JP2003333862A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は標準品として製作されている低圧イ
ンバータ装置を複数台用いて、稼働率の高い電力変換装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 交流電源を直流電源に変換するコンバー
タ装置２と、前記直流電源に直列に接続され、互いが並
列接続された複数台のインバータ装置４と、このインバ
ータ装置４の出力側に出力遮断器１２を介して接続さ
れ、２次側を互いに直列接続した出力変圧器５と、前記
インバータ装置４の入力側に接続されたヒューズ１１
と、前記出力変圧器の１次側を短絡するように接続され
た短絡遮断器１３と、前記インバータ装置４の故障を検
出する故障検出装置８とから構成し、前記故障検出装置
８が前記インバータ装置４のいずれかの故障を検出した
時、該当するインバータ装置４をゲートブロックし、前
記出力遮断器１２を開放し、前記短絡遮断器１３を閉
じ、故障した前記インバータ装置４を切離すようにす
る。
ンバータ装置を複数台用いて、稼働率の高い電力変換装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 交流電源を直流電源に変換するコンバー
タ装置２と、前記直流電源に直列に接続され、互いが並
列接続された複数台のインバータ装置４と、このインバ
ータ装置４の出力側に出力遮断器１２を介して接続さ
れ、２次側を互いに直列接続した出力変圧器５と、前記
インバータ装置４の入力側に接続されたヒューズ１１
と、前記出力変圧器の１次側を短絡するように接続され
た短絡遮断器１３と、前記インバータ装置４の故障を検
出する故障検出装置８とから構成し、前記故障検出装置
８が前記インバータ装置４のいずれかの故障を検出した
時、該当するインバータ装置４をゲートブロックし、前
記出力遮断器１２を開放し、前記短絡遮断器１３を閉
じ、故障した前記インバータ装置４を切離すようにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は直流電圧を交流電圧
に変換する電力変換装置に係り、特に、小容量のインバ
ータ装置を並列接続した高圧大容量の電力変換装置に関
する。
に変換する電力変換装置に係り、特に、小容量のインバ
ータ装置を並列接続した高圧大容量の電力変換装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】電力変換装置の大容量化、高電圧化を目
的とし、また、出力波形を改善するために、例えば特開
２０００−２０９８７０号公報に記載されている電力変
換装置が知られている。この電力変換装置は、３相電源
から２次側に複数の巻線を持った変圧器を介して３相交
流電力を複数台の単位インバータへ供給する。単位イン
バータは３グループに分割され、各グループの単位イン
バータの出力は夫々直列に接続され、そのグループ同士
の一方を中性点として接続し、その他方を夫々３相の電
動機の各相に接続することにより、電動機に３相交流電
力を供給している。
的とし、また、出力波形を改善するために、例えば特開
２０００−２０９８７０号公報に記載されている電力変
換装置が知られている。この電力変換装置は、３相電源
から２次側に複数の巻線を持った変圧器を介して３相交
流電力を複数台の単位インバータへ供給する。単位イン
バータは３グループに分割され、各グループの単位イン
バータの出力は夫々直列に接続され、そのグループ同士
の一方を中性点として接続し、その他方を夫々３相の電
動機の各相に接続することにより、電動機に３相交流電
力を供給している。
【０００３】また前記公報には単位インバータの主回路
が示されており、変圧器の２次巻線からの電力を整流回
路及び直流平滑コンデンサで直流電力に変換し、さらに
単相インバータ回路で任意の周波数、電圧を持った電力
に変換している。
が示されており、変圧器の２次巻線からの電力を整流回
路及び直流平滑コンデンサで直流電力に変換し、さらに
単相インバータ回路で任意の周波数、電圧を持った電力
に変換している。
【０００４】このような従来の電力変換装置では、単位
インバータの主回路は高圧電動機に直接接続されている
ため、高圧仕様となる。従って使用目的に沿った電圧仕
様の単位インバータの採用が必要であった。
インバータの主回路は高圧電動機に直接接続されている
ため、高圧仕様となる。従って使用目的に沿った電圧仕
様の単位インバータの採用が必要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
大容量高圧電力変換装置では、単位インバータが高圧仕
様となるため、絶縁距離を確保するために盤サイズが必
然的に大きくなり、また、主回路素子や遮断器等の主回
路部品に高耐圧の部品を使用する必要があるため、経済
性の問題があり、更に、制御系の絶縁のため、ゲート信
号を光信号で伝達しなければならないといった問題があ
った。
大容量高圧電力変換装置では、単位インバータが高圧仕
様となるため、絶縁距離を確保するために盤サイズが必
然的に大きくなり、また、主回路素子や遮断器等の主回
路部品に高耐圧の部品を使用する必要があるため、経済
性の問題があり、更に、制御系の絶縁のため、ゲート信
号を光信号で伝達しなければならないといった問題があ
った。
【０００６】また、コスト面や設置条件を考えると、主
回路を冗長化することは困難であり、主回路の素子破損
のような故障が発生した場合、装置を停止して故障した
部品を交換する必要があった。
回路を冗長化することは困難であり、主回路の素子破損
のような故障が発生した場合、装置を停止して故障した
部品を交換する必要があった。
【０００７】本発明は、上記点に鑑みなされたもので、
絶縁とコストの問題を解決し、かつ、運転中に故障が発
生しても装置を停止することのない稼働率の高い電力変
換装置を提供することを目的とする。
絶縁とコストの問題を解決し、かつ、運転中に故障が発
生しても装置を停止することのない稼働率の高い電力変
換装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電力変換装置は、交流を直流に変換するコ
ンバータ装置と、このコンバータ装置に直列に接続さ
れ、互いが並列接続された複数台のインバータ装置と、
この夫々のインバータ装置の出力側に出力遮断器を介し
て接続され、夫々の２次側を互いに直列接続した夫々の
出力変圧器と、前記夫々のインバータ装置の入力側に接
続されたヒューズと、前記夫々の出力変圧器の１次側を
短絡するように前記出力変圧器の１次側に接続された短
絡遮断器と、前記夫々のインバータ装置の故障を検出す
る夫々の故障検出装置とから構成され、この故障検出装
置のいずれかが前記インバータ装置の故障を検出した
時、該当する前記インバータ装置をゲートブロックし、
前記出力遮断器を開放し、前記短絡遮断器を閉じること
により、故障した前記インバータ装置を切離すようにし
たことを特徴とする。
に、本発明の電力変換装置は、交流を直流に変換するコ
ンバータ装置と、このコンバータ装置に直列に接続さ
れ、互いが並列接続された複数台のインバータ装置と、
この夫々のインバータ装置の出力側に出力遮断器を介し
て接続され、夫々の２次側を互いに直列接続した夫々の
出力変圧器と、前記夫々のインバータ装置の入力側に接
続されたヒューズと、前記夫々の出力変圧器の１次側を
短絡するように前記出力変圧器の１次側に接続された短
絡遮断器と、前記夫々のインバータ装置の故障を検出す
る夫々の故障検出装置とから構成され、この故障検出装
置のいずれかが前記インバータ装置の故障を検出した
時、該当する前記インバータ装置をゲートブロックし、
前記出力遮断器を開放し、前記短絡遮断器を閉じること
により、故障した前記インバータ装置を切離すようにし
たことを特徴とする。
【０００９】上記目的を達成するために、本発明の電力
変換装置は、交流を直流に変換するコンバータ装置と、
このコンバータ装置に直列に接続され、互いが並列接続
された複数台のインバータ装置と、この夫々のインバー
タ装置の出力側に接続され、夫々の２次側を夫々第１の
遮断器を介して互いに直列接続した夫々の出力変圧器
