JP2020156236A - Insulation type power converter unit and power converter system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁変圧器の絶縁状態を監視し、絶縁劣化を検出した場合には警報を発し、または故障の場合には電源を遮断する変圧器の絶縁監視保護システムに関するものである。 The present invention relates to an insulation monitoring and protection system for a transformer that monitors the insulation state of an insulated transformer, issues an alarm when an insulation deterioration is detected, or shuts off the power supply in the case of a failure.
従来、変圧器を備えた電力変換装置において、変圧器の一次、二次巻線間に、混触を防止するための混触防止板を設けることが、例えば特許文献１に記載されている。
Conventionally, in a power conversion device provided with a transformer, for example,
特許文献１の課題は、電力変換装置から流出する接地電流の低減にある。しかし、高圧側の巻線と混触防止板の間に絶縁破壊が生じると、電源側の系統が非接地の場合には、系統全体の健全相の対地電位が上昇する。また、電源側の系統が接地方式の場合には、大きな地絡電流が流れる。
An object of
系統全体として考えた場合には、健全相の上昇は好ましくなく、大きな地絡電流が流れる場合には、混触防止板などの導体が大型化する。さらに、一次側、もしくは二次側の巻線と混触防止板との間に絶縁破壊が生じた場合には、その相に短絡電流が流れる。よって、回路の短絡耐量の増加を招く恐れがある。また、二次側の絶縁劣化を個別に監視することはできない。 When considering the entire system, an increase in the healthy phase is not preferable, and when a large ground fault current flows, the conductor such as the contact prevention plate becomes large. Further, when dielectric breakdown occurs between the winding on the primary side or the secondary side and the contact prevention plate, a short-circuit current flows in that phase. Therefore, there is a risk of increasing the short-circuit withstand capability of the circuit. Moreover, it is not possible to individually monitor the deterioration of insulation on the secondary side.
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、絶縁変圧器の２巻線を個別にシールドすることができ、２巻線と他の構成要素に電気的に影響を与えることがない絶縁型電力変換器ユニット、電力変換器システムを提供することにある。 The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to be able to shield the two windings of an insulated transformer individually and not to electrically affect the two windings and other components. The purpose is to provide an isolated power converter unit and a power converter system.
上記課題を解決するための請求項１に記載の絶縁型電力変換器ユニットは、
互いに絶縁された２巻線が鉄心を介して各々対向配設された絶縁変圧器と、
前記２巻線のうち一方の巻線と鉄心との間に対向して配設された導電性の第１のシールドと、
前記２巻線のうち他方の巻線と鉄心との間に対向して配設された導電性の第２のシールドと、
前記一方の巻線と第１、第２の電力変換部用外部接続端子の間に接続された第１の電力変換部と、
前記他方の巻線と第３、第４の電力変換部用外部接続端子の間に接続された第２の電力変換部と、
前記第１のシールドに接続された第１、第２のシールド用外部接続端子と、
前記第２のシールドに接続された第３、第４のシールド用外部接続端子と、を備えたことを特徴とする。
The insulated power converter unit according to
An insulating transformer in which two windings insulated from each other are arranged to face each other via an iron core,
A first conductive shield disposed so as to face between one of the two windings and the iron core,
A second conductive shield disposed so as to face between the other winding of the two windings and the iron core,
A first power conversion unit connected between the one winding and the external connection terminals for the first and second power conversion units, and
A second power conversion unit connected between the other winding and the external connection terminals for the third and fourth power conversion units.
The first and second shield external connection terminals connected to the first shield,
It is characterized by including a third and fourth shield external connection terminals connected to the second shield.
