JP2005033883A

JP2005033883A - Power converter

Info

Publication number: JP2005033883A
Application number: JP2003194395A
Authority: JP
Inventors: Hirotada Kira; 浩忠吉良; Toru Aisaka; 亨逢坂
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-09
Also published as: JP4309709B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converter capable of detecting falling of capacitance in the stage where falling in capacitance of an AC filter capacitor is less. SOLUTION: AC reactors 3A and 3B are connected to the AC sides of converters 2A and 2B, respectively, and AC filter capacitors 4A and 4B as well as primary coils 6A and 6B of a transformer 5 are connected to the outputs. An AC load 8 is connected to its secondary coil 6C through a contactor 7. The power converter comprises a current transformer 9A in which the U-phase wiring of the AC capacitor 4A is penetrated by two turns while the U-phase wiring of the AC capacitor 4B is penetrated by one turn in the direction opposite to the wiring of the AC capacitor 4A, and a current transformer 9B in which W-phase wiring of the AC capacitor 4A is penetrated by two turns while the W-phase wiring of the AC capacitor 4B is penetrated by one turn in the direction opposite to the wiring of the AC capacitor 4A. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流フィルタコンデンサを有する電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０を参照し、この種の交流フィルタコンデンサを有する電力変換装置の従来例を説明する。
【０００３】
図１０において、直流電源に直列にＤＣフィルタコンデンサ１Ａ，１Ｂが接続され、該第１，第２のフィルタコンデンサ１Ａ，１Ｂそれぞれに第１，第２の変換器２Ａ，２Ｂの直流側が接続され、第１，第２の変換器２Ａ，２Ｂの交流側それぞれに第１，第２の交流リアクトル３Ａ，３Ｂが接続され、第１，第２の交流リアクトル３Ａ，３Ｂの出力それぞれに第１，第２の交流フィルタコンデンサ４Ａ，４Ｂ及びトランス５の第１，第２の一次巻線６Ａ，６Ｂが接続され、トランス５の二次巻線６Ｃに開閉手段として接触器７を介して交流負荷８が接続されている。
【０００４】
この構成にて、直流電力は、ＤＣフィルタコンデンサ１Ａ，１Ｂを介して第１，第２の変換器２Ａ，２Ｂにより交流電力に変換され、該交流電力は、第１，第２の交流リアクトル３Ａ，３Ｂ及び第１，第２の交流フィルタコンデンサ４Ａ，４Ｂを介してトランス５で合成され、二次巻線６Ｃに出力され、接触器７を介して交流負荷８に供給される。
【０００５】
上記において、交流コンデンサ４ＡのＵ相電流は変流器９Ａにより検出され、また、Ｗ相電流は変流器９Ｂにより検出されるが、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂは経年劣化などにより、静電容量が低下することがある。
【０００６】
かかるコンデンサの容量低下を検出手法として特許文献１が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１３５７３２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電力変換装置において、変換部出力の過電流又は過電圧を検知することにより、容量低下発生時の保護を行うようにしているが、容量の低下量が大きく、かつ過電圧の場合には、負荷側への影響が懸念される、という問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、交流フィルタコンデンサの容量低下量が少ない段階で容量低下を検知することが可能な電力変換装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、直流電源に直列に第１，第２のフィルタコンデンサが接続され、該第１，第２のフィルタコンデンサそれぞれに第１，第２の変換器の直流側が接続され、前記第１，第２の変換器の交流側それぞれに第１，第２の交流リアクトルが接続され、前記第１，第２の交流リアクトルの出力それぞれに第１，第２の交流フィルタコンデンサ及びトランスの第１，第２の一次巻線が接続され、前記トランスの二次巻線に開閉手段を介して交流負荷が接続される電力変換器において、
前記第１の交流コンデンサのＵ相配線を２ターン、前記第２の交流コンデンサのＵ相配線を前記第１の交流コンデンサの配線とは逆方向へ１ターンそれぞれ貫通させた第１の変流器と、
前記第１の交流コンデンサのＷ相配線を２ターン、前記第２の交流コンデンサのＷ相配線を前記第１の交流コンデンサの配線とは逆方向へ１ターンそれぞれ貫通させた第２の変流器とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、変流器は正常時より減少した基本波ピーク電流を検出することができるので、たとえ交流コンデンサの静電容量が正常時より低下して基本波ピーク電流が低下したとしても、前記第１，第２の交流フィルタコンデンサの容量低下を検知でき、装置の運転停止等の保護動作を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態：請求項１に対応）
図１は、本発明の第１の実施形態の電力変換装置を示しており、図１０と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００１３】
本実施形態は、図１０の電力変換装置に、変流器９Ａ，９Ｂを設けた構成である。すなわち、変流器９Ａは、交流コンデンサ４ＡのＵ相配線が２ターン貫通され、交流コンデンサ４ＢのＵ相配線が交流コンデンサ４ＡのＵ相配線とは逆方向へ１ターン貫通されている。また変流器９Ｂは、交流コンデンサ４ＡのＷ相配線が２ターン貫通され、交流コンデンサ４ＢのＷ相配線が交流コンデンサ４ＡのＷ相配線とは逆方向へ１ターン貫通されている。
【００１４】
かかる構成において、変流器９Ａ，９Ｂの貫通配線は交流コンデンサ４Ａの配線を２ターン、交流コンデンサ４Ｂの配線を逆方向へ１ターンとなっているので、交流コンデンサ４Ａの基本波ピーク電流をＩａ、交流コンデンサ４Ｂの基本波ピーク電流をＩｂとすると、変流器９Ａ，９Ｂで検出される基本波ピーク電流Ｉは下記となる。
【００１５】
Ｉ＝２×Ｉａ−Ｉｂ
交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの静電容量は正常時には同一であるので、
Ｉａ＝Ｉｂとなる。
【００１６】
Ｉ＝２×Ｉａ−Ｉａ＝Ｉａ