と、前記夫々のインバータ装置の入力側に接続されたヒ
ューズと、前記第１の遮断器と出力変圧器の２次巻線で
形成される直列回路に並列に接続した第２の遮断器と、
前記夫々のインバータ装置の故障を検出する夫々の故障
検出装置とから構成され、この故障検出装置のいずれか
が前記インバータ装置の故障を検出した時、該当する前
記インバータ装置をゲートブロックし、前記第１の遮断
器を開放し、前記第２の遮断器を閉じることにより、故
障した前記インバータ装置を切離すようにしたことを特
徴とする。
変換装置は、交流を直流に変換するコンバータ装置と、
このコンバータ装置に直列に接続され、互いが並列接続
された複数台のインバータ装置と、この夫々のインバー
タ装置の出力側に接続され、夫々の２次側を夫々第１の
遮断器を介して互いに直列接続した夫々の出力変圧器
と、前記夫々のインバータ装置の入力側に接続されたヒ
ューズと、前記第１の遮断器と出力変圧器の２次巻線で
形成される直列回路に並列に接続した第２の遮断器と、
前記夫々のインバータ装置の故障を検出する夫々の故障
検出装置とから構成され、この故障検出装置のいずれか
が前記インバータ装置の故障を検出した時、該当する前
記インバータ装置をゲートブロックし、前記第１の遮断
器を開放し、前記第２の遮断器を閉じることにより、故
障した前記インバータ装置を切離すようにしたことを特
徴とする。
【００１０】上記目的を達成するために、本発明の電力
変換装置は、交流を直流に変換するコンバータ装置と、
このコンバータ装置に直列に接続され、互いが並列接続
された複数台のインバータ装置と、この夫々のインバー
タ装置の出力側に接続され、夫々の２次側を互いに直列
接続した夫々の出力変圧器と、前記夫々のインバータ装
置の入力側に接続されたヒューズと、前記夫々のインバ
ータ装置の出力側に、このインバータ装置の出力を短絡
または開放するように接続した半導体回路と、前記イン
バータ装置の故障を検出する夫々の故障検出装置とから
構成され、この故障検出装置のいずれかが前記インバー
タ装置の故障を検出した時、該当する前記インバータ装
置をゲートブロックし、さらに前記半導体回路を短絡ま
たは開放することにより、故障した前記インバータ装置
を切離すようにしたことを特徴とする。
変換装置は、交流を直流に変換するコンバータ装置と、
このコンバータ装置に直列に接続され、互いが並列接続
された複数台のインバータ装置と、この夫々のインバー
タ装置の出力側に接続され、夫々の２次側を互いに直列
接続した夫々の出力変圧器と、前記夫々のインバータ装
置の入力側に接続されたヒューズと、前記夫々のインバ
ータ装置の出力側に、このインバータ装置の出力を短絡
または開放するように接続した半導体回路と、前記イン
バータ装置の故障を検出する夫々の故障検出装置とから
構成され、この故障検出装置のいずれかが前記インバー
タ装置の故障を検出した時、該当する前記インバータ装
置をゲートブロックし、さらに前記半導体回路を短絡ま
たは開放することにより、故障した前記インバータ装置
を切離すようにしたことを特徴とする。
【００１１】以上述べたように本発明によれば、標準品
として製作されている低圧電力変換器を複数台用いてい
るため、絶縁とコストの問題が回避されるばかりでな
く、運転中に故障が発生しても装置を停止することのな
い稼働率の良い電力変換装置を提供することができる。
として製作されている低圧電力変換器を複数台用いてい
るため、絶縁とコストの問題が回避されるばかりでな
く、運転中に故障が発生しても装置を停止することのな
い稼働率の良い電力変換装置を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】（第一の実施の形態）以下に本発
明に係る電力変換装置の第１の実施の形態を図１を参照
して説明する。図１は本発明の電力変換装置のブロック
構成図である。
明に係る電力変換装置の第１の実施の形態を図１を参照
して説明する。図１は本発明の電力変換装置のブロック
構成図である。
【００１３】入力変圧器１により降圧した３相交流電源
をコンバータ装置２により直流電源に変換し、その直流
電源を複数のインバータセル７で交流出力に変換し、イ
ンバータセル７の交流出力を夫々のインバータセル７の
出力側に設けられた出力変圧器５の２次側で直列接続
し、その出力を電動機６に給電している。尚、コンバー
タ装置２には通常は他励コンバータ装置が用いられる。
をコンバータ装置２により直流電源に変換し、その直流
電源を複数のインバータセル７で交流出力に変換し、イ
ンバータセル７の交流出力を夫々のインバータセル７の
出力側に設けられた出力変圧器５の２次側で直列接続
し、その出力を電動機６に給電している。尚、コンバー
タ装置２には通常は他励コンバータ装置が用いられる。
【００１４】各インバータセル７の主回路は、直流電源
を平滑回路３で受け、ヒューズ１１を介して接続された
インバータ装置４と、その出力側に設けられたインバー
タ出力遮断器１２及び出力変圧器１次側短絡遮断器１３
を備えている。また、インバータセル７には故障検出装
置８が設けられている。故障検出装置８はインバータ装
置４及び平滑回路３の電圧あるいは電流の異常を検出す
ることによりインバータセル７の故障を検出するように
なっている。
を平滑回路３で受け、ヒューズ１１を介して接続された
インバータ装置４と、その出力側に設けられたインバー
タ出力遮断器１２及び出力変圧器１次側短絡遮断器１３
を備えている。また、インバータセル７には故障検出装
置８が設けられている。故障検出装置８はインバータ装
置４及び平滑回路３の電圧あるいは電流の異常を検出す
ることによりインバータセル７の故障を検出するように
なっている。
【００１５】以下図１の構成による本発明の電力変換装
置の動作について説明する。通常運転時は並列接続して
いる各インバータセル７内のインバータ出力遮断器１２
は投入されていて、出力変圧器１次側短絡遮断器１３は
開放状態となっている。
置の動作について説明する。通常運転時は並列接続して
いる各インバータセル７内のインバータ出力遮断器１２
は投入されていて、出力変圧器１次側短絡遮断器１３は
開放状態となっている。
【００１６】複数台のインバータセル７のうち、１台の
インバータセル７に故障が発生すると、該当するインバ
ータセル７の故障検出回路８がこれを検出して、故障し
たインバータセル７のインバータ装置４へのゲート信号
を停止させ、（以下これをゲートブロックと呼ぶ。）さ
らに、故障したインバータセル７のインバータ出力遮断
器１２を開放し、同時に出力変圧器１次側短絡遮断器１
３を閉じることにより、全体の電力変換装置から故障し
たインバータセル７を切離して運転継続するようにす
る。
インバータセル７に故障が発生すると、該当するインバ
ータセル７の故障検出回路８がこれを検出して、故障し
たインバータセル７のインバータ装置４へのゲート信号
を停止させ、（以下これをゲートブロックと呼ぶ。）さ
らに、故障したインバータセル７のインバータ出力遮断
器１２を開放し、同時に出力変圧器１次側短絡遮断器１
３を閉じることにより、全体の電力変換装置から故障し
たインバータセル７を切離して運転継続するようにす
る。
【００１７】なお、故障したインバータセル７のインバ
ータ装置４あるいはこの出力側での過電流故障が生じた
場合は、ヒューズ１１が切れることにより故障したイン
バータセル７を完全に装置から切離し、電源側からの異
常電流の流入を防止する。
ータ装置４あるいはこの出力側での過電流故障が生じた
場合は、ヒューズ１１が切れることにより故障したイン
バータセル７を完全に装置から切離し、電源側からの異
常電流の流入を防止する。
【００１８】このようにすれば、標準品として製作され
ている低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の高
い電力変換装置を提供できる。
ている低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の高
い電力変換装置を提供できる。
【００１９】（第２の実施の形態）図２は本発明の第２
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第２の実施の形態の各部について、図１の第１
