
情報処理方法が提供される。

In still another embodiment of the present disclosure,
An information processing method for estimating an operable time of a power conversion apparatus, the power conversion apparatus having a power device, a cooling structure for dissipating heat from the power device, and an air blower for blowing air to the cooling structure, the operation of which is forcibly stopped when a temperature of the cooling structure reaches a predetermined standard, based on a tendency of a time change in temperature of the cooling structure, the method comprising :
an operating time of the power conversion device during the entire period from a state where the cooling structure has been maintained until the temperature of the cooling structure reaches the predetermined standard based on measurement data of the temperature of the cooling structure in a time series from the first start of use of the power conversion device after shipment from a factory to a predetermined timing;
A method for processing information is provided.

上述の実施形態によれば、冷却構造部の温度上昇に伴う電力変換装置の強制的な運転停止の時期をユーザに通知することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to notify the user when the power conversion device will be forced to shut down due to a rise in temperature of the cooling structure.

冷却異常診断システムの構成の一例を示す図である。FIG. 1 illustrates an example of a configuration of a cooling abnormality diagnosis system. 電力変換装置の冷却構造部の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a cooling structure of a power conversion device. 制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a control device. 制御装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram illustrating an example of a functional configuration of a control device. 冷却構造部に関する保守済みの状態から電力変換装置の強制停止までの運転可能時間の基準値(基準運転可能時間)の推定方法の一例を示す図である。11 is a diagram showing an example of a method for estimating a reference value (reference operable time) of an operable time from a state where maintenance has been completed on a cooling structure unit until a forced shutdown of a power conversion device; FIG. 基準運転可能時間の推定処理の一例を概略的に示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a process for estimating a reference operable time. 電力変換装置の強制停止までの残り運転可能時間の通知処理の一例を概略的に示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a notification process of a remaining operable time until a forced stop of a power conversion device. 冷却構造部に関する保守済みの状態からの累積運転時間と、残り運転可能時間の通知内容との関係の一例を示す図である。13 is a diagram showing an example of the relationship between the cumulative operating time from a state in which maintenance has been completed for the cooling structure and the notification content of the remaining operable time. FIG. 制御装置の機能構成の他の例を示すブロック図である。13 is a block diagram showing another example of the functional configuration of the control device. FIG. 電力変換装置の冷却異常の発生時におけるフィン温度と内気温度との温度差の時間変化の一例を示す図である。11 is a diagram showing an example of a change over time in the temperature difference between the fin temperature and the inside air temperature when a cooling abnormality occurs in the power conversion device. FIG. 電力変換装置の冷却異常の診断方法の一例を模式的に示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a method for diagnosing a cooling abnormality in a power conversion device; フィン温度と内気温度との温度差の基準データの取得処理の一例を概略的に示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of a process for acquiring reference data of a temperature difference between a fin temperature and an inside air temperature. 電力変換装置の冷却異常の診断処理の一例を概略的に示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of a process for diagnosing a cooling abnormality in a power conversion device. 電力変換装置の強制停止までの残り運転可能時間の通知処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating another example of a notification process of a remaining operable time until a forced stop of a power conversion device. 冷却構造部の保守済みの状態からの累積運転時間と、残り運転可能時間の通知内容との関係の他の例を示す図である。13 is a diagram showing another example of the relationship between the cumulative operating time from the maintenance-completed state of the cooling structure unit and the notification content of the remaining operable time. FIG.

以下、図面を参照して実施形態について説明する。 The following describes the embodiment with reference to the drawings.

[冷却異常診断システムの構成]
図1を参照して、本実施形態に係る冷却異常診断システム1の構成について説明する。
[Configuration of cooling abnormality diagnosis system]
The configuration of a cooling abnormality diagnosis system 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

図1は、本実施形態に係る冷却異常診断システム1の構成の一例を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of a cooling abnormality diagnosis system 1 according to this embodiment.

本実施形態に係る冷却異常診断システム1は、電力変換装置100の冷却性能の異常に関する診断を行う。 The cooling anomaly diagnosis system 1 according to this embodiment diagnoses abnormalities in the cooling performance of the power conversion device 100.

図1に示すように、冷却異常診断システム1は、電力変換装置100と、演算装置200と、端末装置300とを含む。 As shown in FIG. 1, the cooling abnormality diagnosis system 1 includes a power conversion device 100, a computing device 200, and a terminal device 300.

電力変換装置100は、商用電源PSから入力される三相交流電力(例えばR相、S相、及びT相)を所定の電圧や所定の周波数を有する三相交流電力(例えば、U相、V相、及びW相)に変換し、電動機Mを駆動する。 The power conversion device 100 converts three-phase AC power (e.g., R phase, S phase, and T phase) input from a commercial power source PS into three-phase AC power (e.g., U phase, V phase, and W phase) having a predetermined voltage and a predetermined frequency, and drives the electric motor M.

電動機Mは、電力変換装置100から出力される三相交流電力に基づき、例えば、紡績工場に設置される巻き取り機等の所定の機械を電気駆動する。 The electric motor M electrically drives a specific machine, such as a winding machine installed in a spinning factory, based on the three-phase AC power output from the power conversion device 100.

尚、電力変換装置100は、商用電源以外の他の電源から入力される三相交流電力に基づき、電動機Mを駆動する三相交流電力を生成してもよい。また、電力変換装置100は、直流電源から入力される電力に基づき、電動機Mを駆動する三相交流電力を生成してもよい。この場合、直流電力は、後述の整流回路110とインバータ回路130との間の直流リンク部(正ラインPL及び負ラインNL)に入力される。 The power conversion device 100 may generate three-phase AC power to drive the motor M based on three-phase AC power input from a power source other than a commercial power source. The power conversion device 100 may also generate three-phase AC power to drive the motor M based on power input from a DC power source. In this case, the DC power is input to a DC link section (positive line PL and negative line NL) between the rectifier circuit 110 and the inverter circuit 130 described below.

電力変換装置100は、整流回路110と、平滑回路120と、インバータ回路130と、制御装置140と、センサ150と、表示装置160と、通信装置170と、冷却ファン180とを含む。 The power conversion device 100 includes a rectifier circuit 110, a smoothing circuit 120, an inverter circuit 130, a control device 140, a sensor 150, a display device 160, a communication device 170, and a cooling fan 180.

整流回路110は、商用電源PSから入力されるR相、S相、及びT相の三相交流電力を整流し、直流電力を出力可能に構成される。整流回路110は、正側及び負側の出力端のそれぞれが正ラインPL及び負ラインNLの一端に接続され、正ラインPL及び負ラインNLを通じて、直流電力を平滑回路120に出力することができる。整流回路110は、例えば、6つの半導体ダイオードSD(パワーデバイスの一例)(図4参照)を含み、上下アームを構成する2つの半導体ダイオードSDの直列接続体が3組並列接続されるブリッジ型全波整流回路である。 The rectifier circuit 110 is configured to be able to rectify three-phase AC power of R, S, and T phases input from the commercial power source PS and output DC power. The rectifier circuit 110 has positive and negative output terminals connected to one end of the positive line PL and the negative line NL, respectively, and can output DC power to the smoothing circuit 120 through the positive line PL and the negative line NL. The rectifier circuit 110 is, for example, a bridge-type full-wave rectifier circuit including six semiconductor diodes SD (an example of a power device) (see FIG. 4), in which three sets of two semiconductor diodes SD connected in series to form upper and lower arms are connected in parallel.

平滑回路120は、整流回路110から出力される直流電力やインバータ回路130から回生される直流電力の脈動を抑制し、平滑化する。 The smoothing circuit 120 suppresses and smoothes pulsations in the DC power output from the rectifier circuit 110 and the DC power regenerated from the inverter circuit 130.

平滑回路120は、例えば、平滑コンデンサを含む。 The smoothing circuit 120 includes, for example, a smoothing capacitor.

平滑コンデンサは、整流回路110やインバータ回路130と並列に、正ラインPL及び負ラインNLを繋ぐ経路に設けられてよい。 The smoothing capacitor may be provided in parallel with the rectifier circuit 110 and the inverter circuit 130 in a path connecting the positive line PL and the negative line NL.

平滑コンデンサは、適宜、充放電を繰り返しながら、整流回路110から出力される直流電力やインバータ回路130から出力(回生)される直流電力を平滑化する。 The smoothing capacitor is repeatedly charged and discharged as appropriate to smooth out the DC power output from the rectifier circuit 110 and the DC power output (regenerated) from the inverter circuit 130.

平滑コンデンサは、一つであってよい。また、平滑コンデンサは、複数配置されてもよく、複数の平滑コンデンサが正ラインPL及び負ラインNLの間に並列接続されてもよいし、直列接続されてもよい。また、複数の平滑コンデンサは、2以上の平滑コンデンサの直列接続体が正ラインPL及び負ラインNLの間に複数並列接続される形で構成されてもよい。 There may be one smoothing capacitor. Alternatively, multiple smoothing capacitors may be arranged, and the multiple smoothing capacitors may be connected in parallel or in series between the positive line PL and the negative line NL. Alternatively, the multiple smoothing capacitors may be configured in such a way that two or more series-connected smoothing capacitors are connected in parallel between the positive line PL and the negative line NL.

また、平滑回路120は、例えば、リアクトルを含む。 The smoothing circuit 120 also includes, for example, a reactor.

リアクトルは、整流回路110と平滑コンデンサ(具体的には、平滑コンデンサが配置される経路との分岐点)との間の正ラインPLに設けられてよい。 The reactor may be provided on the positive line PL between the rectifier circuit 110 and the smoothing capacitor (specifically, the branch point from the path in which the smoothing capacitor is located).

リアクトルは、適宜、電流の変化を妨げるように電圧を発生させながら、整流回路110から出力される直流電力やインバータ回路130から出力(回生)される直流電力を平滑化する。 The reactor generates a voltage to appropriately prevent changes in the current, smoothing the DC power output from the rectifier circuit 110 and the DC power output (regenerated) from the inverter circuit 130.

インバータ回路130は、その正側及び負側の入力端が正ラインPL及び負ラインNLの他端に接続される。インバータ回路130は、平滑回路120から供給される直流電力を半導体スイッチSW(パワーデバイスの一例)(図3参照)のスイッチ動作により、所定の周波数や所定の電圧を有する三相交流電力(例えば、U相、V相、及びW相)に変換し電動機Mに出力する。半導体スイッチSWは、例えば、シリコン(Si)製のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)であってよい。また、半導体スイッチSWは、例えば、シリコンカーバイド(SiC)や窒化ガリウム(GaN)等のワイドバンドギャップ半導体を用いた半導体素子であってもよい。 The inverter circuit 130 has its positive and negative input terminals connected to the other ends of the positive line PL and the negative line NL. The inverter circuit 130 converts the DC power supplied from the smoothing circuit 120 into three-phase AC power (e.g., U phase, V phase, and W phase) having a predetermined frequency and a predetermined voltage by the switching operation of a semiconductor switch SW (an example of a power device) (see FIG. 3), and outputs the converted power to the electric motor M. The semiconductor switch SW may be, for example, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) made of silicon (Si). The semiconductor switch SW may also be, for example, a semiconductor element using a wide band gap semiconductor such as silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN).

インバータ回路130は、例えば、6つの半導体スイッチSWを含み、上下アームを構成する2つの半導体スイッチSWの直列接続体(スイッチレグ)が正ラインPL及び負ラインNLの間に3組並列接続されるブリッジ回路を含む形で構成される。そして、インバータ回路130は、3組の上下アームの接続点から引き出されるU相線、V相線、及びW相線を通じて、三相交流電力を出力してよい。また、6つの半導体スイッチSWには、それぞれ、環流ダイオードが並列接続されてよい。 The inverter circuit 130 includes, for example, six semiconductor switches SW, and is configured to include a bridge circuit in which three sets of series-connected semiconductor switches SW (switch legs) constituting upper and lower arms are connected in parallel between a positive line PL and a negative line NL. The inverter circuit 130 may output three-phase AC power through a U-phase wire, a V-phase wire, and a W-phase wire drawn from the connection points of the three sets of upper and lower arms. In addition, a free-wheeling diode may be connected in parallel to each of the six semiconductor switches SW.

制御装置140(情報処理装置の一例)は、電力変換装置100に関する制御を行う。制御装置140の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現されてよい。 The control device 140 (an example of an information processing device) controls the power conversion device 100. The functions of the control device 140 may be realized by any hardware or any combination of hardware and software, etc.

尚、制御装置140の機能の一部又は全部は、電力変換装置100の外部、例えば、演算装置200や端末装置300(共に、情報処理装置の一例)等に移管されてもよい。 In addition, some or all of the functions of the control device 140 may be transferred to an external device outside the power conversion device 100, such as a calculation device 200 or a terminal device 300 (both of which are examples of information processing devices).

センサ150は、電力変換装置100の運転状態(稼働状態)に関する測定データを取得する。センサ150は、例えば、一対一の通信線等を通じて制御装置140と接続され、測定データに対応する信号は、制御装置140に取り込まれる。これにより、制御装置140は、センサ150の出力信号に基づき、電力変換装置100に関する制御を行ったり、後述の如く、電力変換装置100が強制的に運転停止されるまでの運転可能時間を演算したりすることができる。 The sensor 150 acquires measurement data related to the operating state (operating state) of the power conversion device 100. The sensor 150 is connected to the control device 140, for example, via a one-to-one communication line, and a signal corresponding to the measurement data is input to the control device 140. This allows the control device 140 to control the power conversion device 100 based on the output signal of the sensor 150, and to calculate the operating time until the power conversion device 100 is forcibly stopped, as described below.

センサ150は、例えば、各種温度センサを含む。温度センサには、例えば、冷却フィン部194の温度(以下、「フィン温度」)Tfを検出するフィン温度センサが含まれてよい。また、温度センサには、例えば、電力変換装置100の筐体の内部の空気の温度(以下、「内気温度」)Taを検出する内気温度センサが含まれてよい。 The sensor 150 includes, for example, various temperature sensors. The temperature sensor may include, for example, a fin temperature sensor that detects the temperature of the cooling fin section 194 (hereinafter, "fin temperature") Tf. The temperature sensor may also include, for example, an inside air temperature sensor that detects the temperature of the air inside the housing of the power conversion device 100 (hereinafter, "inside air temperature") Ta.

また、センサ150は、例えば、各種電流センサや電圧センサ等を含む。電流センサには、例えば、電動機Mに出力される負荷電流を検出する負荷電流センサが含まれてよい。 The sensor 150 may include, for example, various current sensors and voltage sensors. The current sensor may include, for example, a load current sensor that detects the load current output to the electric motor M.

表示装置160(通知部の一例)は、例えば、電力変換装置100の筐体の外側の表面に設けられる。表示装置160は、制御装置140の制御下で、電力変換装置100の運転状態(稼働状態)に関する情報を表示する。 The display device 160 (an example of a notification unit) is provided, for example, on the outer surface of the housing of the power conversion device 100. The display device 160 displays information related to the operating state (operating state) of the power conversion device 100 under the control of the control device 140.

尚、表示装置160は、電力変換装置100の筐体の外部、例えば、電動機Mにより電気駆動される所定の機械の筐体の表面(外面)に設けられてもよい。 The display device 160 may be provided outside the housing of the power conversion device 100, for example, on the surface (outer surface) of the housing of a specific machine electrically driven by the electric motor M.

通信装置170(通知部の一例)は、所定の通信回線を通じて、演算装置200や端末装置300等の電力変換装置100の外部の機器と通信を行う。 The communication device 170 (an example of a notification unit) communicates with devices external to the power conversion device 100, such as the computing device 200 and the terminal device 300, via a specified communication line.

所定の通信回線は、例えば、一対一の通信線であってよい。また、所定の通信回線には、例えば、電動機Mにより電機駆動される所定の機械が設置される施設(工場)内に構築されるフィールドネットワーク等のローカルネットワーク(LAN:Local Area Network)が含まれてよい。ローカルネットワークは、有線で構築されていてもよいし、無線で構築されていてもよいし、その双方を含んでいてもよい。また、所定の通信回線には、例えば、電動機Mにより電気駆動される所定の機械が設置される施設(工場)の外部の広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)が含まれてもよい。広域ネットワークには、例えば、基地局を末端とする移動体通信網、通信衛星を利用する衛星通信網、インターネット網等が含まれてよい。また、所定の通信回線には、例えば、ブルートゥース(登録商標)やWiFi等の所定の無線通信規格による近距離通信回線が含まれてもよい。 The predetermined communication line may be, for example, a one-to-one communication line. The predetermined communication line may include, for example, a local network (LAN: Local Area Network) such as a field network constructed in a facility (factory) where a predetermined machine electrically driven by an electric motor M is installed. The local network may be constructed as a wired network, may be constructed as a wireless network, or may include both. The predetermined communication line may also include, for example, a wide area network (WAN: Wide Area Network) outside the facility (factory) where a predetermined machine electrically driven by an electric motor M is installed. The wide area network may include, for example, a mobile communication network with a base station as an end, a satellite communication network using a communication satellite, an Internet network, etc. The predetermined communication line may also include, for example, a short-distance communication line according to a predetermined wireless communication standard such as Bluetooth (registered trademark) or WiFi.