交流コンデンサ４Ａの静電容量がα％低下して基本波ピーク電流がα％低下したとすると、交流コンデンサ４Ａの基本波ピーク電流Ｉａ′は次のようになる。
【００１７】
Ｉａ′＝（１−α／１００）×Ｉａ
Ｉ＝２×（１−α／１００）×Ｉａ−Ｉａ＝（１−２×α／１００）×Ｉａ
よって、交流コンデンサ４Ａの静電容量がα％低下したとき、変流器９Ａ，９Ｂは、正常時より２×α％減少した基本波ピーク電流を検出することができる。
【００１８】
また、交流コンデンサ４Ｂの静電容量がα％低下して基本波ピーク電流がα％低下したとすると、交流コンデンサ４Ｂの基本波ピーク電流Ｉｂ′は次のようになる。
【００１９】
Ｉｂ′＝（１−α／１００）×Ｉａ
Ｉ＝２×Ｉａ−（１−α／１００）×Ｉａ＝（１＋α／１００）×Ｉａ
よって、交流コンデンサ４Ｂの静電容量がα％低下したとき、変流器９Ａ，９Ｂは、正常時よりα％増加した基本波ピーク電流を検出することができる。
【００２０】
さらに、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの静電容量が同時にα％低下して基本波ピーク電流がα％低下したとすると、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの基本波ピーク電流Ｉａ′，Ｉｂ′は次のようになる。
【００２１】
Ｉａ′＝（１−α／１００）×Ｉａ
Ｉｂ′＝（１−α／１００）×Ｉａ
Ｉ＝２×（１−α／１００）×Ｉａ−（１−α／１００）×Ｉａ
＝（１−α／１００）×Ｉａ
よって、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの静電容量が同時にα％低下したとき、変流器９Ａ，９Ｂは、正常時よりα％減少した基本波ピーク電流を検出することができる。
【００２２】
図２は、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの静電容量の減少率αと検出電流ピーク値の関係を示しており、本実施形態によれば、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの静電容量が正常時より低下して基本波ピーク電流が低下したとしても、変流器９Ａ，９Ｂは、正常時より減少した基本波ピーク電流を検出することが可能となり、該検出をもって保護動作を行うことができる。
【００２３】
（第２実施形態：請求項２に対応）
図３は、本発明の第２の実施形態の電力変換装置を示しており、図１，図１０と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００２４】
本実施形態は、図１の電力変換装置における変流器９Ａ，９Ｂを含む、保護回路を設けた構成である。
【００２５】
本実施形態の保護回路は、Ｖ相演算回路１０、絶対値変換回路１１、最大値検知回路１２、フィルタ演算回路１３、規定値１４及び比較回路１５と、ＤＣＰＴ１６、規定値１７及び比較回路１８と、投入指令１９及び反転回路２０と、検出器２１、出力電圧確立検知回路２２、規定時間２３及び計測回路２４と、アンド回路２５と、保護シーケンス回路２６とからなる。
【００２６】
ここに、変流器９Ａの出力および変流器９Ｂの出力は、Ｖ相演算回路１０および絶対値変換回路１１へ入力される。その出力は最大値検知回路１２へ入力され、その出力はフィルタ演算回路１３へ入力される。その出力は交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの容量から決まる規定値１４と比較する比較回路１５へ入力される。規定値１４は、装置として許容可能な容量減少率αを求め、その時の検出電流ピーク値から決められる。また、規定値１４としては容量が減少した場合に検出電流ピーク値が増加したことを検知するセット値と、容量が減少した場合に検出電流ピーク値が減少したことを検知するセット値の２種類の値を有するが同じ値である必要は必ずしもない。
【００２７】
ＤＣフィルタコンデンサ電圧をＤＣＰＴ１６で検出し、その出力と規定値１７とを比較回路１８へ入力する。
【００２８】
トランス５の二次側に接続されている接触器７の投入指令１９を、反転回路２０で反転する。トランス５の二次電圧を検出器２１に入力され、その出力を出力電圧確立検知回路２２へ入力し、その出力は規定時間２３を計測する計測回路２４に入力される。
【００２９】
比較回路１５、比較回路１８、反転回路２０及び計測回路２４のすべての出力をアンド回路２５に入力し、このアンド回路２５の出力は保護シーケンス回路２６へ入力される。
【００３０】
上記の構成において、変流器９Ａ，９Ｂで検出されるＵ相およびＷ相電流からＶ相演算回路１０によりＶ相電流を演算して、三相分の電流を求める。これら三相電流は、絶対値変換回路１１により負側の電流検出値は反転されてすべて正側の値に変換される。絶対値変換回路１１の出力は最大値検知回路１２へ入力され、三相すべての中の最大値が出力される。ここに、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの静電容量が低下した場合には、電力変換装置の出力周波数の６倍の周波数成分が低下する。最大値検知回路１２の出力はフィルタ演算回路１３へ入力され、電力変換装置の出力周波数の６倍より高い周波数成分が除去される。フィルタ演算回路１３の出力は交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの容量から決まる規定値１４と比較する比較回路１５へ入力される。規定値１４はフィルタ演算回路１３の出力が正常値より低下した場合の規定値および正常値より増加した場合の規定値の２種類を有する。交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの静電容量が低下すると、規定値１４よりフィルタ演算回路１３の出力が低くまたは高くなり、比較回路１５の出力がＨレベルになる。
【００３１】
ＤＣフィルタコンデンサ電圧をＤＣＰＴ１６で検出し、規定値１７以上の場合、比較回路１８出力はＨレベルになる。
【００３２】
反転回路２０は、電力変換装置の出力が交流負荷８と接続される前に静電容量低下を検知するものであり、トランス５の二次側に接続されている接触器７が投入前に反転回路２０出力がＨレベルとなる。
【００３３】
電力変換装置の出力電圧が低い場合にも変流器９Ａ，９Ｂの検出電流が減少するが、その状態は正常である。したがって、二次電圧が整定後に静電容量が低下したことを検知するべく、トランス５の二次電圧を検出器２１で検出し、その出トランス５の二次電圧を検出器２１で検出し、この検出器２１の出力が整定したことを出力電圧確立検知回路２２で検知し、トランス５の二次電圧が確立後に規定時間２３が経過したことを計測回路２４で計測し、Ｈレベルとする。
【００３４】
比較回路１５、比較回路１８、反転回路２０、計測回路２４のすべての出力がＨレベルになると、アンド回路２５の出力はＨレベルになり、静電容量低下を検知し保護シーケンス回路２６により電力変換装置は保護停止する。
【００３５】
以上のように、本実施形態においては、３相の出力レベルが規定値以下に低下又は出力レベルが規定値以上に増加である事と、フィルタコンデンサ電圧が規定値以上である事と、出力電圧が発生後一定時間経過後である事と、投入前である事とが成立したことで、保護検知を行うことができる。
【００３６】
（第３実施形態：請求項３に対応）
図４は、本発明の第３の実施形態の電力変換装置を示しており、図１，図３，図１０と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００３７】
本実施形態は、図３の電力変換装置における変換部２Ａ，２Ｂの位相を３０度ずらし、トランス５Ａの二次側巻線６Ｃで合成したものである。
【００３８】
かかる構成において、変流器９Ａ，９Ｂの貫通配線は、交流コンデンサ４Ａの配線を２ターン、交流コンデンサ４Ｂの配線を逆方向へ１ターンとなっている。したがって、交流コンデンサ４Ａの基本波電流ピーク値をＩａ、交流コンデンサ４Ｂの基本波電流ピーク値をＩｂとすると、変流器９Ａ，９Ｂで検出される電流ｉは下記となる。
【００３９】