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第２の実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、インバータセル
７内のインバータ出力遮断器１２及び出力変圧器１次側
短絡遮断器１３を除去し、代わりに出力変圧器直列接続
遮断器１４及び出力変圧器２次側短絡遮断器１５を、夫
々のインバータセル７に対応して設置した点である。す
なわち、夫々の出力変圧器５の２次巻線を、直列接続遮
断器１４を介して互いに直列接続し、２次側短絡遮断器
１５は出力変圧器５の２次巻線と直列接続遮断器１４と
で形成される直列回路に並列に接続されている。
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第２の実施の形態の各部について、図１の第１
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第２の実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、インバータセル
７内のインバータ出力遮断器１２及び出力変圧器１次側
短絡遮断器１３を除去し、代わりに出力変圧器直列接続
遮断器１４及び出力変圧器２次側短絡遮断器１５を、夫
々のインバータセル７に対応して設置した点である。す
なわち、夫々の出力変圧器５の２次巻線を、直列接続遮
断器１４を介して互いに直列接続し、２次側短絡遮断器
１５は出力変圧器５の２次巻線と直列接続遮断器１４と
で形成される直列回路に並列に接続されている。
【００２０】通常運転時は出力変圧器直列接続遮断器１
４は投入されていて、出力変圧器２次側短絡遮断器１５
は開放状態となっている。複数台のインバータセル７の
うち１台のインバータセル７に故障が発生すると、該当
するインバータセル７の故障検出装置８がこれを検出し
て、故障したインバータセル７をゲートブロックし、さ
らに、故障したインバータセル７の出力変圧器５に接続
している出力変圧器直列接続遮断器１４を開放し、出力
変圧器２次側短絡遮断器１５を投入することにより、全
体の電力変換装置から故障したインバータセル７を切離
す。
４は投入されていて、出力変圧器２次側短絡遮断器１５
は開放状態となっている。複数台のインバータセル７の
うち１台のインバータセル７に故障が発生すると、該当
するインバータセル７の故障検出装置８がこれを検出し
て、故障したインバータセル７をゲートブロックし、さ
らに、故障したインバータセル７の出力変圧器５に接続
している出力変圧器直列接続遮断器１４を開放し、出力
変圧器２次側短絡遮断器１５を投入することにより、全
体の電力変換装置から故障したインバータセル７を切離
す。
【００２１】このようにすれば、故障したインバータセ
ル７は、出力変圧器５の２次側でバイパス運転されるた
め電力変換装置の継続運転が可能となり、また標準品と
して製作されている低圧インバータ装置を複数台用いて
稼働率の高い電力変換装置を提供できる。
ル７は、出力変圧器５の２次側でバイパス運転されるた
め電力変換装置の継続運転が可能となり、また標準品と
して製作されている低圧インバータ装置を複数台用いて
稼働率の高い電力変換装置を提供できる。
【００２２】（第３の実施の形態）図３は本発明の第３
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第３の実施の形態の各部について、図１の第１
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第３の実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、インバータセル
７内のインバータ出力 遮断器１２及び出力変圧器１次
側短絡遮断器１３を除去し、代わりに、インバータ装置
４の出力側に整流器１６及びスイッチング素子１７を設
けた点である。出力側に設けられた整流器１６はブリッ
ジ構成となっており、この直流出力がスイッチング素子
１７で短絡されるようになっている。
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第３の実施の形態の各部について、図１の第１
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第３の実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、インバータセル
７内のインバータ出力 遮断器１２及び出力変圧器１次
側短絡遮断器１３を除去し、代わりに、インバータ装置
４の出力側に整流器１６及びスイッチング素子１７を設
けた点である。出力側に設けられた整流器１６はブリッ
ジ構成となっており、この直流出力がスイッチング素子
１７で短絡されるようになっている。
【００２３】通常運転時は各インバータセル７内のスイ
ッチング素子１７はオフ状態である。
ッチング素子１７はオフ状態である。
【００２４】複数台のインバータセル７のうち１台のイ
ンバータセル７に故障が発生すると、故障したインバー
タセル７の故障検出回路８がこれを検出して、故障した
インバータセル７をゲートブロックし、さらに、故障し
たインバータセル７内のスイッチング素子１７をオンし
て、インバータセル７の出力を短絡させるようにする。
ンバータセル７に故障が発生すると、故障したインバー
タセル７の故障検出回路８がこれを検出して、故障した
インバータセル７をゲートブロックし、さらに、故障し
たインバータセル７内のスイッチング素子１７をオンし
て、インバータセル７の出力を短絡させるようにする。
【００２５】このようにすれば、故障したインバータセ
ル７を実質的に切離すことができ、標準品として製作さ
れている低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の
高い電力変換装置を提供できる。
ル７を実質的に切離すことができ、標準品として製作さ
れている低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の
高い電力変換装置を提供できる。
【００２６】（第４の実施の形態）図４は本発明の第４
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第４の実施の形態の各部について、図１の第１
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第４の実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、インバータセル
７内のインバータ出力遮断器１２及び出力変圧器１次側
短絡遮断器１３を除去し、代わりに、インバータ装置４
の出力側の各相にスイッチング素子１７を設け、又、こ
のスイッチング素子１７と逆並列に接続された整流素子
１９、及び遮断用スイッチング素子１８を設けた点であ
る。
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第４の実施の形態の各部について、図１の第１
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第４の実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、インバータセル
７内のインバータ出力遮断器１２及び出力変圧器１次側
短絡遮断器１３を除去し、代わりに、インバータ装置４
の出力側の各相にスイッチング素子１７を設け、又、こ
のスイッチング素子１７と逆並列に接続された整流素子
１９、及び遮断用スイッチング素子１８を設けた点であ
る。
【００２７】通常運転時は各インバータセル７内のスイ
ッチング素子１７はオン状態、また、遮断用スイッチン
グ素子１８はオフ状態であり、各インバータセル７はス
イッチング素子１７及び整流素子１９を介して電力を供
給している。
ッチング素子１７はオン状態、また、遮断用スイッチン
グ素子１８はオフ状態であり、各インバータセル７はス
イッチング素子１７及び整流素子１９を介して電力を供
給している。