尚、通信装置170の機能は、制御装置140(インタフェース144)に組み込まれてもよい。 The functions of the communication device 170 may be incorporated into the control device 140 (interface 144).

冷却ファン180(送風部の一例)は、後述の冷却構造部190(具体的には、冷却フィン部194)に送風し、冷却構造部190による放熱を促進させる。 The cooling fan 180 (an example of an air blower) blows air to the cooling structure 190 (specifically, the cooling fin section 194) described below, promoting heat dissipation by the cooling structure 190.

電力変換装置100の筐体には、外気の吸込口(吸気口)及び内気の排出口(排気口)が設けられ、冷却ファン180は、吸気口から排気口に向かう空気の流れの経路中で、冷却構造部190より上流側に設けられてよい。この場合、冷却ファン180は、吸気口から外気を吸い込み、冷却構造部190に向かって送り出すことにより、相対的に低い温度の外気を冷却構造部190に当てて、冷却構造部190との熱交換により昇温した空気を排気口から排出させる。また、冷却ファン180は、吸気口から排気口に向かう空気の流れの経路中で、冷却構造部190より下流側に設けられてもよい。この場合、冷却ファン180は、冷却構造部190の周辺の空気を吸い出し、上流側の吸気口から冷却構造部190に向かう空気の流れを作り出すことにより、相対的に低い温度の外気を冷却構造部190に当てる。 The housing of the power conversion device 100 is provided with an intake port (intake port) for outside air and an exhaust port (exhaust port), and the cooling fan 180 may be provided upstream of the cooling structure 190 in the path of the air flow from the intake port to the exhaust port. In this case, the cooling fan 180 draws in outside air from the intake port and sends it out toward the cooling structure 190, thereby blowing relatively low-temperature outside air onto the cooling structure 190 and discharging the air heated by heat exchange with the cooling structure 190 from the exhaust port. The cooling fan 180 may also be provided downstream of the cooling structure 190 in the path of the air flow from the intake port to the exhaust port. In this case, the cooling fan 180 draws in air around the cooling structure 190 and creates an air flow from the upstream intake port toward the cooling structure 190, thereby blowing relatively low-temperature outside air onto the cooling structure 190.

演算装置200は、電力変換装置100の外部に設けられ、各種の演算処理を行う。 The calculation device 200 is provided outside the power conversion device 100 and performs various calculation processes.

演算装置200は、例えば、電力変換装置100と所定の通信回線を通じて通信可能に接続され、制御装置140からの指令に応じて、電力変換装置100の制御に関する演算処理を行ってよい。具体的には、演算装置200は、制御装置140からの指令に応じて、後述の冷却異常の判定に関する演算処理の一部又は全部を行ってよい。 The arithmetic device 200 may be communicatively connected to the power conversion device 100 via a predetermined communication line, and may perform arithmetic processing related to the control of the power conversion device 100 in response to a command from the control device 140. Specifically, the arithmetic device 200 may perform part or all of the arithmetic processing related to the determination of cooling anomalies, which will be described later, in response to a command from the control device 140.

演算装置200は、例えば、電動機Mにより電気駆動される所定の機械を制御するためのPLC(Programmable Logic Controller)やエッジコントローラであってよい。また、演算装置200は、例えば、PC(Personal Computer)等のコンピュータ端末であってもよい。 The arithmetic device 200 may be, for example, a PLC (Programmable Logic Controller) or an edge controller for controlling a specific machine electrically driven by an electric motor M. The arithmetic device 200 may also be, for example, a computer terminal such as a PC (Personal Computer).

また、演算装置200は、例えば、サーバ装置であってもよい。サーバ装置は、電動機Mにより電気駆動される所定の機械が設置される施設(工場)の外部に設置されるクラウドサーバやオンプレミスサーバであってよい。また、サーバ装置は、例えば、電動機Mにより電気駆動される所定の機械が設置される施設(工場)の内部、或いは、施設の近隣の通信施設(例えば、基地局や局舎)等に設置されるエッジサーバであってもよい。 The computing device 200 may also be, for example, a server device. The server device may be a cloud server or an on-premise server installed outside the facility (factory) where the specific machine electrically driven by the electric motor M is installed. The server device may also be, for example, an edge server installed inside the facility (factory) where the specific machine electrically driven by the electric motor M is installed, or in a communication facility (for example, a base station or station building) near the facility.

端末装置300は、電力変換装置100の外部に設けられ、電力変換装置100(冷却異常診断システム1)のユーザに利用される。端末装置300は、例えば、表示部310を通じて、ユーザに各種情報を提供したり、ユーザから各種入力を受け付け、電力変換装置100に送信したりする。 The terminal device 300 is provided outside the power conversion device 100 and is used by a user of the power conversion device 100 (cooling abnormality diagnosis system 1). The terminal device 300 provides various information to the user through, for example, the display unit 310, and receives various inputs from the user and transmits them to the power conversion device 100.

端末装置300は、例えば、デスクトップ型のコンピュータ端末等の定置型の端末装置を含んでよい。また、端末装置300は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ラップトップ型のコンピュータ端末等の携帯型(可搬型)の端末装置(携帯端末)を含んでもよい。 The terminal device 300 may include, for example, a stationary terminal device such as a desktop computer terminal. The terminal device 300 may also include, for example, a portable terminal device (mobile terminal) such as a smartphone, a tablet terminal, or a laptop computer terminal.

[電力変換装置の冷却構造]
次に、図2を参照して、電力変換装置100の冷却構造部190について説明する。
[Cooling structure of power conversion device]
Next, the cooling structure 190 of the power conversion device 100 will be described with reference to FIG.

図2は、電力変換装置100の冷却構造部190の一例を示す模式図である。 Figure 2 is a schematic diagram showing an example of a cooling structure 190 of a power conversion device 100.

冷却構造部190は、例えば、ヒートシンクに相当し、フィンベース192と、冷却フィン部194とを含む。 The cooling structure 190 corresponds to, for example, a heat sink and includes a fin base 192 and a cooling fin portion 194.

フィンベース192は、所定の厚みを有する平板形状を有する。フィンベース192の平板形状の一方の表面(図中の下面)には、冷却フィン部194が設けられ、その他方の表面(図中の上面)には、整流回路110及びインバータ回路130のそれぞれに相当する回路基板110A,130Aが載置される。 The fin base 192 has a flat plate shape with a predetermined thickness. A cooling fin section 194 is provided on one surface (the lower surface in the figure) of the flat plate shape of the fin base 192, and circuit boards 110A and 130A corresponding to the rectifier circuit 110 and the inverter circuit 130, respectively, are placed on the other surface (the upper surface in the figure).

フィンベース192は、相対的に熱伝導性の高い部材で構成される。これにより、半導体ダイオードSDや半導体スイッチSWの通電時の損失により生じる熱エネルギをフィンベース192に逃がし易くすることができる。フィンベース192は、例えば、アルミニウム、鉄、銅等の金属により構成されてよい。以下、冷却フィン部194についても同様であってよい。 The fin base 192 is made of a material with relatively high thermal conductivity. This makes it easier for thermal energy generated by losses when the semiconductor diode SD or semiconductor switch SW is energized to escape to the fin base 192. The fin base 192 may be made of a metal such as aluminum, iron, or copper. The same may be true for the cooling fin portion 194 below.

冷却フィン部194は、上述の如く、フィンベース192の平板形状の一方の表面に設けられる。冷却フィン部194は、フィンベース192の表面から離れる方向(図中のZ軸負方向に)突出するように複数設けられるフィン194Aを含む。 As described above, the cooling fin section 194 is provided on one surface of the flat plate shape of the fin base 192. The cooling fin section 194 includes a plurality of fins 194A that are provided so as to protrude in a direction away from the surface of the fin base 192 (in the negative Z-axis direction in the figure).

複数のフィン194Aは、それぞれ、非常に厚みが薄い平板形状を有し、フィンベース192の一方の表面に所定の方向(図中のX軸方向)に沿って略等間隔で並べられる。 Each of the multiple fins 194A has a very thin flat plate shape and is arranged at approximately equal intervals along a predetermined direction (the X-axis direction in the figure) on one surface of the fin base 192.

複数のフィン194Aは、それぞれ、相対的に熱伝導性が高い部材で構成される。これにより、半導体ダイオードSDや半導体スイッチSWの通電時の損失により生じる熱エネルギをフィンベース192から複数のフィン194Aに逃がし易くすることができる。また、複数のフィン194Aは、相対的に大きい表面積を有する。これにより、複数のフィン194Aと空気との接触面積を相対的に大きくし、熱エネルギを周辺の空気に放熱させ易くすることができる。そのため、半導体ダイオードSDや半導体スイッチSWの通電時の損失により生じる熱エネルギを空気に放熱させ易くなり、電力変換装置100の冷却性能を向上させることができる。 The multiple fins 194A are each made of a material with relatively high thermal conductivity. This makes it easier for thermal energy generated by losses when the semiconductor diode SD or semiconductor switch SW is energized to escape from the fin base 192 to the multiple fins 194A. In addition, the multiple fins 194A have a relatively large surface area. This makes it possible to relatively increase the contact area between the multiple fins 194A and the air, making it easier to dissipate thermal energy into the surrounding air. Therefore, it becomes easier to dissipate thermal energy generated by losses when the semiconductor diode SD or semiconductor switch SW is energized to the air, improving the cooling performance of the power conversion device 100.

また、冷却ファン180の作用によって、複数のフィン194Aが並べられる方向(X軸方向)に対して垂直な方向(図中のY軸方向)に冷却風CAが流れる。これにより、複数のフィン194Aの間を冷却風CAが通過し、複数のフィン194Aの周囲の空気の温度は相対的に低い状態に維持される。そのため、フィン194Aと周辺の空気との温度差が相対的に大きくなり、フィン194Aの熱エネルギを周辺の空気に放熱し易くすることができる。よって、半導体ダイオードSDや半導体スイッチSWの通電時の損失により生じる熱エネルギを空気に放熱させ易くなり、電力変換装置100の冷却性能を更に向上させることで、電力変換装置100に要求される冷却性能を確保することができる。 In addition, the cooling fan 180 causes the cooling air CA to flow in a direction (Y-axis direction in the figure) perpendicular to the direction (X-axis direction) in which the multiple fins 194A are arranged. This allows the cooling air CA to pass between the multiple fins 194A, and the temperature of the air around the multiple fins 194A is maintained at a relatively low temperature. This makes the temperature difference between the fins 194A and the surrounding air relatively large, making it easier to dissipate the thermal energy of the fins 194A to the surrounding air. This makes it easier to dissipate the thermal energy generated by losses when the semiconductor diode SD and semiconductor switch SW are energized to the air, further improving the cooling performance of the power conversion device 100 and ensuring the cooling performance required of the power conversion device 100.

一方、電力変換装置100が設置される環境によっては、複数のフィン194Aの間に異物が詰まってしまう場合があり得る。また、異物の大きさによっては、電力変換装置100の筐体の吸気口に異物が詰まってしまう可能性もある。例えば、紡績工場では、粉塵だけでなく、綿花が空気中に含まれる場合があり、綿花等が複数のフィン194Aの間や電力変換装置100の筐体の吸気口に詰まってしまう可能性がある。すると、異物が詰まっている部分に対応するフィン194Aに冷却風CAが当たらなくなったり、そもそも、吸気口から吸入される外気量が少なくなって冷却フィン部194に供給される空気の温度が高くなってしまったりする可能性がある。そのため、冷却構造部190及び冷却ファン180による半導体ダイオードSDや半導体スイッチSWの冷却性能が悪化する。その結果、冷却構造部190及び冷却ファン180による電力変換装置100(半導体ダイオードSD及び半導体スイッチSW)の冷却性能の異常(以下、「冷却異常」)が発生する可能性がある。 On the other hand, depending on the environment in which the power conversion device 100 is installed, foreign matter may get stuck between the fins 194A. Also, depending on the size of the foreign matter, the foreign matter may get stuck in the air intake of the housing of the power conversion device 100. For example, in a spinning factory, not only dust but also cotton may be contained in the air, and the cotton or the like may get stuck between the fins 194A or in the air intake of the housing of the power conversion device 100. Then, the cooling air CA may not hit the fin 194A corresponding to the part where the foreign matter is stuck, or the amount of outside air sucked in from the air intake may decrease, causing the temperature of the air supplied to the cooling fin section 194 to increase. Therefore, the cooling performance of the semiconductor diode SD and the semiconductor switch SW by the cooling structure section 190 and the cooling fan 180 is deteriorated. As a result, an abnormality in the cooling performance of the power conversion device 100 (semiconductor diode SD and semiconductor switch SW) by the cooling structure section 190 and the cooling fan 180 (hereinafter, "cooling abnormality") may occur.

また、冷却ファン180に異常が発生し、冷却ファン180の回転数が低下したり、冷却ファン180が停止したりすると、冷却フィン部194(フィン194A)の周辺の空気の温度が相対的に高くなる。そのため、冷却構造部190及び冷却ファン180による半導体ダイオードSDや半導体スイッチSWの冷却性能が悪化する。その結果、冷却構造部190及び冷却ファン180による電力変換装置100(半導体ダイオードSD及び半導体スイッチSW)の冷却異常が発生する可能性がある。 In addition, if an abnormality occurs in the cooling fan 180, causing the rotation speed of the cooling fan 180 to decrease or the cooling fan 180 to stop, the temperature of the air around the cooling fin portion 194 (fins 194A) becomes relatively high. This deteriorates the cooling performance of the cooling structure portion 190 and the cooling fan 180 for the semiconductor diode SD and the semiconductor switch SW. As a result, there is a possibility that an abnormality in the cooling of the power conversion device 100 (semiconductor diode SD and semiconductor switch SW) by the cooling structure portion 190 and the cooling fan 180 may occur.

そして、冷却異常の程度によっては、フィン温度Tfが過熱温度Tferrに到達し、その結果、電力変換装置100を強制停止させる必要が生じ、電動機Mにより電気駆動される所定の機械が設置される工場の操業に影響を与えてしまう可能性がある。 Depending on the severity of the cooling abnormality, the fin temperature Tf may reach the overheating temperature Tferr, which may result in the need to forcibly shut down the power conversion device 100, potentially affecting the operation of the factory in which a specific machine electrically driven by the electric motor M is installed.

尚、冷却構造部190は、半導体ダイオードSDや半導体スイッチSWの通電時の損失により生じる熱エネルギの周囲の空気への放熱を促進可能であれば、任意の形態であってよい。例えば、フィン194Aは、複数でなく、一つであってもよい。また、フィンベース192には、フィン194Aの代わりに、相対的に熱伝導性の高い部材で構成される棒状や針状の突起部が一つ或いは複数設けられてもよい。 The cooling structure 190 may have any shape as long as it can promote the dissipation of heat energy generated by losses when the semiconductor diode SD or the semiconductor switch SW is energized into the surrounding air. For example, the fin 194A may be one instead of multiple. Also, instead of the fin 194A, the fin base 192 may be provided with one or more rod-shaped or needle-shaped protrusions made of a material with relatively high thermal conductivity.

[制御装置の構成の一例]
次に、図3、図4を参照して、制御装置140の構成の一例について説明する。
[Example of the configuration of the control device]
Next, an example of the configuration of the control device 140 will be described with reference to FIGS.

図3、図4は、本実施形態に係る冷却異常診断システム1における制御装置140の構成の一例を示す図である。具体的には、図3は、制御装置140のハードウェア構成の一例を示すブロック図であり、図4は、制御装置140の機能構成の一例を示すブロック図である。 Figures 3 and 4 are diagrams showing an example of the configuration of the control device 140 in the cooling abnormality diagnosis system 1 according to this embodiment. Specifically, Figure 3 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the control device 140, and Figure 4 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the control device 140.