ｉ＝２×Ｉａ×ｓｉｎθ−Ｉｂ×ｓｉｎ（θ−３０）
交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの静電容量は正常時には同一であるので、
Ｉａ＝Ｉｂとなる。
【００４０】
ｉ＝２×Ｉａ×ｓｉｎθ−Ｉａ×ｓｉｎ（θ−３０）
交流コンデンサ４Ａの静電容量がα％低下して電流がα％低下したとすると、交流コンデンサ４Ａの基本波ピーク電流ｉａ′は次のようになる。
【００４１】
ｉａ′＝（１−α／１００）×ｉａ
ｉ＝（１−α／１００）×２×Ｉａ×ｓｉｎθ−Ｉａ×ｓｉｎ（θ−３０）
よって、交流コンデンサ４Ａの静電容量が同時にα％低下したとき、変流器９Ａ，９Ｂは、正常時より（２×Ｉａ×α×ｓｉｎθ）％減少した基本波ピーク電流を検出することができる。
【００４２】
また、交流コンデンサ４Ｂの静電容量がα％低下して電流がα％低下したとすると、交流コンデンサ４Ｂの基本波ピーク電流ｉｂ′は次のようになる。
【００４３】
ｉｂ′＝（１−α／１００）×ｉｂ
ｉ＝２×Ｉａ×ｓｉｎθ−（１−α／１００）×Ｉａ×ｓｉｎ（θ−３０）
よって、交流コンデンサ４Ｂの静電容量が同時にα％低下したとき、変流器９Ａ，９Ｂは、正常時より（α×Ｉａ×ｓｉｎ（θ−３０））％増加した基本波ピーク電流を検出することができる。
【００４４】
さらに、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの静電容量がα％同時に低下して電流がα％低下したとすると、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの基本波ピーク電流ｉａ′，ｉｂ′は次のようになる。
【００４５】
ｉａ′＝（１−α／１００）×ｉａ
ｉｂ′＝（１−α／１００）×ｉｂ
ｉ＝２×（１−α／１００）×Ｉａ×ｓｉｎθ
−（１−α／１００）×Ｉａ×ｓｉｎ（θ−３０）
図５に減少率αと検出電流ピーク値の関係を示す。規定値１４は装置として許容可能な容量減少率αを求め、その時の検出電流ピーク値から決められる。しかし、規定値１４としては容量が減少した場合に検出電流ピーク値が増加したことを検知するセット値と、容量が減少した場合に検出電流ピーク値が減少したことを検知するセット値の２種類の値を有するが同じ値である必要は必ずしもない。
【００４６】
（第４実施形態：請求項４に対応）
図６は、本発明の第４の実施形態の電力変換装置を示しており、図１と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００４７】
本実施形態は、図６に示すように、変換部２Ａ，２Ｂ，２Ｃを有する電力変換装置において、第１の交流コンデンサ４ＡのＵ相配線を４ターン、第２の交流コンデンサ４ＢのＵ相配線を第１の交流コンデンサ４Ａとは逆方向へ２ターン、第３の交流コンデンサ４ＣのＵ相配線を第１の交流コンデンサ４Ａとは逆方向へ１ターンそれぞれ変流器９Ａに貫通させ、３つの交流コンデンサ４Ａ，４Ｂ，４ＣのＷ相配線を、Ｕ相配線と同様に別の変流器９Ｂに貫通させている。
【００４８】
また、図３における保護回路を備える。
【００４９】
かかる構成において、変流器９Ａ，９Ｂの貫通配線は交流コンデンサ４Ａの配線を４ターン、交流コンデンサ４Ｂの配線を逆方向へ２ターン、交流コンデンサ４Ｃの配線を逆方向へ１ターンとなっているので、交流コンデンサ４Ａの基本波ピーク電流をＩａ、交流コンデンサ４Ｂの基本波ピーク電流をＩｂ、交流コンデンサ４Ｃの基本波ピーク電流をＩｃとすると、変流器９Ａ，９Ｂで検出される電流Ｉは下記となる。
【００５０】
Ｉ＝４×Ｉａ−２×Ｉｂ−Ｉｃ
交流コンデンサ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの静電容量は正常時には同一であるので、
Ｉａ＝Ｉｂ＝Ｉｃとなる。
【００５１】
Ｉ＝４×Ｉａ−２×Ｉａ−Ｉａ＝Ｉａ
交流コンデンサ４Ａの静電容量がα％低下して基本波ピーク電流がα％低下したとすると、交流コンデンサ４Ａの基本波ピーク電流Ｉａ′は次のようになる。
【００５２】
Ｉａ′＝（１−α／１００）×Ｉａ
Ｉ＝４×（１−α／１００）×Ｉａ−２×Ｉａ−Ｉａ
＝（１−４×α／１００）×Ｉａ
よって、交流コンデンサ４Ａの静電容量がα％低下したとき、変流器９Ａ，９Ｂは、正常時より４×α％減少した基本波ピーク電流を検出することができる。
【００５３】
また、交流コンデンサ４Ｂの静電容量がα％低下して基本波ピーク電流がα％低下したとすると、交流コンデンサ４Ｂの基本波ピーク電流Ｉｂ′は次のようになる。
【００５４】
Ｉｂ′＝（１−α／１００）×Ｉａ
Ｉ＝４×Ｉａ−２×（１−α／１００）×Ｉａ−Ｉａ
＝（１＋２×α／１００）×Ｉａ
よって、交流コンデンサ４Ｂの静電容量がα％低下したとき、変流器９Ａ，９Ｂは、正常時より２×α％増加した基本波ピーク電流を検出することができる。
【００５５】
さらに、交流コンデンサ４Ｃの静電容量がα％低下して基本波ピーク電流がα％低下したとすると、交流コンデンサ４Ｃの基本波ピーク電流Ｉｃ′は次のようになる。
【００５６】
Ｉｃ′＝（１−α／１００）×Ｉａ
Ｉ＝４×Ｉａ−２×Ｉａ−（１−α／１００）×Ｉａ
＝（１＋α／１００）×Ｉａ
よって、交流コンデンサ４Ｂの静電容量がα％低下したとき、変流器９Ａ，９Ｂは、正常時よりα％増加した基本波ピーク電流を検出することができる。
【００５７】
またさらに、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの静電容量が同時にα％低下して基本波ピーク電流がα％低下したとすると、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの基本波ピーク電流Ｉａ′，Ｉｂ′，Ｉｃ′は次のようになる。
【００５８】
ｉａ′＝（１−α／１００）×ｉａ
ｉｂ′＝（１−α／１００）×ｉｂ
ｉｃ′＝（１−α／１００）×ｉｃ
Ｉ＝４×（１−α／１００）×Ｉａ−２×（１−α／１００）×Ｉａ
−（１−α／１００）×Ｉａ
＝（１―α／１００）×Ｉａ
よって、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの静電容量がα％低下したとき、変流器９Ａ，９Ｂは、正常時よりα％減少した基本波ピーク電流を検出することができる。
【００５９】
図７に減少率αと検出電流ピーク値の関係を示す。規定値１４は装置として許容可能な容量減少率αを求め、その時の検出電流ピーク値から決められる。しかし、規定値１４としては容量が減少した場合に検出電流ピーク値が増加したことを検知するセット値と、容量が減少した場合に検出電流ピーク値が減少したことを検知するセット値の２種類の値を有するが同じ値である必要は必ずしもない。
【００６０】
なお、図３における保護回路を備えることで、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの静電容量低下を検知して、電力変換装置を停止する等の保護動作を行うことができる。
【００６１】
（第５実施形態：請求項５に対応）
図８は、本発明の第５の実施形態の電力変換装置を示しており、図３と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００６２】
本実施形態は、図８に示すように、変流器９Ａ，９Ｂの出力ラインに、ローパスフィルタ２７Ａ，２７Ｂを挿入し、該ローパスフィルタ２７Ａ，２７Ｂの出力をＶ相演算回路１０および絶対値変換回路１１に入力する構成としている。絶対値変換回路１１の出力は、最大値検知回路１２へ入力され、その出力はフィルタ演算回路１３へ入力される。また、ＤＣＰＴ１６、規定値１７及び比較回路１８は削除している。
【００６３】
この構成によれば、変流器９Ａ，９Ｂの出力に含まれる変換部２Ａ，２Ｂのスイッチング周波数成分をローパスフィルタ２７により除去することができる。よって、高調波成分が除去された出力が最大値検知回路１２へ入力されるので、基本波分の三相全波整流された波形が出力される。ＤＣフィルタコンデンサ１Ａ，１Ｂの電圧の変動により、変換部２Ａ，２Ｂの位相が変化し、これにより高調波成分が変動しても、最大値検知回路１２の出力レベルの変動がなくなる。したがって、ＤＣフィルタコンデンサ電圧の規定値１７による比較回路１８が無くても、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの静電容量低下を検知することができ、電力変換装置を停止する等の保護動作を行うことができる。
