JP7700532B2 - POWER CONVERSION DEVICE, INFORMATION PROCESSING DEVICE, AND INFORMATION PROCESSING METHOD - Google Patents
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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).
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
平滑回路120は、例えば、平滑コンデンサを含む。
The
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
141 CPU
142
170 Communication device (notification unit)
180
300 Terminal device (information processing device)
310
1402
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)
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1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 .
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3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3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 .
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.
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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