図3に示すように、制御装置140は、例えば、互いにバスBで接続される、CPU141(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等のメモリ装置142、ROM(Read Only Memory)等の補助記憶装置143、及びインタフェース144を含む。制御装置140は、補助記憶装置143にインストールされるプログラムをメモリ装置142にロードしCPU141に実行させることにより、各種制御を行う。また、制御装置140は、インタフェース144を通じて、外部の信号を受信したり、外部に信号を出力(送信)したりする。 As shown in FIG. 3, the control device 140 includes, for example, a CPU 141 (Central Processing Unit), a memory device 142 such as a RAM (Random Access Memory), an auxiliary storage device 143 such as a ROM (Read Only Memory), and an interface 144, all of which are connected to one another via a bus B. The control device 140 performs various controls by loading a program installed in the auxiliary storage device 143 into the memory device 142 and having the CPU 141 execute the program. The control device 140 also receives external signals and outputs (transmits) signals to the outside through the interface 144.

図4に示すように、制御装置140は、機能部として、駆動制御部1401と、記録部1402と、記憶部1403と、保守判定部1404と、運転可能時間推定部1405とを含む。駆動制御部1401、記録部1402、保守判定部1404、及び運転可能時間推定部1405の機能は、例えば、補助記憶装置143にインストールされるプログラムがメモリ装置142にロードされCPU141上で実行されることにより実現される。また、記憶部1403の機能は、例えば、補助記憶装置143に規定される記憶領域により実現される。 As shown in FIG. 4, the control device 140 includes, as functional units, a drive control unit 1401, a recording unit 1402, a memory unit 1403, a maintenance judgment unit 1404, and an operable time estimation unit 1405. The functions of the drive control unit 1401, the recording unit 1402, the maintenance judgment unit 1404, and the operable time estimation unit 1405 are realized, for example, by a program installed in the auxiliary storage device 143 being loaded into the memory device 142 and executed on the CPU 141. In addition, the function of the memory unit 1403 is realized, for example, by a memory area defined in the auxiliary storage device 143.

駆動制御部1401は、インバータ回路130を通じて、電動機Mの駆動制御を行う。具体的には、駆動制御部1401は、インバータ回路130(具体的には、それぞれの半導体スイッチSWのゲート)に駆動信号を出力し、インバータ回路130を用いて、電動機Mが所定の運転条件を満足するように駆動する。換言すれば、駆動制御部1401は、所定の運転条件に沿って電動機Mを駆動するための制御信号を生成し、インバータ回路130に出力する。 The drive control unit 1401 controls the drive of the electric motor M through the inverter circuit 130. Specifically, the drive control unit 1401 outputs a drive signal to the inverter circuit 130 (specifically, to the gates of each semiconductor switch SW) and uses the inverter circuit 130 to drive the electric motor M so as to satisfy specified operating conditions. In other words, the drive control unit 1401 generates a control signal for driving the electric motor M in accordance with the specified operating conditions and outputs it to the inverter circuit 130.

また、駆動制御部1401(停止制御部の一例)は、フィン温度Tfが冷却フィン部194の過熱状態を表す過熱温度Tferrに到達すると、電力変換装置100の保護機能を作動させ、電力変換装置100を強制的に運転停止させる。 In addition, when the fin temperature Tf reaches an overheat temperature Tferr, which indicates an overheated state of the cooling fin section 194, the drive control section 1401 (an example of a stop control section) activates the protection function of the power conversion device 100 and forcibly stops the operation of the power conversion device 100.

記録部1402は、センサ150から取り込まれる所定の測定データを記憶部1403に時系列で記録する。記録部1402の詳細は、後述する(図6、図12参照)。 The recording unit 1402 records the predetermined measurement data acquired from the sensor 150 in chronological order in the memory unit 1403. Details of the recording unit 1402 will be described later (see Figures 6 and 12).

記憶部1403は、記録部1402を通じて時系列で記録される所定の測定データを記憶する。例えば、記憶部1403には、所定の測定データ、及びその測定データが取得されたときの時刻データを含むレコードデータが蓄積されてよい。 The memory unit 1403 stores the specified measurement data recorded in chronological order through the recording unit 1402. For example, the memory unit 1403 may store record data including the specified measurement data and time data when the measurement data was acquired.

保守判定部1404は、冷却構造部190に関する保守が行われたか否かを判定する。冷却構造部190に関する保守とは、冷却構造部190の機能、即ち、冷却構造部190による電力変換装置100の冷却機能を正常な状態に維持することを意味する。冷却構造部190に関する保守には、例えば、冷却構造部190(冷却フィン部194)や電力変換装置100の筐体の吸気口等の清掃が含まれる。 The maintenance determination unit 1404 determines whether maintenance has been performed on the cooling structure unit 190. Maintenance on the cooling structure unit 190 means maintaining the function of the cooling structure unit 190, i.e., the cooling function of the power conversion device 100 by the cooling structure unit 190, in a normal state. Maintenance on the cooling structure unit 190 includes, for example, cleaning of the cooling structure unit 190 (cooling fin unit 194) and the air intake of the housing of the power conversion device 100.

例えば、保守判定部1404は、ユーザから冷却構造部190に関する保守が行われたことを示す所定の入力が受け付けられる場合、冷却構造部190の保守が行われたと判定してよい。ユーザからの所定の入力は、例えば、電力変換装置100や電力変換装置100が搭載される所定の機械に設置される入力部を通じて受け付けられる。また、ユーザからの所定の入力は、例えば、演算装置200や端末装置300に設置される入力部に対するユーザの所定の入力を表す信号が、演算装置200や端末装置300から送信され、通信装置170によって受信されることにより受け付けられる。 For example, the maintenance determination unit 1404 may determine that maintenance of the cooling structure unit 190 has been performed when a specific input indicating that maintenance of the cooling structure unit 190 has been performed is received from a user. The specific input from the user is received, for example, through an input unit installed in the power conversion device 100 or a specific machine on which the power conversion device 100 is mounted. In addition, the specific input from the user is received, for example, when a signal representing the specific user input to an input unit installed in the calculation device 200 or terminal device 300 is transmitted from the calculation device 200 or terminal device 300 and received by the communication device 170.

また、例えば、保守判定部1404は、前回及び今回の電力変換装置100の運転中のセンサ150の測定データを比較することにより、冷却構造部190の保守が行われたか否かを判定する。具体的には、保守判定部1404は、前回及び今回の電力変換装置100の運転中の冷却フィン部194の温度(フィン温度Tf)の測定データ或いはその時間変化を比較し、冷却構造部190の保守が行われたか否かを判定してよい。冷却構造部190の保守(清掃)が実施されると、冷却構造部190の放熱効率が改善し、前回の電力変換装置100の運転時に対して、フィン温度Tf或いはその時間変化に相違が生じ得るからである。また、保守判定部1404は、前回及び今回の電力変換装置100の運転中の電力変換装置100の筐体の内部の空気の温度(内気温度Ta)の測定データ或いはその時間変化を比較し、冷却構造部190の保守が行われたか否かを判定してもよい。冷却構造部190の保守が実施されると、上述の如く、冷却構造部190の放熱効率が改善し、前回の電力変換装置100の運転時に対して、冷却構造部190の熱エネルギの移動先である空気の温度(内気温度Ta)やその時間変化に相違が生じ得るからである。また、保守判定部1404は、前回及び今回の電力変換装置100の運転中のフィン温度Tfと内気温度Taとの温度差Yの測定データ、或いは、その時間変化を比較し、冷却構造部190の保守が行われたか否かを判定してもよい。冷却構造部190の保守が実施されると、上述の如く、冷却構造部190の放熱効率が改善し、前回の電力変換装置100の運転時に対して、フィン温度Tfと内気温度Taとの温度差Yやその時間変化に相違が生じ得るからである。 For example, the maintenance determination unit 1404 may compare the measurement data of the sensor 150 during the previous and current operation of the power conversion device 100 to determine whether or not maintenance of the cooling structure unit 190 has been performed. Specifically, the maintenance determination unit 1404 may compare the measurement data or the time change of the temperature (fin temperature Tf) of the cooling fin unit 194 during the previous and current operation of the power conversion device 100 to determine whether or not maintenance of the cooling structure unit 190 has been performed. When maintenance (cleaning) of the cooling structure unit 190 is performed, the heat dissipation efficiency of the cooling structure unit 190 is improved, and a difference may occur in the fin temperature Tf or its time change compared to the previous operation of the power conversion device 100. The maintenance determination unit 1404 may also compare the measurement data or the time change of the air temperature (internal air temperature Ta) inside the housing of the power conversion device 100 during the previous and current operation of the power conversion device 100 to determine whether or not maintenance of the cooling structure unit 190 has been performed. When the maintenance of the cooling structure 190 is performed, as described above, the heat dissipation efficiency of the cooling structure 190 improves, and the temperature of the air (inside air temperature Ta) to which the thermal energy of the cooling structure 190 is transferred and its change over time may differ from the previous operation of the power conversion device 100. The maintenance determination unit 1404 may compare the measurement data of the temperature difference Y between the fin temperature Tf and the inside air temperature Ta during the previous and current operation of the power conversion device 100, or the change over time, to determine whether or not the maintenance of the cooling structure 190 has been performed. When the maintenance of the cooling structure 190 is performed, as described above, the heat dissipation efficiency of the cooling structure 190 improves, and the temperature difference Y between the fin temperature Tf and the inside air temperature Ta and its change over time may differ from the previous operation of the power conversion device 100.

運転可能時間推定部1405(推定部の一例)は、冷却構造部190(冷却フィン部194)の温度(フィン温度Tf)が過熱温度Tferrに到達し強制的に停止されるまでの電力変換装置100の運転可能時間を推定する。運転可能時間推定部1405の詳細は、後述する(図5、図7参照)。 The operable time estimation unit 1405 (an example of an estimation unit) estimates the operable time of the power conversion device 100 until the temperature (fin temperature Tf) of the cooling structure unit 190 (cooling fin unit 194) reaches the overheat temperature Tferr and is forcibly stopped. Details of the operable time estimation unit 1405 will be described later (see Figures 5 and 7).

[運転可能時間の推定方法の概要]
次に、図5を参照して、制御装置140によるフィン温度Tfが過熱温度Tferrに到達するまでの電力変換装置100の運転可能時間の推定方法の概要について説明する。
[Overview of the method for estimating driving time]
Next, an outline of a method for estimating the operable time of the power conversion device 100 until the fin temperature Tf reaches the overheat temperature Tferr by the control device 140 will be described with reference to FIG.

図5は、冷却構造部190に関する保守済みの状態から電力変換装置100の強制停止までの運転可能時間の基準値(以下、「基準運転可能時間」)OTcrの推定方法の一例を示す図である。 Figure 5 shows an example of a method for estimating the reference value of the operable time OTcr from the state where maintenance has been completed for the cooling structure 190 until the power conversion device 100 is forcibly stopped (hereinafter, the "reference operable time").

基準運転可能時間OTcrは、冷却構造部190に関する保守済みの状態を起点として、冷却フィン部194や筐体の吸気口の目詰まり等の異物の存在に伴うフィン温度Tfの上昇によって生じる強制停止までの電力変換装置100の運転可能時間の基準値である。 The standard operable time OTcr is a reference value for the operable time of the power conversion device 100 from a state in which maintenance has been completed for the cooling structure 190 until a forced shutdown occurs due to an increase in the fin temperature Tf caused by the presence of foreign matter such as a clogged cooling fin section 194 or the air intake of the housing.

制御装置140(記録部1402)は、電力変換装置100の工場出荷後の使用開始を起点として、フィン温度Tfが過熱温度Tferrよりもある程度小さい範囲におけるフィン温度Tfの測定データを時系列で記憶部1403に記録する。例えば、記録部1402は、電力変換装置100の工場出荷後の使用開始からフィン温度Tfが終了条件に相当する所定の温度(以下、「記録終了温度」)Tfoverに到達するまでの間で、フィン温度Tfの測定データを時系列で記憶部1403に記録する。記録終了温度Tfoverは、過熱温度Tferrよりもある程度小さい(低い)温度に設定される。これにより、図5に示すように、制御装置140は、電力変換装置100の工場出荷後の使用開始を起点とする累積運転時間OTの経過に伴うフィン温度Tfの変化の傾向を表す基準データ(以下、便宜的に「フィン温度Tfの基準データ」)501を取得することができる。 The control device 140 (recording unit 1402) records the measurement data of the fin temperature Tf in a range where the fin temperature Tf is somewhat lower than the overheat temperature Tferr in a chronological order in the memory unit 1403, starting from the start of use of the power conversion device 100 after shipment from the factory. For example, the recording unit 1402 records the measurement data of the fin temperature Tf in a chronological order in the memory unit 1403 from the start of use of the power conversion device 100 after shipment from the factory until the fin temperature Tf reaches a predetermined temperature (hereinafter, "recording end temperature") Tfover corresponding to the end condition. The recording end temperature Tfover is set to a temperature somewhat lower (lower) than the overheat temperature Tferr. As a result, as shown in FIG. 5, the control device 140 can acquire reference data (hereinafter, for convenience, "reference data of the fin temperature Tf") 501 that indicates the tendency of change in the fin temperature Tf over the cumulative operation time OT starting from the start of use of the power conversion device 100 after shipment from the factory.

そして、制御装置140(運転可能時間推定部1405)は、取得したフィン温度Tfの基準データ501を用いて、その基準データ501の傾向でフィン温度Tfが変化する場合のフィン温度Tfが過熱温度に到達するタイミング502を外挿する。具体的には、記録部1402は、冷却構造部190の保守済みの状態に相当する、電力変換装置100の工場出荷後の使用開始を起点として、電力変換装置100の強制停止までの基準運転可能時間OTcrを外挿によって推定する。この際、例えば、線形外挿、多項式外挿、最小二乗法等の既知の外挿の手法が任意に適用されてよい。これにより、運転可能時間推定部1405は、基準運転可能時間OTcrの取得以降において、基準運転可能時間OTcrに基づき、フィン温度Tfの上昇で強制停止されるまでの電力変換装置100の残り運転可能時間OTremを推定することができる。 Then, the control device 140 (operable time estimation unit 1405) uses the acquired reference data 501 of the fin temperature Tf to extrapolate the timing 502 at which the fin temperature Tf reaches the overheat temperature when the fin temperature Tf changes according to the trend of the reference data 501. Specifically, the recording unit 1402 estimates the reference operable time OTcr until the power conversion device 100 is forced to stop by extrapolating from the start of use after the power conversion device 100 is shipped from the factory, which corresponds to the state in which the cooling structure unit 190 has been maintained. At this time, any known extrapolation method such as linear extrapolation, polynomial extrapolation, or least squares method may be applied. As a result, the operable time estimation unit 1405 can estimate the remaining operable time OTrem of the power conversion device 100 until it is forced to stop due to a rise in the fin temperature Tf based on the reference operable time OTcr after acquiring the reference operable time OTcr.

具体的には、運転可能時間推定部1405は、保守判定部1404により冷却構造部190に関する保守が行われたと判定されると、冷却構造部190に関する保守済みの状態を起点とする電力変換装置100の累積運転時間OTaを計時する。そして、運転可能時間推定部1405は、基準運転可能時間OTcrから電力変換装置100の累積運転時間OTaを減じて、電力変換装置100の残り運転可能時間OTremを推定する(OTrem=OTcr-OTa)。 Specifically, when the maintenance determination unit 1404 determines that maintenance has been performed on the cooling structure unit 190, the operable time estimation unit 1405 measures the cumulative operating time OTa of the power conversion device 100 starting from the state in which maintenance has been completed on the cooling structure unit 190. Then, the operable time estimation unit 1405 subtracts the cumulative operating time OTa of the power conversion device 100 from the reference operable time OTcr to estimate the remaining operable time OTrem of the power conversion device 100 (OTrem = OTcr - OTa).

尚、運転可能時間推定部1405は、フィン温度Tfの基準データを取得せずに、より簡易的な方法で、電力変換装置100の残り運転可能時間OTremを推定してもよい。例えば、運転可能時間推定部1405は、保守判定部1404により冷却構造部190に関する保守が行われたと判定された直近の時点を起点とする、フィン温度Tfの測定データの過去の履歴に基づき、外挿によって、残り運転可能時間OTremを推定してもよい。 The operable time estimation unit 1405 may estimate the remaining operable time OTrem of the power conversion device 100 by a simpler method without acquiring reference data for the fin temperature Tf. For example, the operable time estimation unit 1405 may estimate the remaining operable time OTrem by extrapolation based on the past history of measurement data of the fin temperature Tf, starting from the most recent time point when the maintenance determination unit 1404 determined that maintenance was performed on the cooling structure unit 190.