【００６４】
（第６実施形態：請求項６に対応）
図９は、本発明の第６の実施形態の電力変換装置を示しており、図３と同一部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００６５】
図９に示すように、本実施形態では、図３における接触器７の投入指令の反転回路２０を削除し、またＤＣＰＴ１６、規定値１７及び比較回路１８は削除している。
【００６６】
この構成によれば、交流コンデンサ４Ａ，４Ｂの容量低下が発生して、その低下検知レベルに達しても交流負荷８に対して悪影響がない場合又は接触器７がないシステムの場合に、接触器７の投入指令後でも容量低下検知をすることが可能となる。また、この条件は、ＤＣフィルタコンデンサ電圧の変動が少ないシステムの場合には不要である。
【００６７】
なお、本願発明は、上記各実施形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合、組み合わされた効果が得られる。さらに、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、交流フィルタコンデンサの容量低下量が少ない段階で当該容量低下を検知することが可能な電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電力変換装置の第１実施形態を示す構成図。
【図２】同実施形態における容量減少率と検出電流ピーク値の関係を示す図。
【図３】本発明に係る電力変換装置の第２実施形態を示す構成図。
【図４】本発明に係る電力変換装置の第３実施形態を示す構成図。
【図５】同実施形態における容量減少率と検出電流ピーク値の関係を示す図。
【図６】本発明に係る電力変換装置の第４実施形態を示す構成図。
【図７】同実施形態における容量減少率と検出電流ピーク値の関係を示す図。
【図８】本発明に係る電力変換装置の第５実施形態を示す構成図。
【図９】本発明に係る電力変換装置の第６実施形態を示す構成図。
【図１０】従来の電力変換装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ…ＤＣフィルタコンデンサ、２Ａ，２Ｂ…変換部、３Ａ，３Ｂ…交流リアクトル、４Ａ，４Ｂ…交流コンデンサ、５…トランス、６Ａ，６Ｂ…トランス５の一次巻線、６Ｃ…トランス５の二次巻線、７…接触器、８…交流負荷、９Ａ，９Ｂ…変流器、１０…Ｖ相演算回路、１１…絶対値変換回路、１２…最大値検知回路、１３…フィルタ回路、１４…規定値、１５…比較回路、１６…ＤＣＰＴ、１７…規定値、１８…比較回路、１９…接触器投入指令、２０…反転回路、２１…検出器、２２…出力電圧確立検知回路、２３…規定時間、２４…計測回路、２５…アンド回路、２６…保護シーケンス回路、２７Ａ，２７Ｂ…ローパスフィルタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power converter having an AC filter capacitor.
[0002]
[Prior art]
A conventional example of a power converter having this type of AC filter capacitor will be described with reference to FIG.
[0003]
In FIG. 10, DC filter capacitors 1A and 1B are connected in series with a DC power source, and the DC sides of the first and second converters 2A and 2B are connected to the first and second filter capacitors 1A and 1B, respectively. The first and second AC reactors 3A and 3B are connected to the AC sides of the first and second converters 2A and 2B, respectively, and the first and second AC reactors 3A and 3B are connected to the first and second AC reactors 3A and 3B, respectively. 2 AC filter capacitors 4A, 4B and the first and second primary windings 6A, 6B of the transformer 5 are connected, and an AC load 8 is connected to the secondary winding 6C of the transformer 5 via a contactor 7 as an opening / closing means. It is connected.
[0004]
With this configuration, the DC power is converted into AC power by the first and second converters 2A and 2B via the DC filter capacitors 1A and 1B, and the AC power is converted into the first and second AC reactors 3A. , 3B and the first and second AC filter capacitors 4A, 4B are combined by the transformer 5, output to the secondary winding 6C, and supplied to the AC load 8 via the contactor 7.
[0005]
In the above, the U-phase current of the AC capacitor 4A is detected by the current transformer 9A, and the W-phase current is detected by the current transformer 9B. However, the AC capacitors 4A and 4B have a capacitance due to deterioration over time. May decrease.
[0006]
Patent Document 1 is known as a method for detecting such a decrease in capacitance of a capacitor.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-7-135732 Publication
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional power conversion device, protection is provided when a capacity drop occurs by detecting an overcurrent or overvoltage of the converter output, but if the capacity drop is large and overvoltage occurs, There was a problem that the influence on the side was concerned.
