JP2019106836A - 故障検出装置および故障検出方法 - Google Patents
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Description
交流電圧を出力する発電機および前記発電機の出力電圧を整流する整流回路に接続され、前記出力電圧を検出するための検出回路と、
前記検出回路を介して前記出力電圧を検出し、前記検出された出力電圧と予め設定された閾値電圧との比較結果に基づいて、前記整流回路に故障が生じているか否かを判定する判定器と、を備え、
前記整流回路は、一端が前記出力電圧の入力ノードに接続され、他端がハイサイド側の第1出力ノードに接続された第1整流素子と、一端がローサイド側の第2出力ノードに接続され、他端が前記入力ノードに接続された第2整流素子とを有し、
前記判定器は、前記検出回路を介して前記入力ノードの電圧を検出することで前記出力電圧を検出し、前記整流回路に故障が生じている場合には、前記発電機を停止させる停止信号を出力し、一方、前記整流回路に故障が生じていない場合には、前記停止信号を出力しない。
前記判定器は、
前記検出された出力電圧が第1の閾値電圧よりも大きい状態が第1の判定期間継続した場合には、前記第1整流素子に前記故障として短絡が生じていると判定し、
一方、前記検出された出力電圧が前記第1の閾値電圧よりも大きい状態が前記第1の判定期間継続しなかった場合には、前記第1整流素子に短絡が生じていないと判定してもよい。
前記第1の判定期間は、前記交流電圧の半周期以上の期間であってもよい。
前記判定器は、
前記検出された出力電圧が第2の閾値電圧以下である状態が第2の判定期間継続した場合には、前記第2整流素子に前記故障として短絡が生じていると判定し、
一方、前記検出された出力電圧が前記第2の閾値電圧以下である状態が前記第2の判定期間継続しなかった場合には、前記第2整流素子に短絡が生じていないと判定してもよい。
前記第2の判定期間は、前記交流電圧の半周期よりも長い期間であってもよい。
前記検出回路は、一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインを有していてもよい。
前記判定器は、回路素子を介さず前記電圧検出ラインのみを介して前記入力ノードに接続され、前記電圧検出ラインを介して前記入力ノードの電圧を直接検出してもよい。
前記判定器は、前記電圧検出ラインを介して検出された前記入力ノードの電圧と、前記閾値電圧とを比較し、この比較結果に基づいて前記整流回路に故障が生じているか否かを判定してもよい、
前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を矩形波電圧に変換するロジックICを有し、
前記判定器は、前記ロジックICで変換された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出してもよい。
前記検出回路は、
一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインと、
前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を矩形波電圧に変換するロジックICと、を有し、
前記第1の閾値電圧および前記第2の閾値電圧は、前記入力ノードの電圧を前記矩形波電圧に変換するための前記ロジックICの閾値電圧であり、
前記ロジックICは、
前記入力ノードの電圧と前記ロジックICの閾値電圧とを比較し、前記入力ノードの電圧が前記ロジックICの閾値電圧よりも大きい場合には、前記入力ノードの電圧をハイレベル電圧に変換し、変換した前記ハイレベル電圧を前記判定器に出力し、
一方、前記入力ノードの電圧が前記ロジックICの閾値電圧以下である場合には、前記入力ノードの電圧をローレベル電圧に変換し、変換した前記ローレベル電圧を前記判定器に出力し、
前記判定器は、
前記ハイレベル電圧または前記ローレベル電圧を検出することで前記比較結果を取得し、
前記ハイレベル電圧が前記第1の判定期間継続した場合には、前記第1整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ハイレベル電圧が前記第1の判定期間継続しなかった場合には、前記第1整流素子に短絡が生じていないと判定し、
前記ローレベル電圧が前記第2の判定期間継続した場合には、前記第2整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ローレベル電圧が前記第2の判定期間継続しなかった場合には、前記第2整流素子に短絡が生じていないと判定してもよい。