[基準運転可能時間の推定処理]
次に、図6を参照して、制御装置140による基準運転可能時間OTcrの推定処理について説明する。
[Estimation process of reference operable time]
Next, the process of estimating the reference operable time OTcr by the control device 140 will be described with reference to FIG.

図6は、制御装置140による基準運転可能時間OTcrの推定処理の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、電力変換装置100の電源オンから電源オフまでの運転中において、所定周期ごとに繰り返し実行される。 Figure 6 is a flowchart that shows an example of the estimation process of the reference operable time OTcr by the control device 140. This flowchart is executed repeatedly at a predetermined interval, for example, during the operation of the power conversion device 100 from power on to power off.

本例では、基準運転可能時間OTcrの取得の有無を表すフラグF1が用いられる。フラグF1は、例えば、補助記憶装置143に格納され、電力変換装置100の工場出荷時に初期値として、基準運転可能時間OTcrが取得済みでないことを表す"0"に設定される。そして、フラグF1は、電力変換装置100の電源オン時に補助記憶装置143からメモリ装置142に読み出されて利用されたり更新されたりすると共に、電力変換装置100の電源オフ時に補助記憶装置143に最新の状態が格納される態様であってよい。 In this example, a flag F1 is used to indicate whether the reference operable time OTcr has been acquired. The flag F1 is stored, for example, in the auxiliary storage device 143, and is set as an initial value at the time of factory shipment of the power conversion device 100 to "0", which indicates that the reference operable time OTcr has not been acquired. The flag F1 may be read from the auxiliary storage device 143 to the memory device 142 when the power conversion device 100 is powered on, and used or updated, and the latest state may be stored in the auxiliary storage device 143 when the power conversion device 100 is powered off.

図6に示すように、ステップS102にて、記録部1402は、フラグF1が"0"である、即ち、基準運転可能時間OTcrを取得済みでない状態であるか否かを判定する。記録部1402は、フラグF1が"0"である場合、ステップS104に進み、フラグF1が"0"でない、即ち、基準運転可能時間OTcrを取得済みであることを表す"1"である場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 As shown in FIG. 6, in step S102, the recording unit 1402 determines whether the flag F1 is "0", i.e., whether the reference operable time OTcr has not yet been acquired. If the flag F1 is "0", the recording unit 1402 proceeds to step S104, and if the flag F1 is not "0", i.e., is "1", which indicates that the reference operable time OTcr has been acquired, the recording unit 1402 ends the processing of this flowchart.

ステップS104にて、記録部1402は、最新のフィン温度Tfの測定データが最大フィン温度Tfmaxより大きいか否かを判定する。 In step S104, the recording unit 1402 determines whether the latest measurement data of the fin temperature Tf is greater than the maximum fin temperature Tfmax.

最大フィン温度Tfmaxは、記憶部1403に記録済みのフィン温度Tfの測定データのうちの最大値を表す。最大フィン温度Tfmaxは、工場出荷時に所定の初期値に設定されている。 The maximum fin temperature Tfmax represents the maximum value among the measurement data of the fin temperature Tf already recorded in the memory unit 1403. The maximum fin temperature Tfmax is set to a predetermined initial value at the time of shipment from the factory.

記録部1402は、最新のフィン温度Tfの測定データが最大フィン温度Tfmaxより大きい場合、ステップS106に進み、それ以外の場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 If the measurement data for the latest fin temperature Tf is greater than the maximum fin temperature Tfmax, the recording unit 1402 proceeds to step S106; otherwise, it ends the processing of this flowchart.

ステップS106にて、記録部1402は、最新のフィン温度Tfの測定データ、及びその測定データが取得されたときの工場出荷後の使用開始からの電力変換装置100の累積運転時間OTを対応付けて記憶部1403に記録する。具体的には、記録部1402は、最新のフィン温度Tfの測定データ、及びその測定データが取得されたときの累積運転時間OTを含むレコードデータを作成し、記憶部1403に保存する。 In step S106, the recording unit 1402 records the latest measurement data of the fin temperature Tf and the cumulative operating time OT of the power conversion device 100 from the start of use after shipment from the factory when the measurement data was obtained in association with each other in the memory unit 1403. Specifically, the recording unit 1402 creates record data including the latest measurement data of the fin temperature Tf and the cumulative operating time OT when the measurement data was obtained, and stores the record data in the memory unit 1403.

制御装置140は、ステップS106の処理が完了すると、ステップS108に進む。 When the control device 140 completes processing of step S106, it proceeds to step S108.

ステップS108にて、記録部1402は、フィン温度Tfの基準データに相当するフィン温度Tfの時系列での測定データの記録の終了条件が成立したか否かを判定する。 In step S108, the recording unit 1402 determines whether the end condition for recording the measurement data in a time series of the fin temperature Tf, which corresponds to the reference data of the fin temperature Tf, is met.

終了条件は、例えば、フィン温度Tfが終了条件に相当する記録終了温度Tfoverに到達していることであってよい。また、終了条件は、例えば、測定データの記録回数が所定回数に到達したことであってもよい。 The termination condition may be, for example, that the fin temperature Tf reaches a recording end temperature Tfover that corresponds to the termination condition. The termination condition may also be, for example, that the number of times that measurement data is recorded reaches a predetermined number.

記録部1402は、フィン温度Tfの基準データの記録の終了条件が成立した場合、ステップS110に進み、終了条件が成立していない場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 If the end condition for recording the reference data for the fin temperature Tf is met, the recording unit 1402 proceeds to step S110, and if the end condition is not met, the recording unit 1402 ends the processing of this flowchart.

ステップS110にて、記録部1402は、フラグF1を"1"に設定する。 In step S110, the recording unit 1402 sets flag F1 to "1".

制御装置140は、ステップS110の処理が完了すると、ステップS112に進む。 When the control device 140 completes processing of step S110, it proceeds to step S112.

ステップS112にて、運転可能時間推定部1405は、記憶部1403に格納されるフィン温度Tfの基準データに基づき、外挿によって、基準運転可能時間OTcrを推定する。 In step S112, the operable time estimation unit 1405 estimates the reference operable time OTcr by extrapolation based on the reference data of the fin temperature Tf stored in the memory unit 1403.

制御装置140は、ステップS112の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the control device 140 completes the processing of step S112, it ends the processing of this flowchart.

このように、制御装置140は、冷却構造部190に関する保守済みの状態に相当する、工場出荷後の電力変換装置100の使用開始の状態を起点とするフィン温度Tfの時間変化の傾向を表すフィン温度Tfの基準データを取得する。これにより、制御装置140は、フィン温度Tfの基準データを用いて、冷却構造部190に関する保守済みの状態から、フィン温度Tfの上昇により電力変換装置100が強制停止されるまでの基準となる運転可能時間(基準運転可能時間OTcr)を取得できる。 In this way, the control device 140 obtains reference data for the fin temperature Tf, which indicates the tendency of time-dependent change in the fin temperature Tf, starting from the state in which the power conversion device 100 starts to be used after being shipped from the factory, which corresponds to the state in which the cooling structure 190 has been maintained. This allows the control device 140 to use the reference data for the fin temperature Tf to obtain the reference operable time (reference operable time OTcr) from the state in which the cooling structure 190 has been maintained until the power conversion device 100 is forcibly stopped due to an increase in the fin temperature Tf.

[残り運転可能時間の通知処理の一例]
次に、図7、図8を参照して、制御装置140による電力変換装置100の強制停止までの残り運転可能時間OTremの通知処理の一例について説明する。
[Example of a process for notifying remaining operable time]
Next, an example of a notification process of the remaining operable time OTrem until the forced shutdown of the power conversion device 100 by the control device 140 will be described with reference to Figs.

図7は、制御装置140による電力変換装置100の強制停止までの残り運転可能時間OTremの通知処理の一例を概略的に示すフローチャートである。図8は、冷却構造部190に関する保守済みの状態からの累積運転時間OTaと、残り運転可能時間OTremの通知内容との関係の一例を示す図である。 Figure 7 is a flow chart showing an example of a notification process of the remaining operable time OTrem until the forced shutdown of the power conversion device 100 by the control device 140. Figure 8 is a diagram showing an example of the relationship between the cumulative operating time OTa from the maintenance completed state for the cooling structure unit 190 and the notification content of the remaining operable time OTrem.

図7のフローチャートは、例えば、電力変換装置100の電源オンから電源オフまでの運転中に、所定周期ごとに繰り返し実行される。また、図7のフローチャートは、例えば、電力変換装置100や電力変換装置100が搭載される所定の機械に設置される入力部や端末装置300等を通じて、ユーザから残り運転可能時間OTremの通知を要求する入力が受け付けられた場合に実行される。以下、後述の図14のフローチャートについても同様であってよい。 The flowchart in FIG. 7 is executed repeatedly at a predetermined cycle, for example, during operation of the power conversion device 100 from when it is turned on to when it is turned off. The flowchart in FIG. 7 is also executed, for example, when an input is received from a user requesting notification of the remaining operable time OTrem via an input unit or terminal device 300 installed in the power conversion device 100 or a specific machine on which the power conversion device 100 is mounted. The same may be true for the flowchart in FIG. 14 described below.

図7に示すように、ステップS202にて、運転可能時間推定部1405は、フラグF1が"1"である、即ち、基準運転可能時間OTcrを取得済みであるか否かを判定する。運転可能時間推定部1405は、フラグF1が"1"である場合、ステップS204に進み、フラグF1が"1"でない、即ち、基準運転可能時間OTcrを取得済みでないことを表す"0"である場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 As shown in FIG. 7, in step S202, the drivable time estimation unit 1405 determines whether flag F1 is "1", i.e., whether the reference drivable time OTcr has been acquired. If flag F1 is "1", the drivable time estimation unit 1405 proceeds to step S204, and if flag F1 is not "1", i.e., is "0", which indicates that the reference drivable time OTcr has not been acquired, the processing of this flowchart is terminated.

ステップS204にて、運転可能時間推定部1405は、基準運転可能時間OTcrから現在の累積運転時間OTaを減算することにより、残り運転可能時間OTremを推定(演算)する。 In step S204, the drivable time estimation unit 1405 estimates (calculates) the remaining drivable time OTrem by subtracting the current accumulated drivable time OTa from the reference drivable time OTcr.

制御装置140は、ステップS204の処理が完了すると、ステップS206に進む。 When the control device 140 completes processing of step S204, it proceeds to step S206.

ステップS206にて、運転可能時間推定部1405は、ステップS204で推定した残り運転可能時間OTremをユーザに向けて通知する。これにより、制御装置140は、冷却構造部190に関する電力変換装置100の保守済みの状態を起点として、累積運転時間OTaの経過に合わせて基準運転可能時間OTcrから逐次減算される形で、残り運転可能時間OTremをユーザに通知することができる(図8参照)。 In step S206, the operable time estimation unit 1405 notifies the user of the remaining operable time OTrem estimated in step S204. This allows the control device 140 to notify the user of the remaining operable time OTrem, which is sequentially subtracted from the reference operable time OTcr as the cumulative operating time OTa elapses, starting from the state in which the power conversion device 100 has been maintained with respect to the cooling structure unit 190 (see FIG. 8).

運転可能時間推定部1405は、例えば、表示装置160や端末装置300の表示部310を通じて、視覚的な方法で残り運転可能時間OTremを通知する。残り運転可能時間OTremを表す視覚的な表示内容は、例えば、残り運転可能時間OTremを表す数字等の文字情報であってもよいし、バーグラフ等であってもよい。また、運転可能時間推定部1405は、例えば、電力変換装置100或いは電力変換装置100が搭載される所定の機械に設置される音出力部を通じて、聴覚的な方法、即ち、音声情報で残り運転可能時間OTremを通知してもよい。 The drivable time estimation unit 1405 notifies the remaining drivable time OTrem in a visual manner, for example, through the display device 160 or the display unit 310 of the terminal device 300. The visual display content representing the remaining drivable time OTrem may be, for example, character information such as numbers representing the remaining drivable time OTrem, or a bar graph, etc. The drivable time estimation unit 1405 may also notify the remaining drivable time OTrem in an auditory manner, i.e., as audio information, through a sound output unit installed in the power conversion device 100 or a specific machine on which the power conversion device 100 is mounted.

制御装置140は、ステップS206の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the processing of step S206 is completed, the control device 140 ends the processing of this flowchart.

このように、本例では、制御装置140は、実際のフィン温度Tfの時系列の測定データに基づき、フィン温度Tfの上昇による電力変換装置100の強制停止までの残り運転可能時間OTremを推定する。 In this way, in this example, the control device 140 estimates the remaining operable time OTrem until the power conversion device 100 is forced to shut down due to an increase in the fin temperature Tf, based on the time series measurement data of the actual fin temperature Tf.

これにより、制御装置140は、電力変換装置100の強制停止までの残り運転可能時間OTremによって、電力変換装置100の強制停止の時期をユーザに通知することができる。そのため、ユーザは、電力変換装置100の連続運転による運用や冷却構造部190に関する電力変換装置100の保守の計画立案等をより容易に行うことができる。 As a result, the control device 140 can notify the user of the time when the power conversion device 100 will be forcibly stopped based on the remaining operable time OTrem until the power conversion device 100 is forcibly stopped. This makes it easier for the user to operate the power conversion device 100 by continuous operation and to plan maintenance of the power conversion device 100 related to the cooling structure 190.

また、本例では、制御装置140は、表示装置160や通信装置170を通じて、推定した、フィン温度Tfの上昇による電力変換装置100の強制停止までの残り運転可能時間OTremを通知する。具体的には、制御装置140は、表示装置160や通信装置170を通じて、冷却構造部190に関する保守済みの状態を起点として時間経過に合わせて減算されるように、残り運転可能時間OTremを通知する。 In this example, the control device 140 notifies, via the display device 160 and the communication device 170, the estimated remaining operable time OTrem until the power conversion device 100 is forced to shut down due to an increase in the fin temperature Tf. Specifically, the control device 140 notifies, via the display device 160 and the communication device 170, the remaining operable time OTrem to be subtracted over time starting from the state in which maintenance has been completed for the cooling structure 190.

これにより、制御装置140は、冷却構造部190に関する保守済みの状態を起点として逐次減算される残り運転可能時間OTremをユーザに通知することができる。 This allows the control device 140 to notify the user of the remaining operable time OTrem, which is sequentially subtracted from the maintenance completed state of the cooling structure 190.

[制御装置の構成の他の例]
次に、図9を参照して、制御装置140の構成の他の例について説明する。以下、上述の一例(図3、図4)と異なる部分を中心に説明し、上述の一例と同じ或いは対応する内容の説明を省略する場合がある。
[Another example of the configuration of the control device]
Next, another example of the configuration of the control device 140 will be described with reference to Fig. 9. Below, the description will be centered on the parts that are different from the above-mentioned example (Figs. 3 and 4), and the description of the same or corresponding contents as the above-mentioned example may be omitted.

図9は、制御装置140の機能構成の他の例を示すブロック図である。 Figure 9 is a block diagram showing another example of the functional configuration of the control device 140.

尚、本例では、制御装置140のハードウェア構成は、上述の一例と同じである。そのため、上述の一例(図3)を援用し、図示を省略する。 In this example, the hardware configuration of the control device 140 is the same as the example described above. Therefore, the example described above (FIG. 3) is used and illustrations are omitted.

図9に示すように、制御装置140は、機能部として、上述の一例の場合と同様、駆動制御部1401と、記録部1402と、記憶部1403と、保守判定部1404と、運転可能時間推定部1405とを含む。また、制御装置140は、上述の一例の場合と異なり、診断部1406を含む。駆動制御部1401、記録部1402、保守判定部1404、運転可能時間推定部1405、及び診断部1406の機能は、例えば、補助記憶装置143にインストールされるプログラムがメモリ装置142にロードされCPU141上で実行されることにより実現される。また、記憶部1403の機能は、例えば、補助記憶装置143に規定される記憶領域により実現される。 9, the control device 140 includes, as functional units, a drive control unit 1401, a recording unit 1402, a memory unit 1403, a maintenance judgment unit 1404, and an operable time estimation unit 1405, as in the above example. The control device 140 also includes a diagnosis unit 1406, unlike the above example. The functions of the drive control unit 1401, the recording unit 1402, the maintenance judgment unit 1404, the operable time estimation unit 1405, and the diagnosis unit 1406 are realized, for example, by a program installed in the auxiliary storage device 143 being loaded into the memory device 142 and executed on the CPU 141. The function of the memory unit 1403 is realized, for example, by a memory area defined in the auxiliary storage device 143.

