JP2009017702A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換装置41と単相3線式配電線路27の電源線L1、L2との間を電源スイッチ42の2つの接点42a、42bにより接続し、中性線Nとの間をリレー43の常開形の接点43aにより接続する。そして、電源スイッチ42がオンされるとリレー43の励磁コイル43bに通電が行われるように構成する。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の第1の実施形態について図1を参照しながら説明する。
図1は、電力変換装置の構成を示す図である。なお、図5と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図1に示す電力変換装置41は、図5に示した従来技術の電力変換装置28に対し、電源スイッチ24に替えて電源スイッチ42、リレー43および補助DC/DC変換器44を備えている点と、絶縁トランス29、30および電圧検出回路31、32に替えて第1の電圧検出回路45および第2の電圧検出回路46を備えている点とが異なっている。
Z1=(Z×Z1X)/(Z+Z1X) …(1)
Z2=(Z×Z2X)/(Z+Z2X) …(2)
まず、電源スイッチ42がオン(閉成)されたときの各部の動作について説明する。使用者により電源スイッチ42がオン操作され、接点42aおよび42bが閉成されると、配電線路27の電源線L1およびL2と、電力変換装置41の電源線L12およびL22とがそれぞれ電気的に接続される。これにより、配電線路27の200V(L1−L2間)交流電源からの出力がリアクトル22および23を介してインバータ主回路21の出力端子に入力される。なお、この時点では、DC/DC変換器15およびインバータ回路26の動作は停止されている。
L1−N2間電圧=200V×(Z1/(Z1+Z2)) …(3)
L2−N2間電圧=200V×(Z2/(Z1+Z2)) …(4)
本実施形態では、電力変換装置41と単相3線式配電線路27の電源線L1、L2との間を電源スイッチ42の2つの接点42a、42bにより接続し、中性線Nとの間をリレー43の常開形の接点43aにより接続した。そして、電源スイッチ42がオンされるとリレー43の励磁コイル43bに通電が行われるように構成した。従って、汎用性の高い部品である2つの接点42a、42bを有する電源スイッチ42およびリレー43を使用して、装置と単相3線式配電線路27との間を電気的に完全に切り離すことができる。
ただし、リレー43を用いているので、励磁コイル43bの断線などによる故障のおそれがある。このため、本実施形態では、電圧検出回路45、46の合成入力インピーダンスZ1、Z2を20%以上相違させるようにした。これにより、リレー43の励磁コイル43bが断線などにより故障していた場合には、電圧検出値VL1とVL2とには、上記合成入力インピーダンスZ1、Z2の差に応じた差が現れる。そして、制御回路16は、このような電圧検出値VL1とVL2との差からリレー接点43aの故障を検知する。つまり、電力変換装置41と配電線路27との間の3つの電源経路を、電源スイッチ42とリレー43という2つのスイッチ手段を用いて開閉することによる開閉状態の相違についても確実に検知できる。
以下、本発明の第2の実施形態について図2を参照しながら説明する。
図2は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図2に示す電力変換装置61は、図1に示す電力変換装置41に対し、リレー43に替えてリレー62を備えている点が異なっている。なお、補助DC/DC変換器44の図示は省略している。
まず、電源スイッチ42がオン(閉成)されたときの各部の動作について説明する。使用者により電源スイッチ42がオン操作され、接点42aおよび42bが閉成されると、配電線路27の電源線L1およびL2と、電力変換装置61の電源線L12およびL22とがそれぞれ電気的に接続される。
以下、本発明の第3の実施形態について図3を参照しながら説明する。
図3は、第1の実施形態における図1相当図であり、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図3に示す電力変換装置71は、図1に示す電力変換装置41に対し、リレー43に替えて、1つの接点72aを有する電源スイッチ72(開閉スイッチに相当)を備えている点が異なっている。なお、補助DC/DC変換器44の図示は省略している。
以下、本発明の第4の実施形態について図4を参照しながら説明する。
図4は、第2の実施形態における図2相当図であり、第2の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図4に示す電力変換装置81は、図2に示す電力変換装置61に対し、DC/DC変換器15に替えて、DC/DC変換器82を備えている点と、単相インバータ回路26に替えて単相インバータ回路83を備えている点と、リレー62に替えてリレー84を備えている点と、電源スイッチ42の接点42bの接続状態が変更されている点とが異なっている。なお、補助DC/DC変換器44の図示は省略している。