前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路を有し、
前記判定器は、前記分圧回路で分圧された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出してもよい。
前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路で分圧された電圧を矩形波電圧に変換するロジックICとを有し、
前記判定器は、前記ロジックICで変換された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出してもよい。
前記検出回路は、
一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインと、
前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路と、
前記分圧回路で分圧された電圧を矩形波電圧に変換するロジックICと、を有し、
前記第1の閾値電圧および前記第2の閾値電圧は、前記分圧された電圧を前記矩形波電圧に変換するための前記ロジックICの閾値電圧であり、
前記ロジックICは、
前記分圧された電圧と前記ロジックICの閾値電圧とを比較し、前記分圧された電圧が前記ロジックICの閾値電圧よりも大きい場合には、前記分圧された電圧をハイレベル電圧に変換し、変換した前記ハイレベル電圧を前記判定器に出力し、
一方、前記分圧された電圧が前記ロジックICの閾値電圧以下である場合には、前記分圧された電圧をローレベル電圧に変換し、変換した前記ローレベル電圧を前記判定器に出力し、
前記判定器は、
前記ハイレベル電圧または前記ローレベル電圧を検出することで前記比較結果を取得し、
前記ハイレベル電圧が前記第1の判定期間継続した場合には、前記第1整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ハイレベル電圧が前記第1の判定期間継続しなかった場合には、前記第1整流素子に短絡が生じていないと判定し、
前記ローレベル電圧が前記第2の判定期間継続した場合には、前記第2整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ローレベル電圧が前記第2の判定期間継続しなかった場合には、前記第2整流素子に短絡が生じていないと判定してもよい。
前記第1整流素子は、サイリスタであり、
前記第2整流素子は、ダイオードであってもよい。
発電機から出力された交流電圧を整流する整流回路の故障を検出する故障検出方法であって、
前記整流回路は、一端が前記出力電圧の入力ノードに接続され、他端がハイサイド側の第1出力ノードに接続された第1整流素子と、一端がローサイド側の第2出力ノードに接続され、他端が前記入力ノードに接続された第2整流素子とを有し、
前記故障検出方法は、
前記入力ノードの電圧を検出することで前記出力電圧を検出し、
前記検出された出力電圧と予め設定された閾値電圧との比較に基づいて、前記整流回路に故障が生じているか否かを判定し、
前記整流回路に故障が生じている場合には、前記発電機を停止させる停止信号を出力し、一方、前記整流回路に故障が生じていない場合には、前記停止信号を出力しない。
交流電圧を出力する発電機および発電機の出力電圧を整流する整流回路に接続され、出力電圧を検出するための検出回路と、
検出回路を介して出力電圧を検出し、検出された出力電圧と予め設定された閾値電圧との比較結果に基づいて、整流回路に故障が生じているか否かを判定する判定器と、を備え、
整流回路は、一端が出力電圧の入力ノードに接続され、他端がハイサイド側の第1出力ノードに接続された第1整流素子と、一端がローサイド側の第2出力ノードに接続され、他端が前記入力ノードに接続された第2整流素子とを有し、
判定器は、検出回路を介して入力ノードの電圧を検出することで出力電圧を検出し、整流回路に故障が生じている場合には、発電機を停止させる停止信号を出力し、一方、整流回路に故障が生じていない場合には、停止信号を出力しない。
このように、入力ノードの電圧を検出することで発電機の出力電圧を正確に検出し、検出された出力電圧と閾値電圧との比較結果に基づくことで、発電機の性能の違いに応じた複雑な判断基準の設定を要することなく整流回路の故障を適切に判断できる。
図1に示される第1の実施形態に係る故障検出装置1は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路RCを備えた電力変換装置2に搭載され、整流回路RCの故障を検出する装置である。
