CN107925359B - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电力转换装置，目的在于在电力转换装置的防涌入电路中，不会导致接触不良地，安全使用对接触时的电压与保持时的电压进行切换的继电器。电力转换装置具备：将交流电压转换为直流电压的直流转换部；防涌入电路，其包括一端与直流转换部连接的电阻和与电阻并联连接的继电器；直流平滑部，其包括与电阻的另一端连接的平滑电容器；和控制防涌入电路的控制部，控制部基于使继电器动作的电源的电压信息和平滑电容器的电压信息，确定是对继电器施加接触电压，还是对继电器施加比接触电压小的保持电压。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及电力转换装置。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，有日本特开2006-340532号公报(专利文献1)。该公报中，对于“提供一种能够用廉价的电路结构来判断继电器的异常状态的涌入电流防止电路和具备它的电力转换装置”这一技术问题，记载了“涌入电流防止电路包括与交流电源1连接的半导体整流元件组2、一端与上述半导体整流元件组的正输出端子连接的涌入电流防止电阻3、与上述涌入电流防止电阻3并联连接的继电器4、与上述涌入电流防止电阻3的另一端连接的平滑电容器5、检测平滑电容器5的端子间电压的直流母线电压检测部6、检测负载中流动的电流的负载电流检测部8、接收上述直流母线电压检测部6和上述负载电流检测部8的信号的运算部8，在该涌入电流防止电路中，对根据上述交流电源的电压值及交流电源方式、电源频率、平滑电容器电容、和直流母线电压检测部输出信号及负载电流检测部输出信号运算得到的直流母线电压值与直流母线电压检测部的输出信号值进行比较，由此检测继电器的动作故障”的解决方案(参考说明书摘要)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-340532号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述专利文献1对于提供一种能够用廉价的电路结构来判断继电器的异常状态的涌入电流防止电路和具备它的电力转换装置这一技术问题，基于平滑电容器的端子间电压来进行继电器电路是否正常动作的判定。
此处，以往使用有在平滑电容器8的充电完成后用于使继电器进行接触动作的接触电压与在接触动作后用于保持的保持电压是相同电平的继电器。但是，近年来因为继电器的小型、大容量化，提供了在接触时施加大电压，之后为了减少自发热而降低电压并确保必要的保持力的继电器。该继电器具有廉价且小型的优点，但具有需要从使其接触的电压转移至保持电压的缺点。这具有发生电源异常，恢复时如果识别该情况而使继电器不工作，则会导致接触不良这一缺点。
以往使用的防涌入电路，例如如图5所示，在作为受电对象的直流电压达到充电电平之后，执行对继电器供给接触电压的打开指令。因为接触电压与保持电压的电平相同，在执行打开指令之后继电器电源断开后恢复时，对于继电器只要继续执行打开指令即可，不需要监视继电器电源并控制继电器的指令。另一方面，将该动作应用于需要从接触电压转移至保持电压的继电器时，例如如图6所示，在继电器电源恢复时仍然以保持电压指令使继电器接触，所以存在导致接触不良的可能性。
于是，本发明目的在于在防涌入电路中，不会导致接触不良地，安全使用将接触时的电压与保持时的电压进行切换的继电器。
用于解决问题的技术方案
本申请包括多个解决上述问题的技术方案，举其一例，是一种电力转换装置，其特征在于，包括：将交流电压转换为直流电压的直流转换部；防涌入电路，其包括一端与上述直流转换部连接的电阻和与上述电阻并联连接的继电器；直流平滑部，其包括与上述电阻的另一端连接的平滑电容器；和控制上述防涌入电路的控制部，上述控制部基于使上述继电器动作的电源的电压信息和上述平滑电容器间的电压信息，确定是对上述继电器施加接触电压，还是对上述继电器施加比上述接触电压小的保持电压。
发明效果
根据本发明，在防涌入电路中，能够安全地使用将接触时的电压与保持时的电压进行切换的继电器。
上述以外的问题、结构和效果，将通过以下实施方式的说明而说明。
附图说明
图1是电力转换装置的结构图的例子。
图2是防涌入电路的状态转移图的例子。
图3是实施例1中的检测出继电器电源从异常状态转移至正常状态而执行初始动作的防涌入电路的时序图的例子。
图4是实施例2中的检测出对平滑电容器施加的直流电压从异常状态转移至正常状态而执行初始动作的防涌入电路的时序图的例子。
图5是现有的防涌入电路动作的例子。
图6是将接触电压与保持电压的转移所需要的继电器应用于现有的防涌入电路时的动作的例子。
具体实施方式
以下用附图说明实施例。
实施例1
本实施例中，说明电力转换装置100中安装的***的动作例。
图1是本实施例的电力转换装置100和交流电动机106的结构图的例子。