診断部1406は、電力変換装置100の冷却性能の異常に関する診断を行う。具体的には、後述する半導体ダイオードSD及び半導体スイッチSWの通電時の損失により発せられる熱を放熱するための冷却構造部190及び冷却構造部190に冷却風を送風する冷却ファン180による冷却性能の異常に関する診断を行う。詳細は、後述する(図11、図13参照)。 The diagnostic unit 1406 diagnoses abnormalities in the cooling performance of the power conversion device 100. Specifically, it diagnoses abnormalities in the cooling performance of the cooling structure 190 for dissipating heat generated by losses when the semiconductor diode SD and semiconductor switch SW are energized, and the cooling fan 180 for blowing cooling air to the cooling structure 190. Details will be described later (see Figures 11 and 13).

[冷却異常の診断方法の概要]
次に、図10、図11を参照して、制御装置140(診断部1406)による電力変換装置100の冷却異常に関する診断方法の概要について説明する。
[Outline of cooling abnormality diagnosis method]
Next, an overview of a method for diagnosing cooling abnormalities in the power conversion device 100 by the control device 140 (diagnostic unit 1406) will be described with reference to Figs. 10 and 11 .

図10は、冷却異常の発生時におけるフィン温度Tfと内気温度Taとの温度差Yの時間変化の一例を示す図である。具体的には、図10は、異物の存在に伴う冷却異常の発生時における温度差Yの時間変化の一例(グラフ1001)、及び冷却ファン180の異常(故障)による冷却異常の発生時における温度差Yの時間変化の一例(グラフ1002)を示す図である。図11は、電力変換装置100の冷却異常の診断方法の一例を模式的に示す図である。 Figure 10 is a diagram showing an example of the change over time of the temperature difference Y between the fin temperature Tf and the inside air temperature Ta when a cooling abnormality occurs. Specifically, Figure 10 is a diagram showing an example of the change over time of the temperature difference Y when a cooling abnormality occurs due to the presence of a foreign object (graph 1001), and an example of the change over time of the temperature difference Y when a cooling abnormality occurs due to an abnormality (failure) of the cooling fan 180 (graph 1002). Figure 11 is a diagram showing a schematic diagram of an example of a method for diagnosing a cooling abnormality in the power conversion device 100.

図10に示すように、冷却異常が発生すると、時間が経過するにつれて、フィン温度Tfと内気温度Taとの温度差Yが上昇する。冷却構造部190から空気への放熱量が低下することで、フィン温度Tfの時間変化に対する上昇速度が相対的に大きくなる一方で内気温度Taの時間変化に対する上昇速度が相対的に小さくなるからである。そのため、診断部1406は、温度差Yの測定データの大小や時間変化の傾向によって、冷却異常の発生の有無を判定することができる。 As shown in FIG. 10, when a cooling abnormality occurs, the temperature difference Y between the fin temperature Tf and the inside air temperature Ta increases over time. This is because a decrease in the amount of heat dissipated from the cooling structure 190 to the air causes the rate of increase of the fin temperature Tf relative to time to become relatively large, while the rate of increase of the inside air temperature Ta relative to time to become relatively small. Therefore, the diagnosis unit 1406 can determine whether or not a cooling abnormality has occurred based on the magnitude of the measurement data of the temperature difference Y and the trend of time change.

また、異物の存在に伴う冷却異常の発生時における温度差Yの上昇速度は、相対的に小さい(緩やかである)一方、冷却ファン180の異常に伴う冷却異常の発生時における温度差Yの上昇速度は、相対的に大きくなっている。そのため、診断部1406は、温度差Yの上昇速度の大小に基づき、異物の存在に伴う冷却性能の異常と、冷却ファン180の異常に伴う冷却性能の異常とを区別することができる。 In addition, the rate of increase in temperature difference Y when a cooling abnormality occurs due to the presence of a foreign object is relatively small (gentle), whereas the rate of increase in temperature difference Y when a cooling abnormality occurs due to an abnormality in the cooling fan 180 is relatively large. Therefore, the diagnosis unit 1406 can distinguish between an abnormality in cooling performance due to the presence of a foreign object and an abnormality in cooling performance due to an abnormality in the cooling fan 180 based on the rate of increase in temperature difference Y.

例えば、図11に示すように、診断部1406は、異物の存在に伴う冷却性能の異常時における温度差Yの時間変化の傾向を表す基準データ(以下、便宜的に「温度差Yの基準データ」)1100を用いて、異物の存在に伴う冷却異常、及び冷却ファン180の異常に伴う冷却異常を区別しながら、冷却異常の有無を判定する。 For example, as shown in FIG. 11, the diagnosis unit 1406 uses reference data 1100 (hereinafter, for convenience, "reference data for temperature difference Y") that indicates the tendency of time-dependent change in temperature difference Y when cooling performance is abnormal due to the presence of a foreign object, to determine whether or not there is a cooling abnormality while distinguishing between cooling abnormalities due to the presence of a foreign object and cooling abnormalities due to an abnormality in the cooling fan 180.

基準データ1100は、異物の存在に伴う冷却性能の異常時における冷却構造部190の保守済みの状態からの電力変換装置100の累積運転時間OTaの経過に伴う温度差Yの時間変化を表す。冷却構造部190の保守済みの状態からの電力変換装置100の累積運転時間OTaは、冷却構造部190に関する保守が行われた状態を起点とする電力変換装置100の累積運転時間である。制御装置140は、工場出荷後の使用開始からの累積運転時間OTから冷却構造部190に関する保守が行われる直前までの累積運転時間OTを減算することにより、累積運転時間OTaを算出することができる。 The reference data 1100 represents the change over time in the temperature difference Y with the passage of the cumulative operating time OTa of the power conversion device 100 from a state in which the cooling structure 190 has been maintained when an abnormality in cooling performance occurs due to the presence of a foreign object. The cumulative operating time OTa of the power conversion device 100 from a state in which the cooling structure 190 has been maintained is the cumulative operating time of the power conversion device 100 starting from a state in which maintenance was performed on the cooling structure 190. The control device 140 can calculate the cumulative operating time OTa by subtracting the cumulative operating time OT from the cumulative operating time OT from the start of use after shipment from the factory until just before maintenance was performed on the cooling structure 190.

診断部1406は、温度差Yの基準データ1100に対する温度差Yの測定データの乖離が相対的に小さい場合、異物の存在に伴う冷却性能の異常があると判定する。具体的には、診断部1406は、温度差Yの測定データ、及びその測定データが取得されたときの保守済み状態からの累積運転時間OTaで規定される座標が、温度差Yの基準データ1100を含む領域1101にある場合、異物の存在に伴う冷却性能の異常があると判定してよい。より具体的には、診断部1406は、温度差Yの測定データと、冷却構造部190に関する保守済みの状態を起点とする同じタイミングの基準値Ycrとの差が閾値ΔYth(>0)より小さい場合、異物の存在に伴う冷却性能の異常があると判定してよい。例えば、領域1101は、温度差Yの基準データ1100の値(以下、「基準値」)Ycrの±30%の値の範囲に設定される。この場合、閾値ΔYthは、冷却構造部190に関する保守済みの状態を起点として、温度差Yの測定データが取得されたときと同じタイミングの基準値Ycrの30%の値に相当する。 The diagnostic unit 1406 may determine that there is an abnormality in cooling performance due to the presence of a foreign object when the deviation of the measurement data of the temperature difference Y from the reference data 1100 of the temperature difference Y is relatively small. Specifically, the diagnostic unit 1406 may determine that there is an abnormality in cooling performance due to the presence of a foreign object when the coordinates defined by the measurement data of the temperature difference Y and the cumulative operating time OTa from the maintained state when the measurement data was acquired are in the region 1101 including the reference data 1100 of the temperature difference Y. More specifically, the diagnostic unit 1406 may determine that there is an abnormality in cooling performance due to the presence of a foreign object when the difference between the measurement data of the temperature difference Y and the reference value Ycr at the same timing starting from the maintained state of the cooling structure unit 190 is smaller than the threshold value ΔYth (>0). For example, the region 1101 is set to a range of ±30% of the value of the reference data 1100 of the temperature difference Y (hereinafter, the "reference value") Ycr. In this case, the threshold value ΔYth corresponds to 30% of the reference value Ycr at the same timing when the measurement data of the temperature difference Y was obtained, starting from the state in which the cooling structure 190 has been maintained.

一方、診断部1406は、温度差Yの基準データ1100に対する温度差Yの測定データの乖離が、温度差Yが大きくなる方向へ相対的に大きい場合、冷却ファン180の異常に伴う冷却性能の異常があると判定する。具体的には、診断部1406は、温度差Yの測定データ、及びその測定データが取得されたときの保守済み状態からの累積運転時間OTaで規定される座標が領域1102にある場合、冷却ファン180の異常に伴う冷却異常があると判定してよい。領域1102は、領域1101よりも温度差Yが大きい側に隣接する領域である。より具体的には、診断部1406は、温度差Yの測定データから、冷却構造部190に関する保守済みの状態を起点とする同じタイミングの基準値Ycrを減じた値が閾値ΔYth以上である場合、冷却ファン180の異常に伴う冷却異常があると判定してよい。 On the other hand, when the deviation of the measurement data of the temperature difference Y from the reference data 1100 of the temperature difference Y is relatively large in the direction in which the temperature difference Y increases, the diagnosis unit 1406 determines that there is an abnormality in the cooling performance due to an abnormality in the cooling fan 180. Specifically, when the coordinates defined by the measurement data of the temperature difference Y and the cumulative operating time OTa from the maintenance-completed state when the measurement data is acquired are in the region 1102, the diagnosis unit 1406 may determine that there is an abnormality in cooling due to an abnormality in the cooling fan 180. The region 1102 is an adjacent region on the side where the temperature difference Y is larger than the region 1101. More specifically, the diagnosis unit 1406 may determine that there is an abnormality in cooling due to an abnormality in the cooling fan 180 when the value obtained by subtracting the reference value Ycr at the same timing starting from the maintenance-completed state for the cooling structure unit 190 from the measurement data of the temperature difference Y is equal to or greater than the threshold value ΔYth.

尚、冷却ファン180の異常に伴う冷却異常がある場合には、冷却ファン180の異常に加えて、異物の存在に伴う冷却異常も存在する場合が含まれうる。 In addition, when there is a cooling abnormality due to an abnormality in the cooling fan 180, this may include a case where in addition to an abnormality in the cooling fan 180, there is also a cooling abnormality due to the presence of a foreign object.

また、診断部1406は、基準データ1100に対する温度差Yの測定データの乖離が、温度差Yが小さくなる方向へ相対的に大きい場合、冷却異常がないと判定する。具体的には、診断部1406は、温度差Yの測定データ、及びその測定データが取得されたときの保守済み状態からの累積運転時間OTaで規定される座標が領域1103にある場合、冷却異常がないと判定してよい。領域1103は、領域1101よりも温度差Yが小さい側に隣接する領域である。より具体的には、診断部1406は、温度差Yの測定データを、冷却構造部190に関する保守済みの状態を起点とする同じタイミングの基準値Ycrから減じた値が閾値ΔYth以上である場合、冷却異常がないと判定してよい。 Furthermore, the diagnosis unit 1406 may determine that there is no cooling abnormality when the deviation of the measurement data of the temperature difference Y from the reference data 1100 is relatively large in the direction in which the temperature difference Y is smaller. Specifically, the diagnosis unit 1406 may determine that there is no cooling abnormality when the coordinates defined by the measurement data of the temperature difference Y and the cumulative operating time OTa from the maintained state when the measurement data was acquired are in the region 1103. The region 1103 is an adjacent region on the side where the temperature difference Y is smaller than the region 1101. More specifically, the diagnosis unit 1406 may determine that there is no cooling abnormality when the value obtained by subtracting the measurement data of the temperature difference Y from the reference value Ycr at the same timing starting from the maintained state for the cooling structure unit 190 is equal to or greater than the threshold value ΔYth.

このように、本例では、制御装置140は、異物の存在に伴う冷却異常の発生時における温度差Yの時間変化を表す、温度差Yの基準データ1100を用いて、電力変換装置100の異常の有無を判定する。 In this way, in this example, the control device 140 determines whether or not there is an abnormality in the power conversion device 100 using the reference data 1100 for the temperature difference Y, which represents the change over time in the temperature difference Y when a cooling abnormality occurs due to the presence of a foreign object.

これにより、制御装置140は、基準データ1100に対する温度差Yの測定データの乖離度の大小によって、異物の存在に伴う冷却異常と冷却ファン180の異常に伴う冷却異常を区別しながら、冷却異常の有無を判定することができる。 As a result, the control device 140 can determine whether or not there is a cooling abnormality while distinguishing between a cooling abnormality due to the presence of a foreign object and a cooling abnormality due to an abnormality in the cooling fan 180, depending on the degree of deviation of the measurement data of the temperature difference Y from the reference data 1100.

[フィン温度と内気温度との温度差の基準データの取得処理]
次に、図12を参照して、制御装置140による基準データの取得処理について説明する。
[Process for acquiring reference data for temperature difference between fin temperature and inside air temperature]
Next, the process of acquiring reference data by the control device 140 will be described with reference to FIG.

図12は、制御装置140によるフィン温度Tfと内気温度Taとの温度差Yの基準データの取得処理の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、電力変換装置100の電源オンから電源オフまでの運転中において、所定周期ごとに繰り返し実行される。 Figure 12 is a flowchart that shows an example of a process for acquiring reference data for the temperature difference Y between the fin temperature Tf and the inside air temperature Ta by the control device 140. This flowchart is executed repeatedly at a predetermined interval, for example, during operation of the power conversion device 100 from when the power is turned on to when the power is turned off.

本例では、温度差Yの基準データの取得完了の有無を表すフラグF3が用いられる。フラグF3は、例えば、補助記憶装置143に格納され、電力変換装置100の工場出荷時に初期値として、基準データが取得済みでないことを表す"0"に設定される。そして、フラグF3は、電力変換装置100の電源オン時に補助記憶装置143からメモリ装置142に読み出されて利用されたり更新されたりする共に、電力変換装置100の電源オフ時に補助記憶装置143に最新の状態が格納される態様であってよい。 In this example, flag F3 is used to indicate whether acquisition of reference data for temperature difference Y has been completed. Flag F3 is stored, for example, in auxiliary storage device 143, and is set as an initial value at the time of factory shipment of power conversion device 100 to "0", which indicates that reference data has not been acquired. Flag F3 may be read from auxiliary storage device 143 to memory device 142 when power is turned on for power conversion device 100, and used or updated, and the latest state may be stored in auxiliary storage device 143 when power is turned off for power conversion device 100.

図12に示すように、ステップS302にて、記録部1402は、フラグF3が"0"である、即ち、基準データを取得済みでないことを表す状態か否かを判定する。記録部1402は、フラグF3が"0"である場合、ステップS304に進み、フラグF3が"0"でない、即ち、基準データを取得済みであることを表す"1"である場合、今回のフローチャートを終了する。 As shown in FIG. 12, in step S302, the recording unit 1402 determines whether flag F3 is "0", i.e., whether the reference data has not yet been acquired. If flag F3 is "0", the recording unit 1402 proceeds to step S304, and if flag F3 is not "0", i.e., is "1", which indicates that the reference data has already been acquired, the recording unit 1402 ends this flow chart.

ステップS304にて、記録部1402は、最新のフィン温度Tfと内気温度Taとの温度差Yの測定データが最大温度差Ymaxより大きいか否かを判定する。 In step S304, the recording unit 1402 determines whether the measurement data for the temperature difference Y between the latest fin temperature Tf and the inside air temperature Ta is greater than the maximum temperature difference Ymax.

最大温度差Ymaxは、記憶部1403に記録済みの温度差Yの測定データのうちの最大値を表す。最大温度差Ymaxは、工場出荷時に所定の初期値に設定されている。最大温度差Ymaxの初期値は、基準データとしての温度差Yの記録する際の温度差Yの下限値として機能する。 The maximum temperature difference Ymax represents the maximum value of the measurement data of the temperature difference Y already recorded in the memory unit 1403. The maximum temperature difference Ymax is set to a predetermined initial value at the time of shipment from the factory. The initial value of the maximum temperature difference Ymax functions as the lower limit value of the temperature difference Y when recording the temperature difference Y as reference data.

記録部1402は、最新の温度差Yの測定データが最大温度差Ymaxより大きい場合、ステップS306に進み、それ以外の場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 If the latest measurement data of the temperature difference Y is greater than the maximum temperature difference Ymax, the recording unit 1402 proceeds to step S306; otherwise, it ends the processing of this flowchart.