[0009]
The objective of this invention is providing the power converter device which can detect a capacity | capacitance fall in the step where the capacity | capacitance fall amount of an alternating current filter capacitor | condenser is small.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that first and second filter capacitors are connected in series to a DC power source, and the DC side of the first and second converters is connected to each of the first and second filter capacitors. The first and second AC reactors are connected to the AC sides of the first and second converters, respectively, and the outputs of the first and second AC reactors are connected to the first and second AC filters, respectively. In the power converter in which the first and second primary windings of the capacitor and the transformer are connected, and an AC load is connected to the secondary winding of the transformer via the switching means.
A first current transformer in which the U-phase wiring of the first AC capacitor is passed through two turns and the U-phase wiring of the second AC capacitor is passed through one turn in the opposite direction to the wiring of the first AC capacitor. When,
A second current transformer in which the W-phase wiring of the first AC capacitor is passed through two turns and the W-phase wiring of the second AC capacitor is passed through one turn in the opposite direction to the wiring of the first AC capacitor. It is characterized by comprising.
[0011]
According to the present invention, since the current transformer can detect the fundamental wave peak current decreased from the normal time, even if the capacitance of the AC capacitor is lower than the normal time and the fundamental wave peak current is reduced. Thus, it is possible to detect a decrease in the capacitance of the first and second AC filter capacitors, and to perform a protective operation such as stopping the operation of the apparatus.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment: corresponding to claim 1)
FIG. 1 shows a power conversion apparatus according to a first embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG.
[0013]
In the present embodiment, current transformers 9A and 9B are provided in the power conversion apparatus of FIG. That is, in the current transformer 9A, the U-phase wiring of the AC capacitor 4A is penetrated by two turns, and the U-phase wiring of the AC capacitor 4B is penetrated by one turn in the opposite direction to the U-phase wiring of the AC capacitor 4A. In the current transformer 9B, the W-phase wiring of the AC capacitor 4A is penetrated by two turns, and the W-phase wiring of the AC capacitor 4B is penetrated by one turn in the opposite direction to the W-phase wiring of the AC capacitor 4A.
[0014]
In such a configuration, the through-wires of the current transformers 9A and 9B have two turns for the wiring of the AC capacitor 4A and one turn for the wiring of the AC capacitor 4B in the reverse direction. Therefore, the fundamental wave peak current of the AC capacitor 4A is expressed as Ia. Assuming that the fundamental wave peak current of the AC capacitor 4B is Ib, the fundamental wave peak current I detected by the current transformers 9A and 9B is as follows.
[0015]
I = 2 × Ia−Ib
Since the capacitance of the AC capacitors 4A and 4B is the same during normal operation,
Ia = Ib.
[0016]
I = 2 × Ia−Ia = Ia
Assuming that the capacitance of the AC capacitor 4A is reduced by α% and the fundamental wave peak current is reduced by α%, the fundamental wave peak current Ia ′ of the AC capacitor 4A is as follows.
[0017]
Ia ′ = (1−α / 100) × Ia
I = 2 × (1-α / 100) × Ia−Ia = (1-2 × α / 100) × Ia
Therefore, when the capacitance of the AC capacitor 4A is reduced by α%, the current transformers 9A and 9B can detect the fundamental peak current that is reduced by 2 × α% from the normal time.
[0018]
If the capacitance of the AC capacitor 4B is reduced by α% and the fundamental peak current is reduced by α%, the fundamental peak current Ib ′ of the AC capacitor 4B is as follows.
[0019]
Ib ′ = (1−α / 100) × Ia
I = 2 × Ia− (1−α / 100) × Ia = (1 + α / 100) × Ia
Therefore, when the capacitance of the AC capacitor 4B is decreased by α%, the current transformers 9A and 9B can detect the fundamental wave peak current increased by α% from the normal time.
[0020]
Further, assuming that the capacitances of the AC capacitors 4A and 4B are simultaneously decreased by α% and the fundamental wave peak currents are decreased by α%, the fundamental wave peak currents Ia ′ and Ib ′ of the AC capacitors 4A and 4B are as follows. Become.
[0021]
Ia ′ = (1−α / 100) × Ia
Ib ′ = (1−α / 100) × Ia
I = 2 × (1−α / 100) × Ia− (1−α / 100) × Ia
= (1-α / 100) × Ia
Therefore, when the capacitances of the AC capacitors 4A and 4B are simultaneously reduced by α%, the current transformers 9A and 9B can detect the fundamental peak current that is reduced by α% from the normal time.
[0022]
FIG. 2 shows the relationship between the capacitance reduction rate α of the AC capacitors 4A and 4B and the detected current peak value. According to this embodiment, the capacitances of the AC capacitors 4A and 4B are lower than normal. Even if the fundamental wave peak current decreases, the current transformers 9A and 9B can detect the fundamental wave peak current decreased from the normal time, and can perform a protection operation with the detection.
[0023]
(Second embodiment: corresponding to claim 2)
FIG. 3 shows a power conversion apparatus according to a second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIGS. 1 and 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0024]
In the present embodiment, a protection circuit including the current transformers 9A and 9B in the power conversion device of FIG. 1 is provided.
[0025]
The protection circuit of the present embodiment includes a V-phase operation circuit 10, an absolute value conversion circuit 11, a maximum value detection circuit 12, a filter operation circuit 13, a specified value 14 and a comparison circuit 15, a DCPT 16, a specified value 17 and a comparison circuit 18. , An input command 19 and inverting circuit 20, a detector 21, an output voltage establishment detection circuit 22, a specified time 23 and measurement circuit 24, an AND circuit 25, and a protection sequence circuit 26.
[0026]
Here, the output of the current transformer 9 A and the output of the current transformer 9 B are input to the V-phase arithmetic circuit 10 and the absolute value conversion circuit 11. The output is input to the maximum value detection circuit 12 and the output is input to the filter arithmetic circuit 13. The output is input to a comparison circuit 15 that compares with a specified value 14 determined from the capacitance of the AC capacitors 4A and 4B. The specified value 14 is determined from the detected current peak value at the time when the capacity reduction rate α allowable for the apparatus is obtained. The specified value 14 includes two types of set values: a set value for detecting an increase in the detected current peak value when the capacity is decreased, and a set value for detecting a decrease in the detected current peak value when the capacity is decreased. Are not necessarily the same value.
[0027]
The DC filter capacitor voltage is detected by DCPT 16, and the output and specified value 17 are input to comparison circuit 18.