本实施例中，具有三相交流电源101、直流转换部102、直流平滑部103、防涌入电路104、交流转换部105、交流电动机106、电压检测部107、平滑电容器电压状态判断部108、电源109、电源部110、继电器电源状态判断部111、继电器励磁控制部112、驱动部113。
三相交流电源101例如是从电力公司供给的三相交流电压或从发电机供给的交流电压，对直流转换部102输出。三相交流电源也可以是单相的。
直流转换部102例如由用二极管构成的直流转换电路或使用了IGBT和续流二极管的直流转换电路构成，将从三相交流电源101输入的交流电压转换为直流电压，对直流平滑部103输出。图1中，示出了由二极管构成的直流转换部。
直流平滑部103具备平滑电容器，使从直流转换部102输入的直流电压平滑化，对交流转换部105输出直流电压。例如发电机的输出是直流电压的情况下，平滑电容器也可以不经由直流转换部102而直接从发电机输入直流电压。
对平滑用电容器充电时，流过稳定通电时的数倍的初始充电电流。防涌入电路104是用于抑制该初始充电电流的电路，由电阻RB和与电阻RB并联连接的继电器RY构成。
交流转换部105例如由使用了IGBT和续流二极管的交流转换电路构成，将直流电力转换为任意频率的交流电力，对交流电动机106输出。
电压检测部107检测平滑电容器之间的电压信息，将检测出的电压信息对平滑电容器电压状态判断部108输出。
平滑电容器电压状态判断部108用电压检测部107作为输入，将对平滑电容器的充电状态输出至继电器励磁控制部112。具体而言，平滑电容器电压状态判断部108通过判断平滑电容器之间的电压是否达到规定电平并且稳定，来判断平滑电容器是否处于充电完成状态，将其判断结果输出至继电器励磁控制部112。
电源109例如是从电力公司供给的单相或三相交流电压或从发电机供给的交流电压，或者从电池或电源装置供给的直流电压，对电源部110输出。
电源部110用电源109作为输入，将用于驱动继电器RY的电源对驱动部113输出，将对驱动部113输出的电源信息对继电器电源状态判断部111输出。
继电器电源状态判断部111用电源部110作为输入，将继电器RY驱动用电源是正常还是异常对继电器励磁控制部112输出。具体而言，继电器电源状态判断部111在电源的电压在规定值以上的情况下判断为正常，在不足规定值的情况下判断为异常，将其判断结果对继电器励磁控制部112输出。
继电器励磁控制部112用来自平滑电容器电压状态判断部108的对平滑电容器的充电状态信息和来自继电器电源状态判断部111的电源状态信息作为输入，对驱动部113输出继电器RY的控制指令。继电器励磁控制部112决定是施加用于使继电器进行初始动作的接触电压、还是施加比接触电压更小的保持电压，作为继电器RY的控制指令。
驱动部113用来自电源部110的电源和来自励磁控制部112的继电器RY控制指令作为输入，使继电器RY动作。
图2表示本实施例中的防涌入电路的状态转移图。图3是在使防涌入电路动作之后继电器电源中发生异常状态、之后转移至正常状态的情况下，按照图2的状态转移图进行初始动作的情况下的时序图的例子。用图2和图3说明检测继电器电源从异常状态转移至正常状态而执行初始动作的防涌入电路的例子。
从没有进行电源供给的状态(S301)起，进行直流电压的电源供给，开始充电动作。与其并行地也对RY电源供给电源。因为充电完成且RY电源的正常状态成立，所以执行对RY供给接触电压的指令(S302)。如果是充电完成或者继电器的正常状态不成立的状态则停留在继电器关闭(S301)。接触电压的指令时间t1需要给出按每个继电器考虑至反弹的时间，所以在经过了指令时间t1之后使继电器指令转移至保持电压(S303)。如果充电完成且继电器电源的正常状态成立则停留在保持电压(S303)。继电器电源中存在异常时，例如使继电器指令成为关闭(S301)。另外，电源恢复时，因电源电压与直流电压的电位差和通路的阻抗而流过的涌入电流在该通路中可以承受的情况下，也可以不使继电器关闭。另外，关于继电器关闭，如果在流过电流时使继电器关闭则会发生浪涌电压，可能导致元件破坏，所以例如需要同时切断对负载的电力供给。之后，因为继电器电源转移至正常状态，所以充电完成且继电器电源的正常状态成立，因此进行接触电压指令(S302)，因为正常状态持续指令时间t1而转移至保持电压的指令(S303)。
这样，本实施例中，使继电器指令转移至保持电压之后，继电器电源经过异常状态恢复为正常状态时，继电器励磁控制部以对继电器不是施加保持电压而是施加接触电压的方式控制驱动部。由此，不会导致接触不良，能够安全地使用继电器。
实施例2
实施例1中，说明了检测出继电器电源从异常状态转移至正常状态而执行初始动作的防涌入电路的例子。本实施例中，用图2和图4说明继电器电源保持正常状态，检测出对平滑电容器施加的直流电压从异常状态转移至正常状态而执行初始动作的防涌入电路的例子。