検出回路11は、U相の出力電圧Vuaを検出するための電圧検出ライン111uと、V相の出力電圧Vvaを検出するための電圧検出ライン111vと、W相の出力電圧Vwaを検出するための電圧検出ライン111wとを有する。
判定器12は、電圧検出ライン111u、111v、111wを介して出力電圧Vua、Vva、Vwaを検出する。具体的には、判定器12は、電圧検出ライン111u、111v、111wを介して入力ノードNin1、Nin2、Nin3の電圧Vua、Vva、Vwaを検出することで出力電圧Vua、Vva、Vwaを検出する。
次に、第1の実施形態に係る故障検出方法の一例について説明する。
図2は、三相の出力電圧Vua、Vva、Vwaのうち、U相の電圧Vuaの波形を示したものである。U相における整流回路RCの故障を検査するため、ON/OFF制御回路CNTの制御によってU相のサイリスタSCR1をオンし、V相のサイリスタSCR2およびW相のサイリスタSCR3をオフすることで、図2の波形が得られる。図2に示すように、U相のサイリスタSCR1に短絡が生じていないサイリスタSCR1の正常動作時(図2の時刻t0〜t1)において、判定器12は、電圧検出ライン111uを介して、半周期の正弦波状の波形を有する半波電圧Vua1(正値)とグランド電圧Vua2(0V)とが発電機ALTの交流電圧の半周期毎に交互に繰り返される入力ノードNin1の電圧Vuaを検出する。
図3は、図2と同様に、三相の出力電圧Vua、Vva、Vwaのうち、U相の電圧Vuaの波形を示したものである。図3に示すように、ダイオードDi1に短絡が生じていないダイオードDi1の正常動作時(図3の時刻t0〜t2)において、判定器12は、サイリスタSCR1の正常動作時(図2の時刻t0〜t1)と同様に、電圧検出ライン111を介して、半波電圧Vua1とグランド電圧Vua2とが交互に繰り返される入力ノードNin1の電圧Vuaを検出する。
次に、図4を参照して、検出回路11が電圧検出ラインに加えてロジックICを備えた第2の実施形態について説明する。
次に、第2の実施形態に係る故障検出方法の一例について説明する。
図5は、ロジックIC113uによる変換前のU相の電圧Vuaの波形と、ロジックIC113uによる変換後のU相の電圧Vubの波形とを示している。図5に示すように、サイリスタSCR1の正常動作時(図5の時刻t0〜t1)において、ロジックIC113uには、電圧検出ライン111uを介して、半波電圧Vua1とグランド電圧Vua2とが交互に繰り返される入力ノードNin1の電圧Vuaが入力される。
図5と同様に、図6は、ロジックIC113uによる変換前のU相の電圧Vuaの波形と、ロジックIC113uによる変換後のU相の電圧Vubの波形とを示している。図6に示すように、ダイオードDi1の正常動作時(図6の時刻t0〜t2)において、ロジックIC113uには、サイリスタSCR1の正常動作時(図5の時刻t0〜t1)と同様に、電圧検出ライン111を介して、半波電圧Vua1とグランド電圧Vua2とが交互に繰り返される入力ノードNin1の電圧Vuaが入力される。
次に、図7を参照して、検出回路11が電圧検出ラインに加えて分圧回路を備えた第3の実施形態について説明する。
次に、第3の実施形態に係る故障検出方法の一例について説明する。
図8は、分圧回路114uによる分圧前のU相の電圧Vuaの波形と、分圧回路114uによる分圧後のU相の電圧Vucの波形とを示している。図8に示すように、サイリスタSCR1の正常動作時(図8の時刻t0〜t1)において、分圧回路114uには、電圧検出ライン111uを介して、半波電圧Vua1とグランド電圧Vua2とが交互に繰り返される入力ノードNin1の電圧Vuaが入力される。
図9は、分圧回路114uによる分圧前のU相の電圧Vuaの波形と、分圧回路114uによる分圧後のU相の電圧Vucの波形とを示している。図9に示すように、ダイオードDi1の正常動作時(図9の時刻t0〜t2)において、分圧回路114uには、図8と同様に電圧検出ライン111uを介して、半波電圧Vua1とグランド電圧Vua2とが交互に繰り返される入力ノードNin1の電圧Vuaが入力される。
次に、検出回路11が電圧検出ラインに加えてロジックICおよび分圧回路を備えた第4の実施形態について説明する。図10は、第4の実施形態に係る故障検出装置1の一例を示す図である。
次に、第4の実施形態に係る故障検出方法の一例について説明する。
図11は、分圧回路114uによる分圧前のU相の電圧Vuaの波形と、分圧後であってロジックIC113uによる変換前のU相の電圧Vucの波形と、ロジックIC113uによる変換後のU相の電圧Vubの波形とを示している。図11に示すように、サイリスタSCR1の正常動作時(図11の時刻t0〜t1)において、分圧回路114uには、電圧検出ライン111uを介して、半波電圧Vua1とグランド電圧Vua2とが交互に繰り返される入力ノードNin1の電圧Vuaが入力される。