ステップS306にて、記録部1402は、最新の温度差Yの測定データ、及びその測定データが取得されたときの工場出荷後の使用開始からの電力変換装置100の累積運転時間OTを対応付けて記憶部1403に記録する。具体的には、記録部1402は、最新の温度差Yの測定データ、及びその測定データが取得されたときの累積運転時間OTを含むレコードデータを作成し、記憶部1403に保存する。 In step S306, the recording unit 1402 records the latest measurement data of the temperature difference Y and the cumulative operating time OT of the power conversion device 100 from the start of use after shipment from the factory when the measurement data was obtained in association with each other in the memory unit 1403. Specifically, the recording unit 1402 creates record data including the latest measurement data of the temperature difference Y and the cumulative operating time OT when the measurement data was obtained, and stores the record data in the memory unit 1403.

制御装置140は、ステップS306の処理が完了すると、ステップS308に進む。 When the control device 140 completes processing of step S306, it proceeds to step S308.

ステップS308にて、記録部1402は、温度差Yの基準データに相当する温度差Yの時系列での測定データの記録の終了条件が成立したか否かを判定する。 In step S308, the recording unit 1402 determines whether the end condition for recording the measurement data in the time series of temperature difference Y, which corresponds to the reference data for temperature difference Y, is met.

終了条件は、例えば、フィン温度Tfが終了条件に相当する記録終了温度Tfoverに到達していることであってよい。また、終了条件は、例えば、測定データの記録回数が所定回数に到達したことであってもよい。 The termination condition may be, for example, that the fin temperature Tf reaches a recording end temperature Tfover that corresponds to the termination condition. The termination condition may also be, for example, that the number of times that measurement data is recorded reaches a predetermined number.

記録部1402は、温度差Yの基準データの記録の終了条件が成立した場合、ステップS310に進み、終了条件が成立していない場合、今回のフローチャートを終了する。 If the end condition for recording the reference data for temperature difference Y is met, the recording unit 1402 proceeds to step S310, and if the end condition is not met, the recording unit 1402 ends this flowchart.

ステップS310にて、記録部1402は、フラグF3を"1"に設定する。 In step S310, the recording unit 1402 sets flag F3 to "1".

制御装置140は、ステップS310の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the control device 140 completes the processing of step S310, it ends the processing of this flowchart.

このように、本例では、制御装置140は、電力変換装置100の保守済みの状態に相当する、工場出荷後の電力変換装置100の使用開始の状態を起点として、累積運転時間OTの経過に伴う、温度差Yの時間変化の上昇傾向を表す時系列の測定データを取得する。これにより、制御装置140は、取得した時系列の測定データに基づき、温度差Yの基準データを取得することができる。電力変換装置100の工場出荷後の使用開始から初期の時点で、冷却ファン180に異常が生じる可能性は非常に低く、この時点での温度差Yの上昇は、異物の存在に起因していると考えられるからである。 In this way, in this example, the control device 140 acquires time-series measurement data that indicates an upward trend in the change in temperature difference Y over time over the cumulative operating time OT, starting from the state in which the power conversion device 100 begins to be used after being shipped from the factory, which corresponds to the state in which the power conversion device 100 has been maintained. This allows the control device 140 to acquire reference data for the temperature difference Y based on the acquired time-series measurement data. This is because the likelihood of an abnormality occurring in the cooling fan 180 at an early stage after the power conversion device 100 begins to be used after being shipped from the factory is extremely low, and the increase in temperature difference Y at this point is considered to be due to the presence of a foreign object.

この際、制御装置140(診断部1406)は、記憶部1403に記憶される測定データのレコード群を、そのまま、基準データとして利用してもよいし、測定データのレコード群に基づき、基準データに相当する近似式やテーブルデータを生成してもよい。 At this time, the control device 140 (diagnosis unit 1406) may use the record group of the measurement data stored in the memory unit 1403 as the reference data as is, or may generate an approximation formula or table data equivalent to the reference data based on the record group of the measurement data.

尚、フィン温度Tfの基準データと、温度差Yの基準データとが別個に取得される代わりに、フィン温度Tf及び温度差Yの統合された基準データが取得されてもよい。この場合、フィン温度Tf及び温度差Yの測定データと、その測定データが取得されたときの累積運転時間OTとを含むレコードデータ群として、フィン温度Tf及び温度差Yの統合された基準データが取得されてよい。 In addition, instead of acquiring the reference data for the fin temperature Tf and the reference data for the temperature difference Y separately, integrated reference data for the fin temperature Tf and the temperature difference Y may be acquired. In this case, the integrated reference data for the fin temperature Tf and the temperature difference Y may be acquired as a record data group including the measurement data for the fin temperature Tf and the temperature difference Y and the cumulative operating time OT at the time the measurement data was acquired.

[冷却異常の診断処理]
次に、図13を参照して、制御装置140による電力変換装置100の冷却異常の診断処理について説明する。
[Diagnosing cooling abnormality]
Next, a process of diagnosing a cooling abnormality in the power conversion device 100 by the control device 140 will be described with reference to FIG.

図13は、制御装置140による電力変換装置100の冷却異常の診断処理の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートは、例えば、電力変換装置100の電源オンから電源オフまでの運転中において、所定周期ごとに繰り返し実行される。 Figure 13 is a flowchart that shows an example of a process for diagnosing cooling abnormalities in the power conversion device 100 by the control device 140. This flowchart is executed repeatedly at a predetermined interval, for example, during operation of the power conversion device 100 from power-on to power-off.

本例では、電力変換装置100の今回の運転開始(電源オン)の直前に冷却構造部190に関する保守が行われたか否かを表すフラグF4が使用される。フラグF4は、例えば、工場出荷後の最初の使用開始(電源オン)時に初期値として、冷却構造部190に関する保守が行われたことを表す"1"に設定され、電力変換装置100の電源オンから電源オフまでの間でメモリ装置142に保持される。そして、フラグF4は、工場出荷後の2回目以降の電力変換装置100の電源オン時に、保守判定部1404の判定結果に応じて設定されると共に、電源オフまでの間でその状態が維持される態様であってよい。具体的には、保守判定部1404により冷却構造部190に関する保守が行われたと判定されると、フラグF4は"1"に設定され、電力変換装置100の電源オフまでに間、その状態が維持されてよい。一方、保守判定部1404により冷却構造部190に関する保守が行われていないと判定されると、フラグF4は冷却構造部190に関する保守が行われていないことを表す"0"に設定され、電力変換装置100の電源オフまでの間、その状態が維持されてよい。 In this example, a flag F4 is used to indicate whether or not maintenance was performed on the cooling structure 190 immediately before the current operation start (power on) of the power conversion device 100. The flag F4 is set to "1" indicating that maintenance was performed on the cooling structure 190 as an initial value at the first start of use (power on) after shipment from the factory, and is retained in the memory device 142 from power on to power off of the power conversion device 100. The flag F4 may be set according to the determination result of the maintenance determination unit 1404 at the second or subsequent power on of the power conversion device 100 after shipment from the factory, and the state may be maintained until the power is turned off. Specifically, when the maintenance determination unit 1404 determines that maintenance was performed on the cooling structure 190, the flag F4 is set to "1", and the state may be maintained until the power is turned off of the power conversion device 100. On the other hand, if the maintenance determination unit 1404 determines that maintenance has not been performed on the cooling structure unit 190, the flag F4 is set to "0", which indicates that maintenance has not been performed on the cooling structure unit 190, and this state may be maintained until the power conversion device 100 is turned off.

また、本例では、異物の存在に伴う冷却異常の有無を表すフラグF5が使用される。フラグF5は、例えば、電力変換装置100の電源オンから電源オフまでの間でメモリ装置142に保持され、工場出荷後の最初の使用開始(電源オン)時に初期値として、異物の存在に伴う冷却異常がないことを表す"0"に設定される。そして、フラグF5は、電力変換装置100の電源オン時に補助記憶装置143からメモリ装置142に読み出されて利用されたり更新されたりする共に、電力変換装置100の電源オフ時に補助記憶装置143に最新の状態が格納される態様であってよい。 Furthermore, in this example, flag F5 is used to indicate the presence or absence of a cooling abnormality due to the presence of a foreign object. Flag F5 is, for example, held in memory device 142 from when power is turned on to when power is turned off of power conversion device 100, and is set as an initial value to "0" when first used (power is turned on) after shipping from the factory, indicating that there is no cooling abnormality due to the presence of a foreign object. Flag F5 may be read from auxiliary storage device 143 to memory device 142 when power is turned on for use or update, and the latest state may be stored in auxiliary storage device 143 when power is turned off for power conversion device 100.

図13に示すように、ステップS402にて、診断部1406は、フラグF3が"1"であるか否か、即ち、基準データを取得済みであるか否かを判定する。診断部1406は、フラグF3が"1"でない、即ち、基準データを取得済みでないことを表す"0"である場合、ステップS404に進み、フラグF3が基準データを取得済みであることを表す"1"である場合、ステップS408に進む。 As shown in FIG. 13, in step S402, the diagnosis unit 1406 determines whether or not the flag F3 is "1", i.e., whether or not the reference data has been acquired. If the flag F3 is not "1", i.e., if the flag F3 is "0", which indicates that the reference data has not been acquired, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S404, and if the flag F3 is "1", which indicates that the reference data has been acquired, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S408.

ステップS404にて、診断部1406は、最新のフィン温度Tfと内気温度Taの温度差Y(=Tf-Ta)の測定データが所定の閾値Ythを超えているか否かを判定する。 In step S404, the diagnosis unit 1406 determines whether the measurement data of the temperature difference Y (= Tf - Ta) between the latest fin temperature Tf and the inside air temperature Ta exceeds a predetermined threshold value Yth.

閾値Ythは、電力変換装置100に冷却異常が生じていると判定するための温度差Yの下限値として予め規定される。また、閾値Ythは、フィン温度Tfが過熱温度Tferrに到達するタイミングに相当する温度差Yの値よりもある程度小さい値として設定される。これにより、診断部1406は、電力変換装置100が強制的に停止されるよりも前のタイミングで、電力変換装置100の冷却異常の発生を判定することができる。 The threshold value Yth is predefined as a lower limit value of the temperature difference Y for determining that a cooling abnormality has occurred in the power conversion device 100. Furthermore, the threshold value Yth is set to a value that is somewhat smaller than the value of the temperature difference Y that corresponds to the timing at which the fin temperature Tf reaches the overheat temperature Tferr. This allows the diagnostic unit 1406 to determine that a cooling abnormality has occurred in the power conversion device 100 at a timing before the power conversion device 100 is forcibly stopped.

診断部1406は、最新の温度差Yの測定データが閾値Ythを超えている場合、ステップS406に進み、閾値Ythを超えていない場合、ステップS424に進む。 If the latest measurement data of temperature difference Y exceeds the threshold value Yth, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S406, and if the measurement data does not exceed the threshold value Yth, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S424.

ステップS406にて、電力変換装置100の冷却異常の発生を表すアラートをユーザに向けて出力する。 In step S406, an alert is output to the user indicating that a cooling abnormality has occurred in the power conversion device 100.

アラートは、例えば、表示装置160を通じて、視覚的な方法でユーザに出力されてよい。また、アラートは、例えば、通信装置170からアラートに相当する信号が端末装置300に送信されることにより、端末装置300の表示部310を通じて、視覚的な方法で、ユーザに出力されてもよい。また、表示装置160や表示部310には、冷却異常の発生の事実のみが表示されてもよいし、その事実に加えて、フィン温度Tf、内気温度Ta、及び温度差Y等を含む電力変換装置100の稼働状態(運転状態)のデータやこれらの履歴を表すデータが数値として表示されてもよい。履歴を表すデータは、例えば、温度差Yの変化を表すデータであってよい。また、アラートは、電力変換装置100、電力変換装置100が搭載される所定の機械、或いは、端末装置300等に設けられるスピーカ等の音出力装置を通じて、ユーザに向けて出力されてもよい。以下、後述のステップS412,S418,S422のアラートについても同様であってよい。 The alert may be output to the user in a visual manner, for example, through the display device 160. The alert may also be output to the user in a visual manner through the display unit 310 of the terminal device 300, for example, by transmitting a signal corresponding to the alert from the communication device 170 to the terminal device 300. The display device 160 or the display unit 310 may display only the fact that a cooling abnormality has occurred, or in addition to that fact, data on the operating state (operating state) of the power conversion device 100, including the fin temperature Tf, the inside air temperature Ta, and the temperature difference Y, and data representing the history of these may be displayed as numerical values. The data representing the history may be, for example, data representing the change in the temperature difference Y. The alert may also be output to the user through a sound output device such as a speaker provided in the power conversion device 100, a specific machine on which the power conversion device 100 is mounted, or the terminal device 300. The same may be true for the alerts in steps S412, S418, and S422 described below.

制御装置140は、ステップS406の処理が完了すると、ステップS414に進む。 When the processing of step S406 is completed, the control device 140 proceeds to step S414.

尚、制御装置140は、ステップS406の処理が完了すると、ステップS414の処理を省略し、そのまま、今回のフローチャートの処理を終了してもよい。 When the control device 140 completes the processing of step S406, it may skip the processing of step S414 and simply end the processing of this flowchart.

一方、ステップS408にて、診断部1406は、フラグF4が"1"であるか、即ち、今回の電力変換装置100の運転開始(電源オン)の直前に冷却構造部190に関する保守が行われたか否かを判定する。診断部1406は、フラグF4が"1"でない、即ち、冷却構造部190に関する保守が行われていないことを表す"0"である場合、ステップS410に進み、フラグF4が冷却構造部190に関する保守が行われたことを表す"1"である場合、ステップS420に進む。 On the other hand, in step S408, the diagnosis unit 1406 determines whether flag F4 is "1", i.e., whether maintenance on the cooling structure 190 was performed immediately before the current start of operation (power on) of the power conversion device 100. If flag F4 is not "1", i.e., if flag F4 is "0", which indicates that maintenance on the cooling structure 190 has not been performed, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S410, and if flag F4 is "1", which indicates that maintenance on the cooling structure 190 has been performed, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S420.

尚、ステップS410では、直近で冷却構造部190に関する保守が行われてからの電力変換装置100の累積運転時間OTaが所定時間以下であるか否かが判定されてもよい。所定時間は、冷却構造部190に関する保守済みの状態から異物による冷却異常が電力変換装置100に発生するまでに要する時間の下限値よりもある程度小さい値に設定される。この場合、診断部1406は、累積運転時間OTaが所定時間以下でない場合、ステップS410に進み、所定時間以下である場合、ステップS420に進む。 In addition, in step S410, it may be determined whether the cumulative operating time OTa of the power conversion device 100 since the most recent maintenance on the cooling structure 190 is less than or equal to a predetermined time. The predetermined time is set to a value somewhat smaller than the lower limit of the time required for the power conversion device 100 to develop a cooling abnormality due to a foreign object from a state in which maintenance on the cooling structure 190 has been completed. In this case, if the cumulative operating time OTa is not less than or equal to the predetermined time, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S410, and if it is less than or equal to the predetermined time, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S420.

ステップS410にて、診断部1406は、最新の温度差Yの測定データから、その測定データが取得されたときと同じ累積運転時間OTaの基準データ(基準値Ycr)を減じた減算値ΔY(=Y-Ycr)の絶対値が閾値ΔYthより小さいか否かを判定する。 In step S410, the diagnosis unit 1406 determines whether the absolute value of the subtraction value ΔY (=Y-Ycr) obtained by subtracting from the measurement data of the latest temperature difference Y the reference data (reference value Ycr) of the same accumulated operating time OTa as when the measurement data was acquired is smaller than the threshold value ΔYth.