【００２８】次に故障発生時の動作を説明する。複数台
のインバータセル７のうち１台のインバータセル７に故
障が発生すると、故障したインバータセル７の故障検出
回路８がこれを検出して、故障したインバータセル７を
ゲートブロックし、さらに、故障したインバータセル７
内の各出力相に接続している遮断用スイッチング素子１
８をオンし、これによりスイッチング素子１７をオフす
る。
のインバータセル７のうち１台のインバータセル７に故
障が発生すると、故障したインバータセル７の故障検出
回路８がこれを検出して、故障したインバータセル７を
ゲートブロックし、さらに、故障したインバータセル７
内の各出力相に接続している遮断用スイッチング素子１
８をオンし、これによりスイッチング素子１７をオフす
る。
【００２９】このようにしても、全体の電力変換装置か
ら故障したインバータセル７を実質的に切離して運転継
続することができ、標準品として製作されている低圧イ
ンバータ装置を複数台用いて、稼働率の高い電力変換装
置を提供できる。
ら故障したインバータセル７を実質的に切離して運転継
続することができ、標準品として製作されている低圧イ
ンバータ装置を複数台用いて、稼働率の高い電力変換装
置を提供できる。
【００３０】（第５の実施の形態）図５は本発明の第５
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第５の実施の形態の各部について、図１の第１
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第５の実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、インバータセル
７内の平滑回路３の入力部に、インバータ入力遮断器２
１を追加した点である。
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第５の実施の形態の各部について、図１の第１
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第５の実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、インバータセル
７内の平滑回路３の入力部に、インバータ入力遮断器２
１を追加した点である。
【００３１】通常運転時はインバータ入力遮断器２１は
オン状態にある。以下故障発生時の動作を示す。複数台
のインバータセル７のうち１台のインバータセル７に故
障が発生すると、故障したインバータセル７の故障検出
回路８がこれを検出して、故障したインバータセル７を
ゲートブロックし、インバータ出力遮断器１２を開放
し、出力変圧器１次側短絡遮断器１３を閉じ、更に、新
たに設けたインバータ入力遮断器２１を開放する。この
動作により、全体の電力変換装置から故障したインバー
タセル７を切離す。
オン状態にある。以下故障発生時の動作を示す。複数台
のインバータセル７のうち１台のインバータセル７に故
障が発生すると、故障したインバータセル７の故障検出
回路８がこれを検出して、故障したインバータセル７を
ゲートブロックし、インバータ出力遮断器１２を開放
し、出力変圧器１次側短絡遮断器１３を閉じ、更に、新
たに設けたインバータ入力遮断器２１を開放する。この
動作により、全体の電力変換装置から故障したインバー
タセル７を切離す。
【００３２】このようにすれば、故障したインバータセ
ル７を完全に切離して運転継続することができ、標準品
として製作されている低圧インバータ装置を複数台用い
て、更に稼働率の高い電力変換装置を提供できる。
ル７を完全に切離して運転継続することができ、標準品
として製作されている低圧インバータ装置を複数台用い
て、更に稼働率の高い電力変換装置を提供できる。
【００３３】（第６の実施の形態）図６は本発明の第６
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第６の実施の形態の各部について、図１の第１
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第６の実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、各々のインバー
タセル７のインバータ装置４におけるＰＷＭキャリア波
の位相信号を、マルチＰＷＭ分配装置２０から得るよう
にしている点である。
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第６の実施の形態の各部について、図１の第１
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第６の実施の
形態が第１の実施の形態と異なる点は、各々のインバー
タセル７のインバータ装置４におけるＰＷＭキャリア波
の位相信号を、マルチＰＷＭ分配装置２０から得るよう
にしている点である。
【００３４】マルチＰＷＭ分配装置２０の動作は次の通
りである。すなわち、マルチＰＷＭ制御と呼ばれる制御
方式のインバータセル７がＮ台使用されている場合、各
各のインバータセル７で使用するＰＷＭ制御用キャリア
周波数の位相をＮ分の３６０度ずつシフトさせるような
位相信号を出力する。このようにすると、出力変圧器５
の２次側で合成された出力電圧に含まれる高調波の低減
が可能となる。出力のＰＷＭ波形は、位相がシフトされ
た状態のまま合成されるので、高調波の低減の度合い
は、１台のインバータでキャリア周波数をＮ倍したのと
ほぼ同等の効果となる。
りである。すなわち、マルチＰＷＭ制御と呼ばれる制御
方式のインバータセル７がＮ台使用されている場合、各
各のインバータセル７で使用するＰＷＭ制御用キャリア
周波数の位相をＮ分の３６０度ずつシフトさせるような
位相信号を出力する。このようにすると、出力変圧器５
の２次側で合成された出力電圧に含まれる高調波の低減
が可能となる。出力のＰＷＭ波形は、位相がシフトされ
た状態のまま合成されるので、高調波の低減の度合い
は、１台のインバータでキャリア周波数をＮ倍したのと
ほぼ同等の効果となる。
【００３５】第６の実施の形態においては、Ｎ台のイン
バータセル７をマルチＰＷＭ分配装置２０によるマルチ
ＰＷＭ制御で運転中、任意の１台のインバータセル７が
故障した場合、その故障を該当するインバータセル７内
の故障検出装置８で検出し、故障したインバータセル７
をゲートブロックし、さらに、故障したインバータセル
７のインバータ出力遮断器１２を開放し、同時に出力変
圧器１次側短絡遮断器１３を閉じることにより、全体の
電力変換装置から故障したインバータセル７を切離す。
バータセル７をマルチＰＷＭ分配装置２０によるマルチ
ＰＷＭ制御で運転中、任意の１台のインバータセル７が
故障した場合、その故障を該当するインバータセル７内
の故障検出装置８で検出し、故障したインバータセル７
をゲートブロックし、さらに、故障したインバータセル
７のインバータ出力遮断器１２を開放し、同時に出力変
圧器１次側短絡遮断器１３を閉じることにより、全体の
電力変換装置から故障したインバータセル７を切離す。
【００３６】一方故障検出装置８は、マルチＰＷＭ分配
装置２０に故障信号を送る。マルチＰＷＭ分配装置２０
は、これを受け、Ｎ−１台のインバータセル用のマルチ
ＰＷＭ制御に対応する位相信号を健全なＮ−１台のイン
バータセル７に送り、運転を継続させる。
装置２０に故障信号を送る。マルチＰＷＭ分配装置２０
は、これを受け、Ｎ−１台のインバータセル用のマルチ
ＰＷＭ制御に対応する位相信号を健全なＮ−１台のイン
バータセル７に送り、運転を継続させる。
【００３７】このようにすれば、標準品として製作され
ている低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の高
い電力変換装置を提供でき、且つインバータセル１台が
故障しても、最も高調波の少ない最適なＰＷＭ波形で電
力変換装置を運転継続することができる。
ている低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の高
い電力変換装置を提供でき、且つインバータセル１台が
故障しても、最も高調波の少ない最適なＰＷＭ波形で電