从没有进行电源供给的状态(S301)起，供给对直流电压的电源，开始充电动作。与其并行地也对RY电源供给电源。因为充电完成且RY电源的正常状态成立，所以执行对RY供给接触电压的指令(S302)。如果是充电完成或者继电器的正常状态不成立的状态则停留在继电器关闭(S301)。接触电压的指令时间t1需要给出按每个继电器考虑至反弹的时间，所以在经过了指令时间t1之后使继电器指令转移至保持电压(S303)。如果充电完成且继电器电源的正常状态成立则停留在保持电压(S303)。直流电压因电源断开而降低时，即平滑电容器转移至并非充电完成状态的状态时，例如使继电器指令成为关闭(S301)。另外，电源恢复时，因电源电压与直流电压的电位差和通路的阻抗而流过的涌入电流在该通路中可以承受的情况下，也可以不使继电器关闭。另外，关于继电器关闭，如果在流过电流时使继电器关闭则会发生浪涌电压，可能导致元件破坏，所以例如需要同时切断对负载的电力供给。之后，因为直流电压达到规定电平而转移至充电完成状态，所以充电完成且继电器电源的正常状态成立，因此进行接触电压指令(S302)，因为正常状态持续指令时间t1而转移至保持电压的指令(S303)。
这样，本实施例中，使继电器指令转移至保持电压之后，平滑电容器经过直流电压降低恢复为充电完成状态时，继电器励磁控制部以对继电器不是施加保持电压而是施加接触电压的方式控制驱动部。由此，不会导致接触不良，能够安全地使用继电器。
另外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
另外，对于上述各结构、功能、处理部、处理单元等，例如可以通过在集成电路中设计等而用硬件实现其一部分或全部。另外，上述各结构、功能等，也可以通过处理器解释、执行实现各功能的程序而用软件实现。实现各功能的程序、表、文件等信息，能够保存在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive)等记录装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
另外，控制线和信息线示出了认为说明上必要的，并不一定示出了产品上全部的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎全部结构都相互连接。
符号说明
100……电力转换装置，101……三相交流电源，102……直流转换部，103……直流平滑部，104……防涌入电路，105……交流转换部，106……交流电动机，107……电压检测部，108……平滑电容器电压状态判断部，109……电源，110……电源部，111……继电器电源状态判断部，112……继电器励磁控制部，113……驱动部。

Claims (3)

1.一种电力转换装置，其特征在于，包括：
将交流电压转换为直流电压的直流转换部；
防涌入电路，其包括一端与直流转换部连接的电阻和与所述电阻并联连接的继电器；
直流平滑部，其包括与所述电阻的另一端连接的平滑电容器；和
控制所述防涌入电路的控制部，
所述控制部包括：
继电器电源状态判断部，其根据使所述继电器动作的电源的电压信息，判断所述电源的状态是正常状态还是异常状态；
平滑电容器电压状态判断部，其根据所述平滑电容器的电压信息，判断所述平滑电容器是否处于充电完成状态；和
继电器励磁控制部，其基于所述继电器电源状态判断部的判断结果和所述平滑电容器电压状态判断部的判断结果，确定是使所述继电器关闭，还是对所述继电器施加接触电压，还是对所述继电器施加比所述接触电压小的保持电压，
所述继电器励磁控制部，
在判断出所述电源的状态是所述正常状态，且判断出所述平滑电容器处于充电完成状态的情况下，对所述继电器施加所述接触电压后，变更为施加所述保持电压，
之后，在判断出所述电源的状态是所述异常状态的情况下，使所述继电器关闭，
之后，使所述电源的状态转移到了所述正常状态时，对所述继电器施加所述接触电压。
2.一种电力转换装置，其特征在于，包括：
将交流电压转换为直流电压的直流转换部；
防涌入电路，其包括一端与直流转换部连接的电阻和与所述电阻并联连接的继电器；
直流平滑部，其包括与所述电阻的另一端连接的平滑电容器；和
控制所述防涌入电路的控制部，
所述控制部包括：
继电器电源状态判断部，其根据使所述继电器动作的电源的电压信息，判断所述电源的状态是正常状态还是异常状态；
平滑电容器电压状态判断部，其根据所述平滑电容器的电压信息，判断所述平滑电容器是否处于充电完成状态；和
继电器励磁控制部，其基于所述继电器电源状态判断部的判断结果和所述平滑电容器电压状态判断部的判断结果，确定是使所述继电器关闭，还是对所述继电器施加接触电压，还是对所述继电器施加比所述接触电压小的保持电压，
所述继电器励磁控制部，
在判断出所述电源的状态是所述正常状态，且判断出所述平滑电容器处于充电完成状态的情况下，对所述继电器施加所述接触电压后，变更为施加所述保持电压，
之后，在判断出所述平滑电容器没有处于充电完成状态的情况下，使所述继电器关闭，
之后，使所述平滑电容器转移到了所述充电完成状态时，对所述继电器施加所述接触电压。
3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于：
在使所述继电器关闭的同时，切断对负载的电力供给。
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