請求項２に記載の絶縁型電力変換器ユニットは、請求項１において、
前記第１のシールド用外部接続端子と第１のシールドの一端の間、又は前記第２のシールド用外部接続端子と第１のシールドの他端の間の少なくともいずれか一方に、直列に接続された分圧抵抗および電圧検出用抵抗と、
前記第３のシールド用外部接続端子と第２のシールドの一端の間、又は前記第４のシールド用外部接続端子と第２のシールドの他端の間の少なくともいずれか一方に、直列に接続された分圧抵抗および電圧検出用抵抗と、
前記電圧検出用抵抗の電圧を検出し、その検出電圧に基いて絶縁劣化を判断する制御部と、を備えたことを特徴とする。
The insulated power converter unit according to
It is connected in series between the first shield external connection terminal and one end of the first shield, or at least one of the second shield external connection terminal and the other end of the first shield. Voltage dividing resistor and voltage detection resistor,
It is connected in series to at least one of the third shield external connection terminal and one end of the second shield, or the fourth shield external connection terminal and the other end of the second shield. Voltage dividing resistor and voltage detection resistor,
It is characterized by including a control unit that detects the voltage of the voltage detection resistor and determines insulation deterioration based on the detected voltage.
請求項３に記載の絶縁型電力変換器ユニットは、請求項１又は２において、
前記第１の電力変換部は、直流側が前記第１、第２の電力変換部用外部接続端子に接続され、交流側が前記一方の巻線に接続されたＤＣ／ＡＣ変換部によって構成され、
前記第２の電力変換部は、交流側が前記他方の巻線に接続され、直流側が前記第３、第４の電力変換部用外部接続端子に接続されたＡＣ／ＤＣ変換部によって構成されていることを特徴とする。
The insulated power converter unit according to claim 3 is claimed in
The first power conversion unit is composed of a DC / AC conversion unit in which the DC side is connected to the external connection terminal for the first and second power conversion units and the AC side is connected to the one winding.
The second power conversion unit is composed of an AC / DC conversion unit in which the AC side is connected to the other winding and the DC side is connected to the external connection terminals for the third and fourth power conversion units. It is characterized by that.
請求項４に記載の絶縁型電力変換器ユニットは、請求項１又は２において、
前記第１の電力変換部は、交流側が前記第１、第２の電力変換部用外部接続端子に接続されたＡＣ／ＤＣ変換部と、直流側が前記ＡＣ／ＤＣ変換部の直流側に接続され、交流側が前記一方の巻線に接続されたＤＣ／ＡＣ変換部によって構成され、
前記第２の電力変換部は、交流側が前記他方の巻線に接続され、直流側が前記第３、第４の電力変換部用外部接続端子に接続されたＡＣ／ＤＣ変換部によって構成されていることを特徴とする。
The insulated power converter unit according to claim 4 is claimed in
In the first power conversion unit, the AC side is connected to the AC / DC conversion unit whose AC side is connected to the external connection terminal for the first and second power conversion units, and the DC side is connected to the DC side of the AC / DC conversion unit. , The AC side is composed of a DC / AC converter connected to one of the windings.
The second power conversion unit is composed of an AC / DC conversion unit in which the AC side is connected to the other winding and the DC side is connected to the external connection terminals for the third and fourth power conversion units. It is characterized by that.
請求項５に記載の絶縁型電力変換器ユニットは、請求項１又は２において、
前記第１の電力変換部は、直流側が前記第１、第２の電力変換部用外部接続端子に接続され、交流側が前記一方の巻線に接続されたＤＣ／ＡＣ変換部によって構成され、
前記第２の電力変換部は、交流側が前記他方の巻線に接続されたＡＣ／ＤＣ変換部と、直流側が前記ＡＣ／ＤＣ変換部の直流側に接続され、交流側が前記第３、第４の電力変換部用外部接続端子に接続されたＤＣ／ＡＣ変換部によって構成されていることを特徴とする。
The insulated power converter unit according to claim 5 is claimed in
The first power conversion unit is composed of a DC / AC conversion unit in which the DC side is connected to the external connection terminal for the first and second power conversion units and the AC side is connected to the one winding.
In the second power conversion unit, the AC side is connected to the AC / DC conversion unit connected to the other winding, the DC side is connected to the DC side of the AC / DC conversion unit, and the AC side is the third and fourth parts. It is characterized in that it is composed of a DC / AC conversion unit connected to an external connection terminal for the power conversion unit.