[0028]
The inversion command 19 of the contactor 7 connected to the secondary side of the transformer 5 is inverted by the inversion circuit 20. The secondary voltage of the transformer 5 is input to the detector 21, the output is input to the output voltage establishment detection circuit 22, and the output is input to the measurement circuit 24 that measures the specified time 23.
[0029]
All outputs of the comparison circuit 15, the comparison circuit 18, the inverting circuit 20, and the measurement circuit 24 are input to the AND circuit 25, and the output of the AND circuit 25 is input to the protection sequence circuit 26.
[0030]
In the above configuration, the V-phase current is calculated by the V-phase arithmetic circuit 10 from the U-phase and W-phase currents detected by the current transformers 9A and 9B, and the current for three phases is obtained. These three-phase currents are all converted into positive values by inverting the negative current detection value by the absolute value conversion circuit 11. The output of the absolute value conversion circuit 11 is input to the maximum value detection circuit 12, and the maximum value of all three phases is output. Here, when the capacitances of the AC capacitors 4A and 4B are reduced, the frequency component that is six times the output frequency of the power converter is reduced. The output of the maximum value detection circuit 12 is input to the filter calculation circuit 13, and a frequency component higher than 6 times the output frequency of the power converter is removed. The output of the filter operation circuit 13 is input to a comparison circuit 15 that compares with a specified value 14 determined from the capacitance of the AC capacitors 4A and 4B. The specified value 14 has two types: a specified value when the output of the filter arithmetic circuit 13 is lower than the normal value, and a specified value when the output is higher than the normal value. When the capacitances of the AC capacitors 4A and 4B decrease, the output of the filter arithmetic circuit 13 becomes lower or higher than the specified value 14, and the output of the comparison circuit 15 becomes H level.
[0031]
When the DC filter capacitor voltage is detected by the DCPT 16 and the specified value 17 or more, the output of the comparison circuit 18 becomes H level.
[0032]
The inverting circuit 20 detects a decrease in capacitance before the output of the power conversion device is connected to the AC load 8, and the contactor 7 connected to the secondary side of the transformer 5 is inverted before being turned on. The output of the circuit 20 becomes H level.
[0033]
Even when the output voltage of the power converter is low, the detected currents of the current transformers 9A and 9B decrease, but the state is normal. Therefore, in order to detect that the capacitance has decreased after the secondary voltage has settled, the secondary voltage of the transformer 5 is detected by the detector 21 and the secondary voltage of the output transformer 5 is detected by the detector 21. The output voltage establishment detection circuit 22 detects that the output of the detector 21 has settled, and the measurement circuit 24 measures that the specified time 23 has elapsed after the secondary voltage of the transformer 5 is established, and sets it to the H level.
[0034]
When all the outputs of the comparison circuit 15, the comparison circuit 18, the inverting circuit 20, and the measurement circuit 24 become the H level, the output of the AND circuit 25 becomes the H level, the capacitance decrease is detected, and the protection sequence circuit 26 converts the power. The device stops protection.
[0035]
As described above, in this embodiment, the output level of the three phases decreases below the specified value or the output level increases above the specified value, the filter capacitor voltage exceeds the specified value, and the output voltage Since it is established that a certain period of time has elapsed after the occurrence of the error and that it is before the input, protection detection can be performed.
[0036]
(Third embodiment: corresponding to claim 3)
FIG. 4 shows a power conversion apparatus according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIGS. 1, 3, and 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0037]
In the present embodiment, the phases of the conversion units 2A and 2B in the power conversion device of FIG. 3 are shifted by 30 degrees and synthesized by the secondary winding 6C of the transformer 5A.
[0038]
In such a configuration, the through wiring of the current transformers 9A and 9B has two turns of the wiring of the AC capacitor 4A and one turn of the wiring of the AC capacitor 4B in the reverse direction. Therefore, assuming that the fundamental wave current peak value of AC capacitor 4A is Ia and the fundamental wave current peak value of AC capacitor 4B is Ib, current i detected by current transformers 9A and 9B is as follows.
[0039]
i = 2 × Ia × sin θ−Ib × sin (θ-30)
Since the capacitance of the AC capacitors 4A and 4B is the same during normal operation,
Ia = Ib.
[0040]
i = 2 × Ia × sin θ−Ia × sin (θ−30)
Assuming that the capacitance of the AC capacitor 4A decreases by α% and the current decreases by α%, the fundamental peak current ia ′ of the AC capacitor 4A is as follows.
[0041]
ia ′ = (1−α / 100) × ia
i = (1-α / 100) × 2 × Ia × sin θ−Ia × sin (θ-30)
Therefore, when the capacitance of the AC capacitor 4A is simultaneously reduced by α%, the current transformers 9A and 9B can detect a fundamental peak current that is reduced by (2 × Ia × α × sin θ)% compared to the normal time. .
[0042]
If the capacitance of the AC capacitor 4B is reduced by α% and the current is reduced by α%, the fundamental peak current ib ′ of the AC capacitor 4B is as follows.
[0043]
ib ′ = (1−α / 100) × ib
i = 2 × Ia × sin θ− (1−α / 100) × Ia × sin (θ−30)
Therefore, when the capacitance of the AC capacitor 4B simultaneously decreases by α%, the current transformers 9A and 9B detect the fundamental wave peak current increased by (α × Ia × sin (θ−30))% compared to the normal time. be able to.
[0044]
Further, assuming that the capacitances of the AC capacitors 4A and 4B are simultaneously decreased by α% and the current is decreased by α%, the fundamental wave peak currents ia ′ and ib ′ of the AC capacitors 4A and 4B are as follows.
[0045]
ia ′ = (1−α / 100) × ia
ib ′ = (1−α / 100) × ib
i = 2 × (1−α / 100) × Ia × sin θ
-(1-α / 100) × Ia × sin (θ-30)
FIG. 5 shows the relationship between the decrease rate α and the detected current peak value. The specified value 14 is determined from the peak value of the detected current at the time when the capacity reduction rate α allowable for the apparatus is obtained. However, there are two types of specified values 14: a set value for detecting an increase in the detected current peak value when the capacity is reduced, and a set value for detecting that the detected current peak value is reduced when the capacity is reduced. Are not necessarily the same value.
[0046]
(Fourth embodiment: corresponding to claim 4)
FIG. 6 shows a power conversion apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG.
[0047]
In this embodiment, as shown in FIG. 6, in the power converter having the converters 2A, 2B, 2C, the U-phase wiring of the first AC capacitor 4A has four turns, and the U-phase wiring of the second AC capacitor 4B. Is passed through the current transformer 9A for two turns in the opposite direction to the first AC capacitor 4A, and the U-phase wiring of the third AC capacitor 4C is turned one turn in the opposite direction to the first AC capacitor 4A. The W-phase wiring of the AC capacitors 4A, 4B, and 4C is passed through another current transformer 9B in the same manner as the U-phase wiring.