図12は、図11と同様に、分圧回路114uによる分圧前のU相の電圧Vuaの波形と、分圧後であってロジックIC113uによる変換前のU相の電圧Vucの波形と、ロジックIC113uによる変換後のU相の電圧Vubの波形とを示している。図12に示すように、ダイオードDi1の正常動作時(図12の時刻t0〜t2)において、分圧回路114uには、サイリスタSCR1の正常動作時(図11の時刻t0〜t1)と同様に、電圧検出ライン111uを介して、半波電圧Vua1とグランド電圧Vua2とが交互に繰り返される入力ノードNin1の電圧Vuaが入力される。
11 検出回路
12 判定器
Claims (15)
- 交流電圧を出力する発電機および前記発電機の出力電圧を整流する整流回路に接続され、前記出力電圧を検出するための検出回路と、
前記検出回路を介して前記出力電圧を検出し、前記検出された出力電圧と予め設定された閾値電圧との比較結果に基づいて、前記整流回路に故障が生じているか否かを判定する判定器と、を備え、
前記整流回路は、一端が前記出力電圧の入力ノードに接続され、他端がハイサイド側の第1出力ノードに接続された第1整流素子と、一端がローサイド側の第2出力ノードに接続され、他端が前記入力ノードに接続された第2整流素子とを有し、
前記判定器は、前記検出回路を介して前記入力ノードの電圧を検出することで前記出力電圧を検出し、前記整流回路に故障が生じている場合には、前記発電機を停止させる停止信号を出力し、一方、前記整流回路に故障が生じていない場合には、前記停止信号を出力しないことを特徴とする故障検出装置。 - 前記判定器は、
前記検出された出力電圧が第1の閾値電圧よりも大きい状態が第1の判定期間継続した場合には、前記第1整流素子に前記故障として短絡が生じていると判定し、
一方、前記検出された出力電圧が前記第1の閾値電圧よりも大きい状態が前記第1の判定期間継続しなかった場合には、前記第1整流素子に短絡が生じていないと判定することを特徴とする請求項1に記載の故障検出装置。 - 前記第1の判定期間は、前記交流電圧の半周期以上の期間であることを特徴とする請求項2に記載の故障検出装置。
- 前記判定器は、
前記検出された出力電圧が第2の閾値電圧以下である状態が第2の判定期間継続した場合には、前記第2整流素子に前記故障として短絡が生じていると判定し、
一方、前記検出された出力電圧が前記第2の閾値電圧以下である状態が前記第2の判定期間継続しなかった場合には、前記第2整流素子に短絡が生じていないと判定することを特徴とする請求項2に記載の故障検出装置。 - 前記第2の判定期間は、前記交流電圧の半周期よりも長い期間であることを特徴とする請求項4に記載の故障検出装置。
- 前記検出回路は、一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインを有することを特徴とする請求項1に記載の故障検出装置。
- 前記判定器は、回路素子を介さず前記電圧検出ラインのみを介して前記入力ノードに接続され、前記電圧検出ラインを介して前記入力ノードの電圧を直接検出することを特徴とする請求項6に記載の故障検出装置。
- 前記判定器は、前記電圧検出ラインを介して検出された前記入力ノードの電圧と、前記閾値電圧とを比較し、この比較結果に基づいて前記整流回路に故障が生じているか否かを判定することを特徴とする請求項6に記載の故障検出装置。
- 前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を矩形波電圧に変換するロジックICを有し、
前記判定器は、前記ロジックICで変換された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出することを特徴とする請求項6に記載の故障検出装置。 - 前記検出回路は、
一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインと、
前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を矩形波電圧に変換するロジックICと、を有し、
前記第1の閾値電圧および前記第2の閾値電圧は、前記入力ノードの電圧を前記矩形波電圧に変換するための前記ロジックICの閾値電圧であり、
前記ロジックICは、
前記入力ノードの電圧と前記ロジックICの閾値電圧とを比較し、前記入力ノードの電圧が前記ロジックICの閾値電圧よりも大きい場合には、前記入力ノードの電圧をハイレベル電圧に変換し、変換した前記ハイレベル電圧を前記判定器に出力し、