力変換装置を運転継続することができる。
【００３８】尚、１台のインバータセル７を待機系とし
て運転する場合にマルチＰＷＭ分配装置２０によるマル
チＰＷＭ制御を適用する時は、以上のような再配分の動
作は必要なく、故障したインバータセル７に代わって投
入された待機系のインバータセル７に故障したインバー
タセル７と同じ位相信号を供給すれば良い。
て運転する場合にマルチＰＷＭ分配装置２０によるマル
チＰＷＭ制御を適用する時は、以上のような再配分の動
作は必要なく、故障したインバータセル７に代わって投
入された待機系のインバータセル７に故障したインバー
タセル７と同じ位相信号を供給すれば良い。
【００３９】また、マルチＰＷＭ分配装置２０はキャリ
ア波の位相信号を生成するだけでなく、各インバータ装
置４のゲート信号を直接生成するようにしても良い。更
に、マルチＰＷＭ分配装置２０は、各インバータユニッ
ト７とは独立して設置されている必要はなく、マスター
となるインバータユニットに設置し、ここから位相信号
を供給するようにしても良い。
ア波の位相信号を生成するだけでなく、各インバータ装
置４のゲート信号を直接生成するようにしても良い。更
に、マルチＰＷＭ分配装置２０は、各インバータユニッ
ト７とは独立して設置されている必要はなく、マスター
となるインバータユニットに設置し、ここから位相信号
を供給するようにしても良い。
【００４０】（第７の実施の形態）図７は本発明の第７
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第７の実施の形態の各部について、図５の第５
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第７の実施の
形態が第５の実施の形態と異なる点は、入力変圧器１の
２次巻線を複数に分割し、夫々の巻線に対してコンバー
タ装置２を設け、これを多重接続した点である。
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第７の実施の形態の各部について、図５の第５
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第７の実施の
形態が第５の実施の形態と異なる点は、入力変圧器１の
２次巻線を複数に分割し、夫々の巻線に対してコンバー
タ装置２を設け、これを多重接続した点である。
【００４１】入力変圧器１の２次巻線の位相をシフトさ
せ、コンバータ装置２の多重接続方式を採用することに
より、入力変圧器１への高調波電流の流入を低減するこ
とができ、又、直流母線の電圧リップルも低減すること
ができる。
せ、コンバータ装置２の多重接続方式を採用することに
より、入力変圧器１への高調波電流の流入を低減するこ
とができ、又、直流母線の電圧リップルも低減すること
ができる。
【００４２】この場合も、コンバータ装置には他励変換
装置が用いられるのが普通である。尚、図７のコンバー
タ装置２は直列多重接続されているが、これを並列多重
接続しても良い。
装置が用いられるのが普通である。尚、図７のコンバー
タ装置２は直列多重接続されているが、これを並列多重
接続しても良い。
【００４３】以上のように、多重接続したコンバータ装
置２を用いることにより、標準品として製作されている
低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の高い電力
変換装置を提供でき、更に装置の入力波形を正弦波状に
改善することができる。
置２を用いることにより、標準品として製作されている
低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の高い電力
変換装置を提供でき、更に装置の入力波形を正弦波状に
改善することができる。
【００４４】（第８の実施の形態）図８は本発明の第８
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第８の実施の形態の各部について、図７の第７
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第８の実施の
形態が第７の実施の形態と異なる点は、入力変圧器１の
複数の２次巻線と夫々の巻線に接続されるコンバータ装
置２との間にコンバータ入力ヒューズ２２を挿入した
点、及びコンバータ装置２の接続方法を直列から並列に
変更している点である。また、図示していないが、夫々
のコンバータ装置２には、コンバータ故障検出装置が設
けられている。
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第８の実施の形態の各部について、図７の第７
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第８の実施の
形態が第７の実施の形態と異なる点は、入力変圧器１の
複数の２次巻線と夫々の巻線に接続されるコンバータ装
置２との間にコンバータ入力ヒューズ２２を挿入した
点、及びコンバータ装置２の接続方法を直列から並列に
変更している点である。また、図示していないが、夫々
のコンバータ装置２には、コンバータ故障検出装置が設
けられている。
【００４５】以下、故障発生時の動作について説明す
る。複数台あるコンバータ装置２のうち、１台のコンバ
ータ装置２が故障すると、コンバータ故障検出装置がこ
れを検出し、コンバータ装置２のゲートブロック動作を
行う。この故障が、コンバータ装置２の短絡故障である
ような場合は、コンバータ入力ヒューズ２２が切れるこ
とにより、そのコンバータ装置２を切離し、運転を継続
する。
る。複数台あるコンバータ装置２のうち、１台のコンバ
ータ装置２が故障すると、コンバータ故障検出装置がこ
れを検出し、コンバータ装置２のゲートブロック動作を
行う。この故障が、コンバータ装置２の短絡故障である
ような場合は、コンバータ入力ヒューズ２２が切れるこ
とにより、そのコンバータ装置２を切離し、運転を継続
する。
【００４６】このようにすることにより、標準品として
製作されている低圧インバータ装置を複数台用い、イン
バータ装置ばかりでなく、コンバータ装置についても冗
長化を考慮した稼働率の高い電力変換装置を提供でき
る。
製作されている低圧インバータ装置を複数台用い、イン
バータ装置ばかりでなく、コンバータ装置についても冗
長化を考慮した稼働率の高い電力変換装置を提供でき
る。
【００４７】（第９の実施の形態）図９は本発明の第９
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第９の実施の形態の各部について、図８の第８
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第９の実施の
形態が第８の実施の形態と異なる点は、入力変圧器１の
複数の２次巻線と夫々の巻線に接続されるコンバータ装
置２との間にコンバータ入力遮断器２３を挿入した点、
及び各々のコンバータ装置２の出力側に直流母線遮断器
２４を挿入した点である。
の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成図であ
る。この第９の実施の形態の各部について、図８の第８
の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部分は同
一符号で示し、その説明を省略する。この第９の実施の
形態が第８の実施の形態と異なる点は、入力変圧器１の
複数の２次巻線と夫々の巻線に接続されるコンバータ装
置２との間にコンバータ入力遮断器２３を挿入した点、
及び各々のコンバータ装置２の出力側に直流母線遮断器
２４を挿入した点である。
【００４８】以下図９の構成による本発明の電力変換装
置の動作について説明する。通常運転時はコンバータ入
力遮断器２３及び直流母線遮断器２４は投入されてい
る。
置の動作について説明する。通常運転時はコンバータ入
力遮断器２３及び直流母線遮断器２４は投入されてい
る。
【００４９】複数台のコンバータ装置２のうち、１台の
コンバータ装置２に故障が発生すると、故障したコンバ
ータ装置２の故障検出回路がこれを検出して、該当する
コンバータ装置２をゲートブロックし、さらに、コンバ