[0048]
Moreover, the protection circuit in FIG. 3 is provided.
[0049]
In such a configuration, the through wiring of the current transformers 9A and 9B has four turns of the wiring of the AC capacitor 4A, two turns of the wiring of the AC capacitor 4B, and one turn of the wiring of the AC capacitor 4C in the reverse direction. Therefore, when the fundamental wave peak current of the AC capacitor 4A is Ia, the fundamental wave peak current of the AC capacitor 4B is Ib, and the fundamental wave peak current of the AC capacitor 4C is Ic, the current I detected by the current transformers 9A and 9B is It becomes as follows.
[0050]
I = 4 * Ia-2 * Ib-Ic
Since the capacitance of the AC capacitors 4A, 4B, 4C is the same during normal operation,
Ia = Ib = Ic.
[0051]
I = 4 × Ia−2 × Ia−Ia = Ia
Assuming that the capacitance of the AC capacitor 4A is reduced by α% and the fundamental wave peak current is reduced by α%, the fundamental wave peak current Ia ′ of the AC capacitor 4A is as follows.
[0052]
Ia ′ = (1−α / 100) × Ia
I = 4 × (1−α / 100) × Ia−2 × Ia−Ia
= (1-4 × α / 100) × Ia
Therefore, when the capacitance of the AC capacitor 4A is reduced by α%, the current transformers 9A and 9B can detect the fundamental peak current that is reduced by 4 × α% from the normal time.
[0053]
If the capacitance of the AC capacitor 4B is reduced by α% and the fundamental peak current is reduced by α%, the fundamental peak current Ib ′ of the AC capacitor 4B is as follows.
[0054]
Ib ′ = (1−α / 100) × Ia
I = 4 * Ia-2 * (1- [alpha] / 100) * Ia-Ia
= (1 + 2 × α / 100) × Ia
Therefore, when the capacitance of the AC capacitor 4B decreases by α%, the current transformers 9A and 9B can detect the fundamental peak current increased by 2 × α% compared to the normal time.
[0055]
Further, assuming that the capacitance of the AC capacitor 4C is reduced by α% and the fundamental wave peak current is reduced by α%, the fundamental wave peak current Ic ′ of the AC capacitor 4C is as follows.
[0056]
Ic ′ = (1−α / 100) × Ia
I = 4 * Ia-2 * Ia- (1- [alpha] / 100) * Ia
= (1 + α / 100) × Ia
Therefore, when the capacitance of the AC capacitor 4B is decreased by α%, the current transformers 9A and 9B can detect the fundamental wave peak current increased by α% from the normal time.
[0057]
Furthermore, assuming that the capacitances of the AC capacitors 4A, 4B, and 4C are simultaneously decreased by α% and the fundamental wave peak currents are decreased by α%, the fundamental wave peak currents Ia ′ and Ib ′ of the AC capacitors 4A, 4B, and 4C are assumed. , Ic ′ is as follows.
[0058]
ia ′ = (1−α / 100) × ia
ib ′ = (1−α / 100) × ib
ic ′ = (1−α / 100) × ic
I = 4 × (1−α / 100) × Ia−2 × (1−α / 100) × Ia
− (1-α / 100) × Ia
= (1-α / 100) × Ia
Therefore, when the capacitances of the AC capacitors 4A, 4B, and 4C are reduced by α%, the current transformers 9A and 9B can detect the fundamental wave peak current that is reduced by α% from the normal time.
[0059]
FIG. 7 shows the relationship between the decrease rate α and the detected current peak value. The specified value 14 is determined from the peak value of the detected current at the time when the capacity reduction rate α allowable for the apparatus is obtained. However, there are two types of specified values 14: a set value for detecting an increase in the detected current peak value when the capacity is reduced, and a set value for detecting that the detected current peak value is reduced when the capacity is reduced. Are not necessarily the same value.
[0060]
In addition, by providing the protection circuit in FIG. 3, it is possible to perform a protection operation such as stopping the power conversion device by detecting a decrease in the capacitance of the AC capacitors 4A, 4B, and 4C.
[0061]
(Fifth embodiment: corresponding to claim 5)
FIG. 8 shows a power conversion apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG.
[0062]
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, low-pass filters 27A and 27B are inserted into the output lines of the current transformers 9A and 9B, and the outputs of the low-pass filters 27A and 27B are converted to the V-phase arithmetic circuit 10 and the absolute value conversion. The circuit 11 is configured to input. The output of the absolute value conversion circuit 11 is input to the maximum value detection circuit 12, and the output is input to the filter operation circuit 13. Further, the DCPT 16, the specified value 17, and the comparison circuit 18 are deleted.
[0063]
According to this configuration, the switching frequency components of the conversion units 2A and 2B included in the outputs of the current transformers 9A and 9B can be removed by the low-pass filter 27. Therefore, since the output from which the harmonic component has been removed is input to the maximum value detection circuit 12, a three-phase full-wave rectified waveform corresponding to the fundamental wave is output. Due to fluctuations in the voltage of the DC filter capacitors 1A and 1B, the phases of the converters 2A and 2B change. As a result, even if the harmonic components fluctuate, fluctuations in the output level of the maximum value detection circuit 12 disappear. Therefore, even if the comparison circuit 18 with the specified value 17 of the DC filter capacitor voltage is not provided, it is possible to detect a decrease in the capacitance of the AC capacitors 4A and 4B, and to perform a protective operation such as stopping the power converter. it can.
[0064]
(Sixth embodiment: corresponding to claim 6)
FIG. 9 shows a power conversion apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG.
[0065]
As shown in FIG. 9, in this embodiment, the inversion circuit 20 for the closing command of the contactor 7 in FIG. 3 is deleted, and the DCPT 16, the specified value 17 and the comparison circuit 18 are deleted.
[0066]
According to this configuration, when the capacity reduction of the AC capacitors 4A and 4B occurs and the reduction detection level is reached, there is no adverse effect on the AC load 8, or in the case of a system without the contactor 7, It is possible to detect a decrease in capacity even after a charging instruction of 7. Further, this condition is not necessary in the case of a system in which the fluctuation of the DC filter capacitor voltage is small.
[0067]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. In addition, the embodiments may be appropriately combined as much as possible, and in that case, combined effects can be obtained. Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, when an invention is extracted by omitting some constituent elements from all the constituent elements shown in the embodiment, when the extracted invention is implemented, the omitted part is appropriately supplemented by a well-known common technique. It is what is said.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power conversion device capable of detecting the capacity decrease at a stage where the amount of capacity decrease of the AC filter capacitor is small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a power converter according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a relationship between a capacity reduction rate and a detected current peak value in the same embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the power converter according to the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram showing a third embodiment of a power converter according to the present invention.