例えば、基準データが近似式によって表される場合、診断部1406は、温度差Yの測定データが取得されたときの累積運転時間OTaに相当する基準値Ycrを近似式によって算出することができる。また、例えば、基準データが測定データのレコード群やテーブルデータ等の離散化されたデータ群で表される場合、最新の温度差Yの測定データが取得されたときと同じ累積運転時間OTaの基準値Ycrが記憶部1403に存在する場合と存在しない場合がある。記憶部1403に最新の温度差Yが取得されたときと同じ累積運転時間OTaの基準値Ycrが存在する場合、診断部1406は、その基準値Ycrをそのまま利用することができる。一方、記憶部1403に最新の温度差Yが取得されたときと同じ累積運転時間OTaの基準値Ycrが存在しない場合、対象の累積運転時間OTaの前後に隣接する累積運転時間OTaでの基準値Ycrを用いて、対象の累積運転時間OTaの基準値Ycrを内挿することができる。 For example, when the reference data is expressed by an approximation formula, the diagnosis unit 1406 can calculate the reference value Ycr corresponding to the cumulative operation time OTa when the measurement data of the temperature difference Y is acquired by the approximation formula. Also, for example, when the reference data is expressed by a discretized data group such as a record group of measurement data or table data, the reference value Ycr of the cumulative operation time OTa that is the same as when the measurement data of the latest temperature difference Y is acquired may or may not exist in the memory unit 1403. If the reference value Ycr of the cumulative operation time OTa that is the same as when the latest temperature difference Y is acquired exists in the memory unit 1403, the diagnosis unit 1406 can use the reference value Ycr as it is. On the other hand, if the reference value Ycr of the cumulative operation time OTa that is the same as when the latest temperature difference Y is acquired does not exist in the memory unit 1403, the reference value Ycr of the target cumulative operation time OTa can be interpolated using the reference value Ycr at the cumulative operation time OTa adjacent to the front and rear of the target cumulative operation time OTa.

診断部1406は、減算値ΔYの絶対値が閾値ΔYthより小さい場合、ステップS412に進み、それ以外の場合、ステップS416に進む。 If the absolute value of the subtraction value ΔY is smaller than the threshold value ΔYth, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S412; otherwise, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S416.

ステップS412にて、診断部1406は、異物の存在(冷却フィン部194や吸気口への異物の目詰まり)に伴う電力変換装置100の冷却異常の発生を表すアラートをユーザに向けて出力する。 In step S412, the diagnosis unit 1406 outputs an alert to the user indicating that a cooling abnormality has occurred in the power conversion device 100 due to the presence of a foreign object (foreign object clogging the cooling fin section 194 or the air intake).

制御装置140は、ステップS412の処理が完了すると、ステップS414に進む。 When the control device 140 completes processing of step S412, it proceeds to step S414.

ステップS414にて、診断部1406は、フラグF5を異物の存在に伴う冷却異常があることを表す"1"に設定する。 In step S414, the diagnosis unit 1406 sets flag F5 to "1", indicating that there is a cooling abnormality due to the presence of a foreign object.

尚、基準運転可能時間OTcrの取得が完了していない状況は、電力変換装置100の使用開始からの累積運転時間OTが相対的に短い状況に相当し、冷却ファン180の異常が生じる可能性が非常に低い。そのため、ステップS404の条件が成立し、ステップS406の冷却異常のアラートが出力される場合についても、フラグF5が"1"に設定される。 Note that a situation in which acquisition of the standard operable time OTcr has not been completed corresponds to a situation in which the cumulative operating time OT since the start of use of the power conversion device 100 is relatively short, and the possibility of an abnormality occurring in the cooling fan 180 is extremely low. Therefore, even if the condition of step S404 is met and an alert for a cooling abnormality is output in step S406, flag F5 is set to "1".

制御装置140は、ステップS414の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the control device 140 completes the processing of step S414, it ends the processing of this flowchart.

一方、ステップS416にて、診断部1406は、減算値ΔY(=Y-Ycr)が閾値ΔYth以上であるか否かを判定する。診断部1406は、減算値ΔYが閾値ΔYth以上である場合、ステップS418に進み、それ以外の場合、電力変換装置100の冷却異常はないと判断し、ステップS424に進む。 On the other hand, in step S416, the diagnosis unit 1406 determines whether the subtraction value ΔY (= Y-Ycr) is equal to or greater than the threshold value ΔYth. If the subtraction value ΔY is equal to or greater than the threshold value ΔYth, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S418; otherwise, the diagnosis unit 1406 determines that there is no cooling abnormality in the power conversion device 100 and proceeds to step S424.

ステップS418にて、診断部1406は、冷却ファン180の異常に伴う電力変換装置100の冷却異常の発生を表すアラートをユーザに向けて出力する。 In step S418, the diagnosis unit 1406 outputs an alert to the user indicating that a cooling abnormality has occurred in the power conversion device 100 due to an abnormality in the cooling fan 180.

診断部1406は、ステップS418の処理が完了すると、ステップS424に進む。 When the processing of step S418 is completed, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S424.

一方、ステップS420にて、診断部1406は、最新の温度差Yの測定データから、その測定データが取得されたときと同じ累積運転時間OTaの基準データ(基準値Ycr)を減じた減算値ΔY(=Y-Ycr)が閾値ΔYth以上であるか否かを判定する。診断部1406は、減算値ΔYが閾値ΔYth以上である場合、ステップS422に進み、それ以外の場合、ステップS424に進む。これにより、制御装置140は、冷却構造部190に関する保守が行われた直後の電力変換装置100の運転時には、異物の存在に伴う冷却異常、及び冷却ファン180の異常に伴う冷却異常のうちの後者の冷却異常の有無のみを判定することができる。 On the other hand, in step S420, the diagnosis unit 1406 determines whether the subtraction value ΔY (=Y-Ycr), obtained by subtracting the reference data (reference value Ycr) of the same cumulative operating time OTa as when the measurement data was acquired from the latest measurement data of the temperature difference Y, is equal to or greater than the threshold value ΔYth. If the subtraction value ΔY is equal to or greater than the threshold value ΔYth, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S422, otherwise proceeds to step S424. As a result, when the power conversion device 100 is operating immediately after maintenance on the cooling structure unit 190 has been performed, the control device 140 can determine only the presence or absence of the latter cooling abnormality, between a cooling abnormality due to the presence of a foreign object and a cooling abnormality due to an abnormality in the cooling fan 180.

ステップS422にて、診断部1406は、冷却ファン180の異常に伴う電力変換装置100の冷却異常の発生を表すアラートをユーザに向けて出力する。 In step S422, the diagnosis unit 1406 outputs an alert to the user indicating that a cooling abnormality has occurred in the power conversion device 100 due to an abnormality in the cooling fan 180.

診断部1406は、ステップS422の処理が完了すると、ステップS424に進む。 When the processing of step S422 is completed, the diagnosis unit 1406 proceeds to step S424.

ステップS424にて、フラグF5を異物の存在に伴う冷却異常がないことを表す"0"に設定する。 In step S424, flag F5 is set to "0", indicating that there is no cooling abnormality due to the presence of a foreign object.

制御装置140は、ステップS424の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the processing of step S424 is completed, the control device 140 ends the processing of this flowchart.

このように、本例では、制御装置140は、異物の存在に伴う冷却異常の発生時におけるフィン温度Tfと内気温度Taとの温度差Yの時間変化を表す基準データを用いる。 In this way, in this example, the control device 140 uses reference data that represents the change over time in the temperature difference Y between the fin temperature Tf and the inside air temperature Ta when a cooling abnormality occurs due to the presence of a foreign object.

これにより、制御装置140は、異物の存在に伴う冷却異常と冷却ファン180の異常に伴う冷却異常とを区別することができる。 This allows the control device 140 to distinguish between cooling abnormalities caused by the presence of a foreign object and cooling abnormalities caused by an abnormality in the cooling fan 180.

また、本例では、制御装置140は、冷却構造部190に関する保守が行われた後の電力変換装置100の累積運転時間が相対的に短い状況では、異物の存在に伴う冷却異常、及び冷却ファン180の異常に伴う冷却異常のうちの後者の有無のみを判定する。 In addition, in this example, when the cumulative operating time of the power conversion device 100 after maintenance on the cooling structure 190 is relatively short, the control device 140 determines whether there is a cooling abnormality due to the presence of a foreign object or a cooling abnormality due to an abnormality in the cooling fan 180.

これにより、制御装置140は、異物の存在に伴う冷却異常の誤判定を抑制することができる。冷却構造部190に関する保守が行われた後の一定期間では、異物の存在に伴う冷却異常が発生する可能性が非常に低いからである。 This allows the control device 140 to suppress erroneous determination of cooling abnormalities due to the presence of foreign matter. This is because the possibility of a cooling abnormality due to the presence of foreign matter occurring is extremely low for a certain period of time after maintenance on the cooling structure 190 is performed.

また、本例では、制御装置140は、基準データを取得済みでない状況では、フィン温度Tfと内気温度Taとの温度差Yの大小に基づき、電力変換装置100の冷却異常を判定する。 In addition, in this example, when the control device 140 has not yet acquired the reference data, it determines whether there is a cooling abnormality in the power conversion device 100 based on the magnitude of the temperature difference Y between the fin temperature Tf and the inside air temperature Ta.

これにより、制御装置140は、異物の存在に伴う冷却異常と冷却ファン180の異常により冷却異常の区別はできないものの、基準データを取得済みでない状況でも、電力変換装置100の冷却異常の有無を判定することができる。 As a result, although the control device 140 cannot distinguish between a cooling abnormality due to the presence of a foreign object and a cooling abnormality due to an abnormality in the cooling fan 180, it can determine whether or not there is a cooling abnormality in the power conversion device 100 even in a situation where the reference data has not yet been acquired.

尚、制御装置140は、実際の電力変換装置100の使用環境に即した形で取得される基準データに加えて、予め準備される基準データを用いてもよい。予め準備されるデータは、例えば、工場出荷前の検査時に補助記憶装置143に予め登録(格納)される態様であってもよいし、工場出荷後に、外部(例えば、演算装置200)からダウンロードされ、補助記憶装置143に格納される態様であってもよい。この場合、基準データを取得済みでない場合(ステップS402のNOの場合)、ステップS404,S406の処理に代えて、予め準備される基準データを用いて、ステップS410~S424と同様の処理が実施されてよい。また、制御装置140は、実際の電力変換装置100の使用環境に即した形で取得される基準データに代えて、予め準備される基準データを用いてもよい。この場合、図7の処理は実施されず、ステップS402~S406の処理は省略されてよい。また、予め準備される基準データは、複数の種類が存在してもよい。例えば、使用環境に合わせて、複数の種類の基準データが予め準備され、ユーザから受け付けられる所定の入力によって選択可能な態様であってもよい。また、制御装置140は、異物の存在に伴う冷却異常と冷却ファン180の異常に伴う冷却異常を区別せずに、電力変換装置100の冷却異常に関する診断を行ってもよい。例えば、ステップS402,S408~S412,S416~S422の処理は省略されてよい。 The control device 140 may use reference data prepared in advance in addition to the reference data acquired in accordance with the actual use environment of the power conversion device 100. The data prepared in advance may be, for example, registered (stored) in the auxiliary storage device 143 during inspection before shipment from the factory, or may be downloaded from an external device (for example, the computing device 200) and stored in the auxiliary storage device 143 after shipment from the factory. In this case, if the reference data has not been acquired (NO in step S402), instead of the processing of steps S404 and S406, the same processing as steps S410 to S424 may be performed using the reference data prepared in advance. In addition, the control device 140 may use the reference data prepared in advance instead of the reference data acquired in accordance with the actual use environment of the power conversion device 100. In this case, the processing of FIG. 7 is not performed, and the processing of steps S402 to S406 may be omitted. In addition, there may be multiple types of reference data prepared in advance. For example, multiple types of reference data may be prepared in advance according to the usage environment, and may be selectable by a specific input received from the user. Also, the control device 140 may diagnose a cooling abnormality in the power conversion device 100 without distinguishing between a cooling abnormality due to the presence of a foreign object and a cooling abnormality due to an abnormality in the cooling fan 180. For example, the processes of steps S402, S408 to S412, and S416 to S422 may be omitted.

[残り運転可能時間の通知処理の他の例]
次に、図14、図15を参照して、制御装置140による電力変換装置100の強制停止までの残り運転可能時間OTremの通知処理の他の例について説明する。
[Another example of the remaining driving time notification process]
Next, another example of the notification process of the remaining operable time OTrem until the forced shutdown of the power conversion device 100 by the control device 140 will be described with reference to Figs. 14 and 15 .

図14は、制御装置140による電力変換装置100の強制停止までの残り運転可能時間OTremの通知処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。図15は、冷却構造部190に関する保守済みの状態からの累積運転時間OTaと、残り運転可能時間OTremの通知内容との関係の他の例を示す図である。 Figure 14 is a flow chart showing another example of the notification process of the remaining operable time OTrem until the forced shutdown of the power conversion device 100 by the control device 140. Figure 15 is a diagram showing another example of the relationship between the cumulative operating time OTa from the maintenance completed state for the cooling structure unit 190 and the notification content of the remaining operable time OTrem.

図14に示すように、ステップS502は、図7のステップS202の処理と同じであるため、詳細な説明を省略する。 As shown in FIG. 14, step S502 is the same as the processing in step S202 in FIG. 7, so detailed explanation is omitted.

運転可能時間推定部1405は、フラグF1が"1"である場合、ステップS504に進み、フラグF1が"1"でない、即ち、"0"である場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 If flag F1 is "1", the drivable time estimation unit 1405 proceeds to step S504, and if flag F1 is not "1", i.e., is "0", it ends the processing of this flowchart.

ステップS504にて、運転可能時間推定部1405は、フラグF5が"1"である、即ち、異物の存在に伴う冷却異常が発生しているか否かを判定する。運転可能時間推定部1405は、フラグF5が"1"である場合、ステップS506に進み、フラグF5が異物の存在に伴う冷却異常が発生していないことを表す"0"である場合、ステップS508に進む。 In step S504, the operable time estimation unit 1405 determines whether flag F5 is "1", i.e., whether a cooling abnormality due to the presence of a foreign object has occurred. If flag F5 is "1", the operable time estimation unit 1405 proceeds to step S506, and if flag F5 is "0", indicating that a cooling abnormality due to the presence of a foreign object has not occurred, the operation proceeds to step S508.

ステップS506は、図7のステップS204の処理と同じであるため、詳細な説明を省略する。 Step S506 is the same as the processing in step S204 in FIG. 7, so detailed explanation will be omitted.

制御装置140は、ステップS506の処理が完了すると、ステップS510に進む。 When the control device 140 completes processing of step S506, it proceeds to step S510.

一方、ステップS508にて、運転可能時間推定部1405は、基準運転可能時間OTcrを残り運転可能時間OTremとして推定(演算)する(OTrem=OTcr)。 On the other hand, in step S508, the drivable time estimation unit 1405 estimates (calculates) the reference drivable time OTcr as the remaining drivable time OTrem (OTrem = OTcr).

制御装置140は、ステップS508の処理が完了すると、ステップS510に進む。 When the control device 140 completes processing of step S508, it proceeds to step S510.

ステップS510にて、運転可能時間推定部1405は、ステップS506或いはステップS508で推定した残り運転可能時間OTremをユーザに向けて通知する。これにより、制御装置140は、冷却構造部190に関する電力変換装置100の保守済みの状態を起点として、異物の存在に関する冷却異常が発生するまでの間、残り運転可能時間OTremを基準運転可能時間OTcrに維持することができる。そして、制御装置140は、異物の存在に関する冷却異常が発生した場合に、累積運転時間OTaの経過に合わせて基準運転可能時間OTcrから逐次減算される形で、残り運転可能時間OTremをユーザに通知することができる(図15参照)。 In step S510, the operable time estimation unit 1405 notifies the user of the remaining operable time OTrem estimated in step S506 or step S508. This allows the control device 140 to maintain the remaining operable time OTrem at the reference operable time OTcr, starting from the state in which the power conversion device 100 has been maintained for the cooling structure unit 190, until a cooling anomaly related to the presence of a foreign object occurs. Then, when a cooling anomaly related to the presence of a foreign object occurs, the control device 140 can notify the user of the remaining operable time OTrem, which is sequentially subtracted from the reference operable time OTcr as the cumulative operating time OTa elapses (see FIG. 15).

制御装置140は、ステップS510の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the control device 140 completes the processing of step S510, it ends the processing of this flowchart.

このように、本例では、制御装置140は、電力変換装置100の冷却異常が発生した場合に、表示装置160や通信装置170を通じて、時間経過に合わせて減算されるように、残り運転可能時間OTremを通知する。 In this way, in this example, when a cooling abnormality occurs in the power conversion device 100, the control device 140 notifies the remaining operable time OTrem via the display device 160 and communication device 170 so that it is subtracted over time.

これにより、制御装置140は、電力変換装置100の冷却異常が発生した場合に限定して、時間経過に対して逐次減算される残り運転可能時間OTremを通知することができる。 This allows the control device 140 to notify the remaining operable time OTrem, which is sequentially decremented over time, only when a cooling abnormality occurs in the power conversion device 100.