ータ入力遮断器２３及び直流母線遮断器２４を開放し、
故障したコンバータ装置２を確実に切離して運転を継続
する。
コンバータ装置２に故障が発生すると、故障したコンバ
ータ装置２の故障検出回路がこれを検出して、該当する
コンバータ装置２をゲートブロックし、さらに、コンバ
ータ入力遮断器２３及び直流母線遮断器２４を開放し、
故障したコンバータ装置２を確実に切離して運転を継続
する。
【００５０】このようにすることにより、標準品として
製作されている低圧インバータ装置を複数台用い、イン
バータ装置ばかりでなく、コンバータ装置についてもよ
り確実な冗長化を考慮した、更に稼働率の高い電力変換
装置を提供できる。
製作されている低圧インバータ装置を複数台用い、イン
バータ装置ばかりでなく、コンバータ装置についてもよ
り確実な冗長化を考慮した、更に稼働率の高い電力変換
装置を提供できる。
【００５１】（第１０の実施の形態）図１０は本発明の
第１０の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成
図である。この第９の実施の形態の各部について、図７
の第７の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部
分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第９の
実施の形態が第７の実施の形態と異なる点は、入力変圧
器１を１次巻線が共通のトランスに変更した点である。
第１０の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成
図である。この第９の実施の形態の各部について、図７
の第７の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一部
分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第９の
実施の形態が第７の実施の形態と異なる点は、入力変圧
器１を１次巻線が共通のトランスに変更した点である。
【００５２】このように入力変圧器の鉄心を共通化する
ことにより、更に経済性の高い電力変換装置を提供する
ことができる。
ことにより、更に経済性の高い電力変換装置を提供する
ことができる。
【００５３】（第１１の実施の形態）図１１は本発明の
第１１の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成
図である。この第１１の実施の形態の各部について、図
８の第８の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一
部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第１
０の実施の形態が第８の実施の形態と異なる点は、コン
バータ装置２を他励変換装置から自励変換装置に置き変
えた点である。
第１１の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成
図である。この第１１の実施の形態の各部について、図
８の第８の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一
部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第１
０の実施の形態が第８の実施の形態と異なる点は、コン
バータ装置２を他励変換装置から自励変換装置に置き変
えた点である。
【００５４】コンバータ装置２を自励変換装置に置き変
えることにより、電動機の回生運転が可能となり、ま
た、コンバータ装置２をＰＷＭ制御することにより、入
力高調波の低減、入力力率の改善が可能となる。
えることにより、電動機の回生運転が可能となり、ま
た、コンバータ装置２をＰＷＭ制御することにより、入
力高調波の低減、入力力率の改善が可能となる。
【００５５】このようにすることにより、標準品として
製作されている低圧インバータ装置を複数台用いて、回
生可能で且つ入力特性の良い高稼働率の電力変換装置を
提供できる。
製作されている低圧インバータ装置を複数台用いて、回
生可能で且つ入力特性の良い高稼働率の電力変換装置を
提供できる。
【００５６】（第１２の実施の形態）図１２は本発明の
第１２の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成
図である。この第１２の実施の形態の各部について、図
７の第７の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一
部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第１
２の実施の形態が第７の実施の形態と異なる点は、直流
電源に対して並列接続しているインバータセル７と直流
母線に対して並列接続しているコンバータ装置２を夫々
２つのグループに分割し、インバータセル７及びコンバ
ータ装置２の夫々のグループを直流母線ヒューズ２２
Ａ、２２Ｂで接続するようにした点である。
第１２の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成
図である。この第１２の実施の形態の各部について、図
７の第７の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一
部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第１
２の実施の形態が第７の実施の形態と異なる点は、直流
電源に対して並列接続しているインバータセル７と直流
母線に対して並列接続しているコンバータ装置２を夫々
２つのグループに分割し、インバータセル７及びコンバ
ータ装置２の夫々のグループを直流母線ヒューズ２２
Ａ、２２Ｂで接続するようにした点である。
【００５７】この様な構成にすると、コンバータ装置２
又はインバータセル７が故障した場合、夫々のグループ
に接続している直流母線ヒューズ２２Ａ又は２２Ｂが切
れることにより、故障個所を直流母線で切離し、出力を
低下させて運転継続することができる。この考え方は、
出力が約半分になっても運転継続を優先させたいような
用途に適している。
又はインバータセル７が故障した場合、夫々のグループ
に接続している直流母線ヒューズ２２Ａ又は２２Ｂが切
れることにより、故障個所を直流母線で切離し、出力を
低下させて運転継続することができる。この考え方は、
出力が約半分になっても運転継続を優先させたいような
用途に適している。
【００５８】このようにしても、標準品として製作され
ている低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の高
い電力変換装置を提供できる。
ている低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の高
い電力変換装置を提供できる。
【００５９】（第１３の実施の形態）図１３は本発明の
第１３の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成
図である。この第１３の実施の形態の各部について、図
１２の第１２の実施の形態に係る電力変換装置の各部と
同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この
第１３の実施の形態が第１２の実施の形態と異なる点
は、分割された２つのグループの直流母線を接続するよ
うに直流母線連絡遮断器２５を挿入した点である。
第１３の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成
図である。この第１３の実施の形態の各部について、図
１２の第１２の実施の形態に係る電力変換装置の各部と
同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この
第１３の実施の形態が第１２の実施の形態と異なる点
は、分割された２つのグループの直流母線を接続するよ
うに直流母線連絡遮断器２５を挿入した点である。