請求項６に記載の絶縁型電力変換器ユニットは、請求項１又は２において、
前記第１の電力変換部は、交流側が前記第１、第２の電力変換部用外部接続端子に接続されたＡＣ／ＤＣ変換部と、直流側が前記ＡＣ／ＤＣ変換部の直流側に接続され、交流側が前記一方の巻線に接続されたＤＣ／ＡＣ変換部によって構成され、
前記第２の電力変換部は、交流側が前記他方の巻線に接続されたＡＣ／ＤＣ変換部と、直流側が前記ＡＣ／ＤＣ変換部の直流側に接続され、交流側が前記第３、第４の電力変換部用外部接続端子に接続されたＤＣ／ＡＣ変換部によって構成されていることを特徴とする。
The insulated power converter unit according to
In the first power conversion unit, the AC side is connected to the AC / DC conversion unit whose AC side is connected to the external connection terminal for the first and second power conversion units, and the DC side is connected to the DC side of the AC / DC conversion unit. , The AC side is composed of a DC / AC converter connected to one of the windings.
In the second power conversion unit, the AC side is connected to the AC / DC conversion unit connected to the other winding, the DC side is connected to the DC side of the AC / DC conversion unit, and the AC side is the third and fourth parts. It is characterized in that it is composed of a DC / AC conversion unit connected to an external connection terminal for the power conversion unit.
請求項７に記載の電力変換器システムは、
請求項１から６のいずれかに記載の絶縁型電力変換器ユニットを複数段設け、
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１の電力変換部用外部接続端子と第２の電力変換部用外部接続端子を接続し、第１のシールド用外部接続端子と第２のシールド用外部接続端子を接続し、
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第３の電力変換部用外部接続端子と第４の電力変換部用外部接続端子を接続し、第３のシールド用外部接続端子と第４のシールド用外部接続端子を接続するように構成することによって、複数段の絶縁型電力変換器ユニットを直列多重構成とし、
前記複数段のうち第１段の絶縁型電力変換器ユニットの第１の電力変換部用外部接続端子を、基準電位点を備えた第１の電源又は負荷の一端に接続し、前記複数段のうち最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、前記第１の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段の中央で互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１および第２の電力変換部用外部接続端子の共通接続点と、第１および第２のシールド用外部接続端子の共通接続点とを、前記第１の電源又は負荷の基準電位点に接続し、
前記第１段の絶縁型電力変換器ユニットの、第３の電力変換部用外部接続端子と、第３のシールド用外部接続端子とを、基準電位点を備えた第２の電源又は負荷の基準電位点としての一端に接続し、
前記最終段の絶縁型電力変換器ユニットの、第４の電力変換部用外部接続端子を、前記第２の電源又は負荷の他端に接続したことを特徴とする。
The power converter system according to
The insulated power converter unit according to any one of
The first power conversion unit external connection terminal and the second power conversion unit external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the first shield external connection terminal and the second are connected. Connect the external connection terminal for the shield of
The third power converter external connection terminal and the fourth power converter external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the third shield external connection terminal and the fourth By configuring to connect the external connection terminal for shielding, the multi-stage isolated power converter unit has a series multiplex configuration.
Of the plurality of stages, the external connection terminal for the first power conversion unit of the first stage insulated power converter unit is connected to one end of the first power supply or load provided with a reference potential point, and the plurality of stages are connected. Of these, the external connection terminal for the second power converter of the isolated power converter unit in the final stage is connected to the other end of the first power supply or load.
A common connection point for the first and second external connection terminals for the power converter and an external connection terminal for the first and second shields between the two isolated power converter units adjacent to each other in the center of the plurality of stages. Connect the common connection point of the above to the reference potential point of the first power supply or load.