[作用]
次に、本実施形態に係る電力変換装置100(制御装置140)の作用について説明する。
[Effect]
Next, the operation of the power conversion device 100 (control device 140) according to this embodiment will be described.

本実施形態では、電力変換装置100は、例えば、半導体ダイオードSDや半導体スイッチSW等のパワーデバイスと、冷却構造部190と、冷却ファン180と、駆動制御部1401と、運転可能時間推定部1405とを備える。具体的には、冷却構造部190は、パワーデバイスの放熱のために用いられる。また、冷却ファン180は、冷却構造部190への送風を行う。また、駆動制御部1401は、冷却構造部190の温度が過熱温度Tferrに到達すると、電力変換装置100を強制的に運転停止させる。そして、運転可能時間推定部1405は、冷却構造部190の温度(フィン温度Tf)の時間変化の傾向に基づき、フィン温度Tfが過熱温度Tferrに到達するまでの電力変換装置100の運転可能時間を推定する。 In this embodiment, the power conversion device 100 includes a power device such as a semiconductor diode SD or a semiconductor switch SW, a cooling structure 190, a cooling fan 180, a drive control unit 1401, and an operable time estimation unit 1405. Specifically, the cooling structure 190 is used to dissipate heat from the power device. The cooling fan 180 blows air to the cooling structure 190. When the temperature of the cooling structure 190 reaches the overheat temperature Tferr, the drive control unit 1401 forcibly stops the operation of the power conversion device 100. The operable time estimation unit 1405 estimates the operable time of the power conversion device 100 until the fin temperature Tf reaches the overheat temperature Tferr based on the tendency of the time change of the temperature (fin temperature Tf) of the cooling structure 190.

これにより、制御装置140は、推定した、フィン温度Tfが過熱温度Tferrに到達するまでの電力変換装置100の運転可能時間を用いて、電力変換装置100が強制的に停止される時期をユーザに通知することができる。 This allows the control device 140 to notify the user of the time when the power conversion device 100 will be forcibly stopped, using the estimated operation time of the power conversion device 100 until the fin temperature Tf reaches the overheating temperature Tferr.

また、本実施形態では、運転可能時間推定部1405は、電力変換装置100の工場出荷後の最初の使用開始から所定のタイミングまでの時系列でのフィン温度Tfの測定データに基づき、冷却構造部190に関する保守済みの状態から冷却構造部190の温度が過熱温度Tferrに到達するまでの全期間の電力変換装置100の運転可能時間(基準運転可能時間OTcr)を推定してよい。 In addition, in this embodiment, the operable time estimation unit 1405 may estimate the operable time (reference operable time OTcr) of the power conversion device 100 for the entire period from when the cooling structure 190 has been maintained until the temperature of the cooling structure 190 reaches the overheat temperature Tferr, based on the measurement data of the fin temperature Tf in a time series from the first start of use of the power conversion device 100 after shipment from the factory to a specified timing.

これにより、制御装置140は、冷却構造部190に関する保守済みの状態から冷却構造部190の温度が過熱温度Tferrに到達するまでの全期間の電力変換装置100の運転可能時間を基準として、電力変換装置100が強制的に停止される時期を推定することができる。 This allows the control device 140 to estimate the time when the power conversion device 100 will be forcibly stopped based on the operational time of the power conversion device 100 over the entire period from when the cooling structure 190 has been maintained until the temperature of the cooling structure 190 reaches the overheat temperature Tferr.

また、本実施形態では、電力変換装置100は、保守判定部1404を備えてもよい。具体的には、保守判定部1404は、冷却構造部190に関する保守が行われたことを判定してよい。そして、運転可能時間推定部1405は、推定した全期間の電力変換装置100の運転可能時間(基準運転可能時間OTcr)から、保守判定部1404により冷却構造部190に関する保守が行われたと判定されたときからの電力変換装置100の累積運転時間OTaを減算することによって、フィン温度Tfが過熱温度Tferrに到達するまでの電力変換装置100の残り運転可能時間OTremを推定してよい。 In addition, in this embodiment, the power conversion device 100 may include a maintenance determination unit 1404. Specifically, the maintenance determination unit 1404 may determine that maintenance has been performed on the cooling structure unit 190. The operable time estimation unit 1405 may estimate the remaining operable time OTrem of the power conversion device 100 until the fin temperature Tf reaches the overheat temperature Tferr by subtracting the cumulative operating time OTa of the power conversion device 100 from the time when the maintenance determination unit 1404 determined that maintenance has been performed on the cooling structure unit 190 from the estimated operable time of the power conversion device 100 for the entire period (reference operable time OTcr).

これにより、制御装置140は、具体的に、残り運転可能時間OTremを推定することができる。 This allows the control device 140 to specifically estimate the remaining operable time OTrem.

また、本実施形態では、電力変換装置100は、例えば,表示装置160や通信装置170等の通知部を備えてよい。具体的には、通知部は、運転可能時間推定部1405により推定される、冷却構造部190の温度が過熱温度Tferrに到達するまでの電力変換装置100の残り運転可能時間OTremをユーザに通知してよい。 In addition, in this embodiment, the power conversion device 100 may include a notification unit such as a display device 160 or a communication device 170. Specifically, the notification unit may notify the user of the remaining operable time OTrem of the power conversion device 100 until the temperature of the cooling structure unit 190 reaches the overheat temperature Tferr, as estimated by the operable time estimation unit 1405.

これにより、電力変換装置100は、推定した電力変換装置100の残り運転可能時間OTremによって、具体的に、電力変換装置100が強制的に停止される時期を通知することができる。 As a result, the power conversion device 100 can notify the specific time when the power conversion device 100 will be forcibly stopped based on the estimated remaining operable time OTrem of the power conversion device 100.

また、本実施形態では、電力変換装置100は、診断部1406を備えてもよい。具体的には、診断部1406は、冷却構造部190による冷却性能の異常に関する診断を行ってよい。そして、通知部は、診断部1406によって、冷却構造部190による冷却性能の異常があると判定された場合に、電力変換装置100の累積運転時間の経過に合わせて減算されるように、電力変換装置100の残り運転可能時間OTremをユーザに通知してもよい。 In addition, in this embodiment, the power conversion device 100 may include a diagnosis unit 1406. Specifically, the diagnosis unit 1406 may perform a diagnosis regarding an abnormality in the cooling performance of the cooling structure unit 190. Then, when the diagnosis unit 1406 determines that there is an abnormality in the cooling performance of the cooling structure unit 190, the notification unit may notify the user of the remaining operable time OTrem of the power conversion device 100 so that it is subtracted in accordance with the lapse of the cumulative operating time of the power conversion device 100.

これにより、電力変換装置100は、冷却構造部190による冷却性能の異常が発生した場合に限定して、電力変換装置100の累積運転時間の経過に合わせて逐次減算される残り運転可能時間OTremを通知することができる。 As a result, the power conversion device 100 can notify the remaining operable time OTrem, which is sequentially decremented in accordance with the lapse of the accumulated operating time of the power conversion device 100, only when an abnormality occurs in the cooling performance of the cooling structure unit 190.

また、本実施形態では、電力変換装置100は、保守判定部1404を備えてもよい。そして、通知部は、保守判定部1404により冷却構造部190に関する保守が行われたと判定されたときを起点として電力変換装置100の累積運転時間の経過に合わせて減算されるように、電力変換装置100の残り運転可能時間OTremをユーザに通知してもよい。 In addition, in this embodiment, the power conversion device 100 may include a maintenance determination unit 1404. The notification unit may notify the user of the remaining operable time OTrem of the power conversion device 100, which is subtracted in accordance with the lapse of the cumulative operating time of the power conversion device 100, starting from the time when the maintenance determination unit 1404 determines that maintenance related to the cooling structure unit 190 has been performed.

これにより、電力変換装置100は、冷却構造部190に関する保守済みの状態から、電力変換装置100の累積運転時間の経過に合わせて逐次減算される残り運転可能時間OTremをユーザに通知することができる。 This allows the power conversion device 100 to notify the user of the remaining operable time OTrem, which is sequentially subtracted from the maintenance completed state of the cooling structure 190 in accordance with the lapse of the accumulated operating time of the power conversion device 100.

以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the invention as described in the claims.

1 冷却異常診断システム
100 電力変換装置
110 整流回路
110A 回路基板
120 平滑回路
130 インバータ回路
130A 回路基板
140 制御装置(情報処理装置)
141 CPU
142 メモリ装置
143 補助記憶装置
144 インタフェース
150 センサ
160 表示装置(通知部)
170 通信装置(通知部)
180 冷却ファン
190 冷却構造部
192 フィンベース
194 冷却フィン部
194A フィン
200 演算装置(情報処理装置)
300 端末装置(情報処理装置)
310 表示部
1401 駆動制御部(停止制御部)
1402 記録部
1403 記憶部
1404 保守判定部
1405 運転可能時間推定部(推定部)
1406 診断部
M 電動機
NL 負ライン
PL 正ライン
PS 商用電源
SD 半導体ダイオード(パワーデバイス)
SW 半導体スイッチ(パワーデバイス)
REFERENCE SIGNS LIST 1 Cooling abnormality diagnosis system 100 Power conversion device 110 Rectifier circuit 110A Circuit board 120 Smoothing circuit 130 Inverter circuit 130A Circuit board 140 Control device (information processing device)
141 CPU
142 Memory device 143 Auxiliary storage device 144 Interface 150 Sensor 160 Display device (notification unit)
170 Communication device (notification unit)
180 Cooling fan 190 Cooling structure 192 Fin base 194 Cooling fin section 194A Fin 200 Computing device (information processing device)
300 Terminal device (information processing device)
310 Display unit 1401 Drive control unit (stop control unit)
1402 Recording unit 1403 Storage unit 1404 Maintenance judgment unit 1405 Operational time estimation unit (estimation unit)
1406 Diagnostic unit M Motor NL Negative line PL Positive line PS Commercial power supply SD Semiconductor diode (power device)
SW Semiconductor switch (power device)

Claims (7)

パワーデバイスと、
前記パワーデバイスの放熱のための冷却構造部と、
前記冷却構造部への送風を行う送風部と、
前記冷却構造部の温度が所定基準に到達すると、電力変換装置を強制的に運転停止させる停止制御部と、
前記冷却構造部の温度の時間変化の傾向に基づき、前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの電力変換装置の運転可能時間を推定する推定部と、を備え
前記推定部は、電力変換装置の工場出荷後の最初の使用開始から所定のタイミングまでの時系列での前記冷却構造部の温度の測定データに基づき、前記冷却構造部に関する保守済みの状態から前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの全期間の電力変換装置の運転可能時間を推定する、
電力変換装置。
Power devices,
a cooling structure for dissipating heat from the power device;
A blower that blows air to the cooling structure;
a stop control unit that forcibly stops the operation of the power conversion device when the temperature of the cooling structure unit reaches a predetermined standard;
an estimation unit that estimates an operable time of the power conversion device until the temperature of the cooling structure reaches the predetermined standard based on a tendency of a change over time of the temperature of the cooling structure ,
the estimation unit estimates an operable time of the power conversion device during an entire period from a state where the cooling structure has been maintained until the temperature of the cooling structure reaches the predetermined standard, based on measurement data of the temperature of the cooling structure in a time series from the first start of use of the power conversion device after shipment from a factory to a predetermined timing;
Power conversion equipment.
前記冷却構造部に関する保守が行われたことを判定する保守判定部を備え、
前記推定部は、推定した前記全期間の電力変換装置の運転可能時間から、前記保守判定部により前記冷却構造部に関する保守が行われたと判定されたときからの電力変換装置の累積運転時間を減算することによって、前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの電力変換装置の残りの運転可能時間を推定する、
請求項に記載の電力変換装置。
a maintenance determination unit that determines whether maintenance has been performed on the cooling structure,
the estimation unit estimates a remaining operable time of the power conversion device until the temperature of the cooling structure reaches the predetermined standard by subtracting a cumulative operating time of the power conversion device from a time when the maintenance determination unit determines that maintenance on the cooling structure has been performed, from the estimated operable time of the power conversion device for the entire period.
The power conversion device according to claim 1 .
前記推定部により推定される、前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの電力変換装置の残りの運転可能時間をユーザに通知する通知部を備える、
請求項1又は2に記載の電力変換装置。
a notification unit that notifies a user of a remaining operable time of the power conversion device until the temperature of the cooling structure unit reaches the predetermined standard, the remaining operable time being estimated by the estimation unit.
The power conversion device according to claim 1 or 2 .
前記冷却構造部による冷却性能の異常に関する診断を行う診断部を備え、
前記通知部は、前記診断部によって、前記冷却構造部による冷却性能の異常があると判定された場合に、電力変換装置の運転時間の経過に合わせて減算されるように、前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの電力変換装置の残りの運転可能時間をユーザに通知する、
請求項に記載の電力変換装置。
a diagnostic unit that diagnoses an abnormality in the cooling performance of the cooling structure,
When the diagnosis unit determines that there is an abnormality in the cooling performance of the cooling structure unit, the notification unit notifies a user of a remaining operable time of the power conversion device until the temperature of the cooling structure unit reaches the predetermined standard, the remaining operable time being subtracted in accordance with the lapse of operation time of the power conversion device.
The power conversion device according to claim 3 .
前記冷却構造部の保守が行われたことを判定する保守判定部を備え、
前記通知部は、前記保守判定部により前記冷却構造部に関する保守が行われたと判定されたときを起点として電力変換装置の運転時間の経過に合わせて減算されるように、前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの電力変換装置の残りの運転可能時間をユーザに通知する、
請求項に記載の電力変換装置。
a maintenance determination unit that determines whether maintenance has been performed on the cooling structure unit,
the notification unit notifies a user of a remaining operable time of the power conversion device until the temperature of the cooling structure unit reaches the predetermined standard, the remaining operable time being subtracted in accordance with the lapse of operation time of the power conversion device from a point in time when it is determined by the maintenance determination unit that maintenance on the cooling structure unit has been performed.
The power conversion device according to claim 3 .
パワーデバイスと、前記パワーデバイスの放熱のための冷却構造部と、前記冷却構造部への送風を行う送風部と、を有し、前記冷却構造部の温度が所定基準に到達すると、強制的に運転停止する電力変換装置に関して、前記冷却構造部の温度の時間変化の傾向に基づき、前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの電力変換装置の運転可能時間を推定する情報処理装置であって
前記電力変換装置の工場出荷後の最初の使用開始から所定のタイミングまでの時系列での前記冷却構造部の温度の測定データに基づき、前記冷却構造部に関する保守済みの状態から前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの全期間の前記電力変換装置の運転可能時間を推定する、
情報処理装置。
An information processing device for an electric power conversion device, the information processing device comprising: a power device; a cooling structure for dissipating heat from the power device; and an air blower for blowing air to the cooling structure , the information processing device for estimating an operable time of the electric power conversion device until the temperature of the cooling structure reaches a predetermined standard based on a tendency of a time change in the temperature of the cooling structure, the information processing device comprising :
an operating time of the power conversion device during the entire period from a state where the cooling structure has been maintained until the temperature of the cooling structure reaches the predetermined standard based on measurement data of the temperature of the cooling structure in a time series from the first start of use of the power conversion device after shipment from a factory to a predetermined timing;
Information processing device.
パワーデバイスと、前記パワーデバイスの放熱のための冷却構造部と、前記冷却構造部への送風を行う送風部と、を有し、前記冷却構造部の温度が所定基準に到達すると、強制的に運転停止する電力変換装置に関して、前記冷却構造部の温度の時間変化の傾向に基づき、前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの電力変換装置の運転可能時間を推定する情報処理方法であって
前記電力変換装置の工場出荷後の最初の使用開始から所定のタイミングまでの時系列での前記冷却構造部の温度の測定データに基づき、前記冷却構造部に関する保守済みの状態から前記冷却構造部の温度が前記所定基準に到達するまでの全期間の前記電力変換装置の運転可能時間を推定する、
情報処理方法。
An information processing method for estimating an operable time of a power conversion apparatus, the power conversion apparatus having a power device, a cooling structure for dissipating heat from the power device, and an air blower for blowing air to the cooling structure, the operation of which is forcibly stopped when a temperature of the cooling structure reaches a predetermined standard, based on a tendency of a time change in temperature of the cooling structure, the method comprising :
an operating time of the power conversion device during the entire period from a state where the cooling structure has been maintained until the temperature of the cooling structure reaches the predetermined standard based on measurement data of the temperature of the cooling structure in a time series from the first start of use of the power conversion device after shipment from a factory to a predetermined timing;
Information processing methods.
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