【００６０】通常運転の場合は直流母線連絡遮断器２５
は開放する。今、コンバータ装置２の異常により、コン
バータ装置２側の直流母線ヒューズ２２Ａが切れた場合
を考える。この場合は直流母線連絡遮断器２５を投入
し、健全なコンバータ装置２から定格の約半分のパワー
を全てのインバータセル７に供給し、運転を継続する。
一方、インバータセル７側の異常でインバータセル７側
の直流母線ヒューズ２２Ｂが切れた場合を考える。この
場合はそのまま片側のコンバータ装置２のみを用いて運
転を継続しても良いが、直流母線連絡遮断器２５を投入
し、夫々のコンバータ装置２の負荷がバランスするよう
に定格の約半分のパワーを供給するようにすれば、入力
波形を改善することができる。
は開放する。今、コンバータ装置２の異常により、コン
バータ装置２側の直流母線ヒューズ２２Ａが切れた場合
を考える。この場合は直流母線連絡遮断器２５を投入
し、健全なコンバータ装置２から定格の約半分のパワー
を全てのインバータセル７に供給し、運転を継続する。
一方、インバータセル７側の異常でインバータセル７側
の直流母線ヒューズ２２Ｂが切れた場合を考える。この
場合はそのまま片側のコンバータ装置２のみを用いて運
転を継続しても良いが、直流母線連絡遮断器２５を投入
し、夫々のコンバータ装置２の負荷がバランスするよう
に定格の約半分のパワーを供給するようにすれば、入力
波形を改善することができる。
【００６１】以上のようにすれば、標準品として製作さ
れている低圧インバータ装置を複数台用い、コンバータ
装置の冗長性も考慮した稼働率の高い電力変換装置を提
供することができる。
れている低圧インバータ装置を複数台用い、コンバータ
装置の冗長性も考慮した稼働率の高い電力変換装置を提
供することができる。
【００６２】（第１４の実施の形態）図１４は本発明の
第１４の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成
図である。この第１４の実施の形態の各部について、図
１の第１の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一
部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第１
４の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、出力
変圧器バイパス用遮断器２６が、出力変圧器５の入力側
と出力側の間に追加された点である。
第１４の実施の形態に係る電力変換装置のブロック構成
図である。この第１４の実施の形態の各部について、図
１の第１の実施の形態に係る電力変換装置の各部と同一
部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第１
４の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、出力
変圧器バイパス用遮断器２６が、出力変圧器５の入力側
と出力側の間に追加された点である。
【００６３】この本発明の第１４の実施の形態において
は、起動時に出力変圧器バイパス遮断器２６を閉じて、
出力変圧器５をバイパスすることで起動直後の低周波域
でも運転を可能にする。起動後、出力変圧器５が出力を
伝達できる周波数に到達した時に各インバータセル７の
出力変圧器バイパス遮断器２６を開放して通常運転に入
る。
は、起動時に出力変圧器バイパス遮断器２６を閉じて、
出力変圧器５をバイパスすることで起動直後の低周波域
でも運転を可能にする。起動後、出力変圧器５が出力を
伝達できる周波数に到達した時に各インバータセル７の
出力変圧器バイパス遮断器２６を開放して通常運転に入
る。
【００６４】このようにすれば、従来変圧器の特性上問
題があった、極めて低い周波数での電動機６の起動が可
能となる。
題があった、極めて低い周波数での電動機６の起動が可
能となる。
【００６５】以上述べた本発明の第1乃至第１４の実施
の形態においては、インバータセル７の個数を自由に選
定することができるという特徴がある。すなわち、例え
ば電動機６の定格運転に必要な電力変換装置が、インバ
ータセル７をＮ台必要とすると、Ｎ＋１台のインバータ
セル７を使用して冗長システムを組めば、インバータセ
ル７が１台故障しても、全負荷で運転継続可能なシステ
ムを提供できる。またそのうちの１台を待機させてお
き、複数台のインバータセル７のうち１台のインバータ
セル７に故障が発生した時、待機させていたインバータ
セル７を投入するようにしてもよい。
の形態においては、インバータセル７の個数を自由に選
定することができるという特徴がある。すなわち、例え
ば電動機６の定格運転に必要な電力変換装置が、インバ
ータセル７をＮ台必要とすると、Ｎ＋１台のインバータ
セル７を使用して冗長システムを組めば、インバータセ
ル７が１台故障しても、全負荷で運転継続可能なシステ
ムを提供できる。またそのうちの１台を待機させてお
き、複数台のインバータセル７のうち１台のインバータ
セル７に故障が発生した時、待機させていたインバータ
セル７を投入するようにしてもよい。
【００６６】また、本発明の第６乃至第１４の実施の形
態では、コンバータ装置２の個数を自由に選定できる。
すなわち、例えば、電動機６の定格運転に必要な電力変
換装置が、コンバータ装置２をＭ台必要とすると、Ｍ＋
１台のコンバータ装置２を用いてコンバータ側の冗長シ
ステムを組めば、コンバータ装置２が１台故障しても、
全負荷で運転継続可能なシステムを提供できる。またそ
のうちの１台を待機させておき、複数台のコンバータ装
置２のうち１台のコンバータ装置２の故障が発生した
時、待機させていたコンバータ装置２を投入するように
してもよい。
態では、コンバータ装置２の個数を自由に選定できる。
すなわち、例えば、電動機６の定格運転に必要な電力変
換装置が、コンバータ装置２をＭ台必要とすると、Ｍ＋
１台のコンバータ装置２を用いてコンバータ側の冗長シ
ステムを組めば、コンバータ装置２が１台故障しても、
全負荷で運転継続可能なシステムを提供できる。またそ
のうちの１台を待機させておき、複数台のコンバータ装
置２のうち１台のコンバータ装置２の故障が発生した
時、待機させていたコンバータ装置２を投入するように
してもよい。
【００６７】
【発明の効果】本発明によれば、標準品として製作され
ている低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の高
い電力変換装置を提供することができる。
ている低圧インバータ装置を複数台用いて、稼働率の高
い電力変換装置を提供することができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る電力変換装
置のブロック構成図。
置のブロック構成図。
【図２】 本発明の第２の実施の形態に係る電力変換装
置のブロック構成図。
置のブロック構成図。
【図３】 本発明の第３の実施の形態に係る電力変換装
置のブロック構成図。
置のブロック構成図。
【図４】 本発明の第４の実施の形態に係る電力変換装
置のブロック構成図。
置のブロック構成図。
【図５】 本発明の第５の実施の形態に係る電力変換装
置のブロック構成図。
置のブロック構成図。
【図６】 本発明の第６の実施の形態に係る電力変換装
置のブロック構成図。
置のブロック構成図。
【図７】 本発明の第７の実施の形態に係る電力変換装
置のブロック構成図。
置のブロック構成図。
【図８】 本発明の第８の実施の形態に係る電力変換装
置のブロック構成図。
置のブロック構成図。
【図９】 本発明の第９の実施の形態に係る電力変換装
置のブロック構成図。
置のブロック構成図。
【図１０】 本発明の第１０の実施の形態に係る電力変
換装置のブロック構成図。
換装置のブロック構成図。
【図１１】 本発明の第１１の実施の形態に係る電力変
換装置のブロック構成図。
換装置のブロック構成図。
【図１２】 本発明の第１２の実施の形態に係る電力変
換装置のブロック構成図。
換装置のブロック構成図。
【図１３】 本発明の第１３の実施の形態に係る電力変
換装置のブロック構成図。
換装置のブロック構成図。
【図１４】 本発明の第１４の実施の形態に係る電力変
換装置のブロック構成図。