The third power conversion unit external connection terminal and the third shield external connection terminal of the first-stage insulated power converter unit are designated as a second power source or load having a reference potential point. Connect to one end as a potential point,
It is characterized in that the external connection terminal for the fourth power conversion unit of the isolated power converter unit in the final stage is connected to the other end of the second power supply or load.
請求項８に記載の電力変換器システムは、
請求項１から６のいずれかに記載の絶縁型電力変換器ユニットを複数段設け、
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１の電力変換部用外部接続端子と第２の電力変換部用外部接続端子を接続し、第１のシールド用外部接続端子と第２のシールド用外部接続端子を接続し、
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第３の電力変換部用外部接続端子と第４の電力変換部用外部接続端子を接続し、第３のシールド用外部接続端子と第４のシールド用外部接続端子を接続するように構成することによって、複数段の絶縁型電力変換器ユニットを直列多重構成とし、
前記複数段のうち第１段の絶縁型電力変換器ユニットの、第１の電力変換部用外部接続端子と第１のシールド用外部接続端子とを、第１の電源又は負荷の一端に接続し、前記複数段のうち最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、前記第１の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段のうち第１段の絶縁型電力変換器ユニットの、第３の電力変換部用外部接続端子を、第２の電源又は負荷の一端に接続し、前記複数段のうち最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第４の電力変換部用外部接続端子を、前記第２の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段の中央で互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第３および第４の電力変換部用外部接続端子の共通接続点と、第３および第４のシールド用外部接続端子の共通接続点とを、共通に接続したことを特徴とする。
The power converter system according to claim 8 is
The insulated power converter unit according to any one of
The first power conversion unit external connection terminal and the second power conversion unit external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the first shield external connection terminal and the second are connected. Connect the external connection terminal for the shield of
The third power converter external connection terminal and the fourth power converter external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the third shield external connection terminal and the fourth By configuring to connect the external connection terminal for shielding, the multi-stage isolated power converter unit has a series multiplex configuration.
Of the plurality of stages, the first stage external connection terminal for the power conversion unit and the first shield external connection terminal of the first stage isolated power converter unit are connected to one end of the first power supply or load. , The external connection terminal for the second power conversion unit of the isolated power converter unit in the final stage of the plurality of stages is connected to the other end of the first power supply or load.
The external connection terminal for the third power conversion unit of the first-stage isolated power converter unit among the plurality of stages is connected to one end of the second power supply or load, and the final stage of the plurality of stages is insulated. The external connection terminal for the fourth power converter of the type power converter unit is connected to the other end of the second power supply or load.
The common connection point of the external connection terminals for the third and fourth power converters and the external connection terminals for the third and fourth shields between the two isolated power converter units adjacent to each other in the center of the plurality of stages. It is characterized in that it is connected in common with the common connection point of.
請求項９に記載の電力変換器システムは、
請求項１から６のいずれかに記載の絶縁型電力変換器ユニットを複数段設け、
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットの、第１の電力変換部用外部接続端子各々を、基準電位点を備えた第１の電源又は負荷の一端に接続し、第２の電力変換部用外部接続端子各々を、前記第１の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットの、第３の電力変換部用外部接続端子各々と、第３のシールド用外部接続端子各々を、基準電位点を備えた第２の電源又は負荷の基準電位点としての一端に接続し、第４の電力変換部用外部接続端子各々を、前記第２の電源又は負荷の他端に接続することによって、前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットを並列多重構成とし、
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットの、第１のシールド用外部接続端子各々を共通に接続し、
前記複数段の中央で互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１のシールド用外部接続端子の共通接続点を前記第１の電源又は負荷の基準電位点に接続したことを特徴とする。
The power converter system according to claim 9 is
The insulated power converter unit according to any one of
Each of the external connection terminals for the first power conversion unit of the multi-stage insulated power converter unit is connected to one end of a first power supply or load provided with a reference potential point for the second power conversion unit. Connect each of the external connection terminals to the other end of the first power supply or load.