まず、電源スイッチ42がオン(閉成)されたときの各部の動作について説明する。使用者により電源スイッチ42がオン操作され、接点42aおよび42bが閉成されると、配電線路27の電源線L1および中性線Nと、電力変換装置81の電源線L12および中性線N2とがそれぞれ電気的に接続される。
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
電圧検出回路45、46を、回路特性(利得、応答性)を同一にするとともに、それぞれの回路自体の入力インピーダンスを20%以上相違させるように構成してもよい。この場合には、インピーダンス素子45a、46aを省略できる。
直流電源47は、太陽電池やバッテリなどのその他の直流電源装置であってもよい。
電圧検出回路45、46は、差動増幅回路でなくともよい。その場合には、電圧を検出する電源線L12、L22、中性線N2との間を絶縁するための構成を設ければよい。
第1の実施形態におけるリレー43は、接点43aの電流容量が大きいもの、例えば電源スイッチ42の接点42aの電流容量と同程度またはそれ以上のものを用いてもよい。
Claims (8)
- 直流電源より供給される電力を所定電圧の直流電力に変換するDC/DC変換器と、このDC/DC変換器により変換された直流電力を商用電源周波数の交流電力に変換する単相インバータ回路と、この単相インバータ回路を制御する制御手段とを備え、前記交流電力を単相3線式配電線路に供給する電力変換装置において、
前記単相3線式配電線路の3線のうちの2線にそれぞれ接続された2つの接点を有する電源スイッチと、
前記単相3線式配電線路の3線のうちの残りの1線に接続された常開接点を有するリレーとを備え、
前記リレーは、前記電源スイッチの接点がオンされたときに前記単相3線式配電線路の2線の交流電力に基づいて駆動されるように構成されていることを特徴とする電力変換装置。 - 電源スイッチの2つの接点は、単相3線式配電線路の3線のうちの中性線以外の2線に接続され、リレーの常開接点は、前記中性線に接続されていることを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
- リレーの常開接点の電流容量は、電源スイッチの接点の電流容量よりも小に設定されていることを特徴とする請求項2記載の電力変換装置。
- 電源スイッチの接点がオンされたときに単相3線式配電線路の2線の交流電力から単相インバータ回路のフリーホイールダイオードを介して得られた直流電力が供給され、適宜の電圧に降圧した直流電力を出力する補助DC/DC変換器を備え、
リレーは、この補助DC/DC変換器の直流電力により駆動されることを特徴とする請求項2または3記載の電力変換装置。 - 電源スイッチの2つの接点より単相インバータ回路側の2線とリレーの常開接点より単相インバータ回路側の中性線との間の電圧を検出するように設けられ、それぞれの入力インピーダンスが20%以上相違するように設定された第1および第2の電圧検出回路を備え、
制御手段は、前記第1および第2の電圧検出回路の電圧検出値のいずれか一方でも許容範囲を逸脱したとき若しくは両電圧検出値の偏差が所定値以上となったときに単相インバータ回路の運転を停止させることを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の電力変換装置。 - 第1および第2の電圧検出回路は、差動増幅回路により構成されていることを特徴とする請求項5記載の電力変換装置。
- 直流電源は、一方の端子がグランドに接続された燃料電池により構成され、DC/DC変換器は、絶縁型であることを特徴とする請求項5または6記載の電力変換装置。
- リレーの代わりに少なくとも1つの接点を有する開閉スイッチを設けたことを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載の電力変換装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016070799A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 燃料電池システム、及び、燃料電池システムの制御方法 |
JP2016073108A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社豊田自動織機 | 電源装置 |
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2007
- 2007-07-05 JP JP2007177391A patent/JP2009017702A/ja active Pending
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