換装置のブロック構成図。
１ 入力変圧器
２ コンバータ装置
３ 平滑回路
４ インバータ装置
５ 出力変圧器
６ 電動機
７ インバータセル
８ 故障検出装置
１１ ヒューズ
１２ インバータ出力遮断器
１３ 出力変圧器１次側短絡遮断器
１４ 出力変圧器直列接続遮断器
１５ 出力変圧器２次側短絡遮断器
１６ 整流器
１７ スイッチング素子
１８ 遮断用スイッチング素子
１９ 整流素子
２０ マルチＰＷＭ制御回路
２１ インバータ入力遮断器
２２、２２Ａ、２２Ｂ 直流母線ヒューズ
２３ コンバータ入力遮断器
２４ 直流母線遮断器
２５ 直流母線連絡遮断器
２４ 出力変圧器バイパス遮断器
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H007 AA05 AA06 AA17 BB06 CA01
CC05 CC33 DC02 FA03 FA13
FA19 GA09
Claims (11)
- 【請求項１】 交流を直流に変換するコンバータ装置
と、このコンバータ装置に直列に接続され、互いが並列
接続された複数台のインバータ装置と、この夫々のイン
バータ装置の出力側に出力遮断器を介して接続され、夫
々の２次側を互いに直列接続した夫々の出力変圧器と、
前記夫々のインバータ装置の入力側に接続されたヒュー
ズと、前記夫々の出力変圧器の１次側を短絡するように
前記出力変圧器の１次側に接続された短絡遮断器と、前
記夫々のインバータ装置の故障を検出する夫々の故障検
出装置とから構成され、この故障検出装置のいずれかが
前記インバータ装置の故障を検出した時、該当する前記
インバータ装置をゲートブロックし、前記出力遮断器を
開放し、前記短絡遮断器を閉じることにより、故障した
前記インバータ装置を切離すようにしたことを特徴とす
る電力変換装置。 - 【請求項２】 交流を直流に変換するコンバータ装置
と、このコンバータ装置に直列に接続され、互いが並列
接続された複数台のインバータ装置と、この夫々のイン
バータ装置の出力側に接続され、夫々の２次側を夫々第
１の遮断器を介して互いに直列接続した夫々の出力変圧
器と、前記夫々のインバータ装置の入力側に接続された
ヒューズと、前記第１の遮断器と出力変圧器の２次巻線
で形成される直列回路に並列に接続した第２の遮断器
と、前記夫々のインバータ装置の故障を検出する夫々の
故障検出装置とから構成され、この故障検出装置のいず
れかが前記インバータ装置の故障を検出した時、該当す
る前記インバータ装置をゲートブロックし、前記第１の
遮断器を開放し、前記第２の遮断器を閉じることによ
り、故障した前記インバータ装置を切離すようにしたこ
とを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項３】 交流を直流に変換するコンバータ装置
と、このコンバータ装置に直列に接続され、互いが並列
接続された複数台のインバータ装置と、この夫々のイン
バータ装置の出力側に接続され、夫々の２次側を互いに
直列接続した夫々の出力変圧器と、前記夫々のインバー
タ装置の入力側に接続されたヒューズと、前記夫々のイ
ンバータ装置の出力側に、このインバータ装置の出力を
短絡または開放するように接続した半導体回路と、前記
インバータ装置の故障を検出する夫々の故障検出装置と
から構成され、この故障検出装置のいずれかが前記イン
バータ装置の故障を検出した時、該当する前記インバー
タ装置をゲートブロックし、さらに前記半導体回路を短
絡または開放することにより、故障した前記インバータ
装置を切離すようにしたことを特徴とする電力変換装
置。 - 【請求項４】 前記夫々のインバータ装置の入力側に入
力遮断器を設け、前記故障検出装置のいずれかが前記イ
ンバータ装置の故障を検出した時、前記入力遮断器を開
放することにより、確実に故障した前記インバータ装置
を切離すようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求
項３いずれか１項に記載の電力変換装置。 - 【請求項５】 複数台並列接続している夫々のインバー
タ装置をマルチＰＷＭで制御し、いずれかのインバータ
装置に故障が発生した時、該当するインバータ装置を切
離して、残りのインバータ装置に対してマルチＰＷＭ分
配装置で生成したキャリア波の位相信号を再分配するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか１項に記
載の電力変換装置。 - 【請求項６】 前記コンバータ装置を多重化したことを
特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか１項に記載の
電力変換装置。 - 【請求項７】前記コンバータ装置を多重化し、各々のコ
ンバータ装置の入力及び出力の少なくとも一方にヒュー
ズまたは遮断器を設け、前記コンバータ装置のいずれか
に故障が発生した時、該当するコンバータ装置をゲート
ブロックし、故障した前記コンバータ装置を前記ヒュー
ズまたは前記遮断器の少なくとも一つで切離すようにし
たことを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか１項
に記載の電力変換装置。 - 【請求項８】 直流母線に対して並列接続している複数
台のコンバータ装置と複数台のインバータ装置を夫々２
グループに分割し、前記コンバータ装置及び前記インバ
ータ装置の夫々のグループをヒューズを介して直流母線
に接続し、前記コンバータ装置又は前記インバータ装置
のいずれかが故障した時、前記ヒューズの作動によっ
て、故障した前記コンバータ装置又は前記インバータ装
置のグループを切離すようにしたことを特徴とする請求
項６または請求項７に記載の電力変換装置。 - 【請求項９】 直流母線に対して並列接続しているコン
バータ装置とインバータ装置を組合せたグループを２つ
に分割し、前記グループ内の前記コンバータ装置と前記
インバータ装置を夫々直流母線にヒューズを介して接続
し、さらに前記グループ同士の直流母線を遮断器を介し
て接続し、通常運転時は前記遮断器を開放して運転を行
い、前記コンバータ装置又は前記インバータ装置のうち
いずれかが故障して前記ヒューズが作動した時、前記遮
断器を投入し、健全な前記コンバータ装置又は前記イン
バータ装置を接続して運転継続するようにしたことを特
徴とする請求項６または請求項７に記載の電力変換装
置。 - 【請求項１０】 前記コンバータ装置に回生コンバータ
装置を用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項９い
ずれか１項に記載の電力変換装置。 - 【請求項１１】 前記インバータ装置の出力に接続して
いる出力変圧器をバイパスするようにしたバイパス遮断
器を具備し、負荷電動機の起動時に前記バイパス遮断器
を閉じて前記出力変圧器をバイパスすることを特徴とす
る請求項１乃至請求項１０いずれか１項に記載の電力変
換装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002139484A JP2003333862A (ja) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002139484A JP2003333862A (ja) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003333862A true JP2003333862A (ja) | 2003-11-21 |
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ID=29700609
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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2002
- 2002-05-15 JP JP2002139484A patent/JP2003333862A/ja active Pending
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