一方、前記入力ノードの電圧が前記ロジックICの閾値電圧以下である場合には、前記入力ノードの電圧をローレベル電圧に変換し、変換した前記ローレベル電圧を前記判定器に出力し、
前記判定器は、
前記ハイレベル電圧または前記ローレベル電圧を検出することで前記比較結果を取得し、
前記ハイレベル電圧が前記第1の判定期間継続した場合には、前記第1整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ハイレベル電圧が前記第1の判定期間継続しなかった場合には、前記第1整流素子に短絡が生じていないと判定し、
前記ローレベル電圧が前記第2の判定期間継続した場合には、前記第2整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ローレベル電圧が前記第2の判定期間継続しなかった場合には、前記第2整流素子に短絡が生じていないと判定することを特徴とする請求項4に記載の故障検出装置。 - 前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路を有し、
前記判定器は、前記分圧回路で分圧された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出することを特徴とする請求項6に記載の故障検出装置。 - 前記検出回路は、更に、前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路で分圧された電圧を矩形波電圧に変換するロジックICとを有し、
前記判定器は、前記ロジックICで変換された電圧を検出することで、前記入力ノードの電圧を検出することを特徴とする請求項6に記載の故障検出装置。 - 前記検出回路は、
一端が前記入力ノードに接続され、他端が前記判定器に接続された電圧検出ラインと、
前記電圧検出ライン上に配置され、前記入力ノードの電圧を分圧する分圧回路と、
前記分圧回路で分圧された電圧を矩形波電圧に変換するロジックICと、を有し、
前記第1の閾値電圧および前記第2の閾値電圧は、前記分圧された電圧を前記矩形波電圧に変換するための前記ロジックICの閾値電圧であり、
前記ロジックICは、
前記分圧された電圧と前記ロジックICの閾値電圧とを比較し、前記分圧された電圧が前記ロジックICの閾値電圧よりも大きい場合には、前記分圧された電圧をハイレベル電圧に変換し、変換した前記ハイレベル電圧を前記判定器に出力し、
一方、前記分圧された電圧が前記ロジックICの閾値電圧以下である場合には、前記分圧された電圧をローレベル電圧に変換し、変換した前記ローレベル電圧を前記判定器に出力し、
前記判定器は、
前記ハイレベル電圧または前記ローレベル電圧を検出することで前記比較結果を取得し、
前記ハイレベル電圧が前記第1の判定期間継続した場合には、前記第1整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ハイレベル電圧が前記第1の判定期間継続しなかった場合には、前記第1整流素子に短絡が生じていないと判定し、
前記ローレベル電圧が前記第2の判定期間継続した場合には、前記第2整流素子に短絡が生じていると判定し、一方、前記ローレベル電圧が前記第2の判定期間継続しなかった場合には、前記第2整流素子に短絡が生じていないと判定することを特徴とする請求項4に記載の故障検出装置。 - 前記第1整流素子は、サイリスタであり、
前記第2整流素子は、ダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の故障検出装置。 - 発電機から出力された交流電圧を整流する整流回路の故障を検出する故障検出方法であって、
前記整流回路は、一端が前記発電機の出力電圧の入力ノードに接続され、他端がハイサイド側の第1出力ノードに接続された第1整流素子と、一端がローサイド側の第2出力ノードに接続され、他端が前記入力ノードに接続された第2整流素子とを有し、
前記故障検出方法は、
前記入力ノードの電圧を検出することで前記出力電圧を検出し、
前記検出された出力電圧と予め設定された閾値電圧との比較結果に基づいて、前記整流回路に故障が生じているか否かを判定し、
前記整流回路に故障が生じている場合には、前記発電機を停止させる停止信号を出力し、一方、前記整流回路に故障が生じていない場合には、前記停止信号を出力しないことを特徴とする故障検出方法。
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JP6965142B2 (ja) | 2021-11-10 |
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