FIG. 5 is a view showing a relationship between a capacity reduction rate and a detected current peak value in the same embodiment;
FIG. 6 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of a power converter according to the present invention.
FIG. 7 is a view showing a relationship between a capacity reduction rate and a detected current peak value in the embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of a power converter according to the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of a power converter according to the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional power conversion device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A, 1B ... DC filter capacitor, 2A, 2B ... Conversion part, 3A, 3B ... AC reactor, 4A, 4B ... AC capacitor, 5 ... Transformer, 6A, 6B ... Primary winding of transformer 5, 6C ... Two of transformer 5 Next winding, 7 ... contactor, 8 ... AC load, 9A, 9B ... current transformer, 10 ... V phase arithmetic circuit, 11 ... absolute value conversion circuit, 12 ... maximum value detection circuit, 13 ... filter circuit, 14 ... Specified value, 15 ... comparing circuit, 16 ... DCPT, 17 ... specified value, 18 ... comparing circuit, 19 ... contactor input command, 20 ... reversing circuit, 21 ... detector, 22 ... output voltage establishment detecting circuit, 23 ... specified 24, measuring circuit, 25, AND circuit, 26, protection sequence circuit, 27A, 27B, low-pass filter.

Claims

直流電源に直列に第１，第２のフィルタコンデンサが接続され、該第１，第２のフィルタコンデンサそれぞれに第１，第２の変換器の直流側が接続され、前記第１，第２の変換器の交流側それぞれに第１，第２の交流リアクトルが接続され、前記第１，第２の交流リアクトルの出力それぞれに第１，第２の交流フィルタコンデンサ及びトランスの第１，第２の一次巻線が接続され、前記トランスの二次巻線に開閉手段を介して交流負荷が接続される電力変換器において、
前記第１の交流コンデンサのＵ相配線を２ターン、前記第２の交流コンデンサのＵ相配線を前記第１の交流コンデンサの配線とは逆方向へ１ターンそれぞれ貫通させた第１の変流器と、
前記第１の交流コンデンサのＷ相配線を２ターン、前記第２の交流コンデンサのＷ相配線を前記第１の交流コンデンサの配線とは逆方向へ１ターンそれぞれ貫通させた第２の変流器と
を具備することを特徴とする電力変換装置。First and second filter capacitors are connected in series to a DC power source, and the DC sides of the first and second converters are connected to the first and second filter capacitors, respectively. First and second AC reactors are connected to the AC sides of the transformer, respectively, and the first and second AC filter capacitors and the first and second primary of the transformer are respectively connected to the outputs of the first and second AC reactors. In a power converter in which a winding is connected and an AC load is connected to the secondary winding of the transformer via an opening / closing means,
A first current transformer in which the U-phase wiring of the first AC capacitor is passed through two turns and the U-phase wiring of the second AC capacitor is passed through one turn in the opposite direction to the wiring of the first AC capacitor. When,
A second current transformer in which the W-phase wiring of the first AC capacitor is passed through two turns and the W-phase wiring of the second AC capacitor is passed through one turn in the opposite direction to the wiring of the first AC capacitor. The power converter characterized by comprising.

前記第１，第２の変流器出力からＶ相波形を生成し、３相全波整流し、その最大値を演算し、その出力を平滑して直流とする手段と、
この手段の出力レベルが規定値以下に低下又は前記出力レベルが規定値以上に増加である事と、前記フィルタコンデンサ電圧が規定値以上である事と、出力電圧が発生後一定時間経過後である事と、前記開閉手段が投入前である事とが全て成立したことで前記第１，第２の交流フィルタコンデンサの容量低下を検知する手段と
を具備することを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。Means for generating a V-phase waveform from the first and second current transformer outputs, performing three-phase full-wave rectification, calculating a maximum value thereof, and smoothing the output to obtain a direct current;
The output level of this means decreases below a specified value or the output level increases above a specified value, the filter capacitor voltage is above a specified value, and a certain time has elapsed after the output voltage is generated. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising means for detecting a decrease in capacitance of the first and second AC filter capacitors when all of the above and the fact that the opening / closing means is before being turned on are established. Power conversion device.

前記第１，第２の変換部の出力の位相を３０度ずらし、これら出力を前記トランスの二次側で合成することを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。The power conversion device according to claim 2, wherein phases of outputs of the first and second converters are shifted by 30 degrees, and these outputs are combined on the secondary side of the transformer.

前記変換部及び前記交流コンデンサを３つ有し、前記第１の交流コンデンサのＵ相配線を４ターン、前記第２の交流コンデンサのＵ相配線を前記第１の交流コンデンサとは逆方向へ２ターン、前記第３の交流コンデンサのＵ相配線を前記第１の交流コンデンサとは逆方向へ１ターン、それぞれ前記第１の変流器に貫通させると共に前記３つの交流コンデンサのＷ相配線をＵ相配線と同様に前記第２の変流器に貫通させ、前記保護検知回路を有することを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。The conversion unit and the three AC capacitors are provided, the U-phase wiring of the first AC capacitor is turned by 4 turns, and the U-phase wiring of the second AC capacitor is 2 in the direction opposite to that of the first AC capacitor. Turn the U-phase wiring of the third AC capacitor in one direction in the opposite direction to the first AC capacitor, pass through the first current transformer, and connect the W-phase wiring of the three AC capacitors to U The power conversion device according to claim 2, wherein the protection detection circuit is provided by penetrating through the second current transformer similarly to the phase wiring.

前記変流器の出力をローパスフィルタ通過させた後に三相全波整流する手段を具備することを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。3. The power conversion device according to claim 2, further comprising means for three-phase full-wave rectification after passing the output of the current transformer through a low-pass filter.

前記変流器出力からＶ相波形を生成し、３相全波整流し、その最大値を演算し、その出力を平滑して直流とする手段と、
この手段の出力レベルが規定値以下に低下又は前記出力レベルが規定値以上に増加である事と、出力電圧が発生後一定時間経過後である事と、前記開閉手段が投入である事とが全て成立したことで前記第１，第２の交流フィルタコンデンサの容量低下を検知する手段と
を具備することを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。Means for generating a V-phase waveform from the current transformer output, performing three-phase full-wave rectification, calculating a maximum value thereof, and smoothing the output to be a direct current;
The output level of this means is reduced below a specified value or the output level is increased above a specified value, the output voltage is generated after a certain period of time has elapsed, and the switching means is turned on. 2. The power conversion apparatus according to claim 1, further comprising means for detecting a decrease in capacitance of the first and second AC filter capacitors when all of them are established.