Each of the external connection terminals for the third power conversion unit and each of the external connection terminals for the third shield of the multi-stage insulated power converter unit is used as a reference for a second power supply or load having a reference potential point. By connecting to one end as a potential point and connecting each of the external connection terminals for the fourth power converter to the other end of the second power supply or load, the plurality of stages of the isolated power converter unit are connected in parallel. Multiple configurations
Each of the first shield external connection terminals of the multi-stage insulated power converter unit is connected in common.
The feature is that the common connection point of the first external connection terminal for shielding between the two insulated power converter units adjacent to each other at the center of the plurality of stages is connected to the reference potential point of the first power supply or load. And.
請求項１０に記載の電力変換器システムは、
請求項１から６のいずれかに記載の絶縁型電力変換器ユニットを複数段設け、
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットの、第１の電力変換部用外部接続端子各々を、第１の電源又は負荷の一端に接続し、第２の電力変換部用外部接続端子各々を、前記第１の電源又は負荷の他端に接続し、第１のシールド用外部接続端子各々を共通に接続し、
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットの、第３の電力変換部用外部接続端子各々と、第３のシールド用外部接続端子各々を、第２の電源又は負荷の一端に接続し、第４の電力変換部用外部接続端子各々を、前記第２の電源又は負荷の他端に接続することによって、
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットを並列多重構成としたことを特徴とする。
The power converter system according to claim 10 is
The insulated power converter unit according to any one of
Each of the external connection terminals for the first power conversion unit of the multi-stage isolated power converter unit is connected to one end of the first power supply or load, and each of the external connection terminals for the second power conversion unit is connected. Connect to the other end of the first power supply or load, and connect each of the first shield external connection terminals in common.
Each of the third external connection terminals for the power conversion unit and each of the third external connection terminals for the shield of the multi-stage insulated power converter unit are connected to one end of the second power supply or load, and the fourth By connecting each of the external connection terminals for the power converter of the above to the other end of the second power supply or load.
It is characterized in that the plurality of stages of isolated power converter units have a parallel multiplex configuration.
請求項１１に記載の電力変換器システムは、
請求項１から６のいずれかに記載の絶縁型電力変換器ユニットを複数段設け、
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１の電力変換部用外部接続端子と第２の電力変換部用外部接続端子を接続し、第１のシールド用外部接続端子と第２のシールド用外部接続端子を接続するように構成することによって複数段の絶縁型電力変換器ユニットを直列多重構成とし、
前記複数段のうち第１段の絶縁型電力変換器ユニットの第１の電力変換部用外部接続端子を、基準電位点を備えた第１の電源又は負荷の一端に接続し、前記複数段のうち最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、前記第１の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段の中央で互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１および第２の電力変換部用外部接続端子の共通接続点と、第１および第２のシールド用外部接続端子の共通接続点とを、前記第１の電源又は負荷の基準電位点に接続し、
前記複数段のうち、互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニットの、第３および第４のシールド用外部接続端子を共通接続し、第３および第４の電力変換部用外部接続端子を共通接続し、前記２つの共通接続点を共通に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち一方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、基準電位点を有しない第２の電源又は負荷の一端に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち他方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、前記第２の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段のうち、互いに隣接する前記以外の２つの絶縁型電力変換器ユニットの、第３および第４のシールド用外部接続端子を共通接続し、第３および第４の電力変換部用外部接続端子を共通接続し、前記２つの共通接続点を共通に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち一方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、接地された基準電位点を有した第３の電源又は負荷の一端に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち他方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、前記第３の電源又は負荷の他端に接続し、前記２つの共通接続点を前記第３の電源又は負荷の基準電位点に接続し、
前記複数段のうち、互いに隣接する前記以外の２つの絶縁型電力変換器ユニットの、第３および第４のシールド用外部接続端子を共通接続し、第３および第４の電力変換部用外部接続端子を共通接続し、前記２つの共通接続点を共通に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち一方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、基準電位点を有した第４の電源又は負荷の一端に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち他方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、前記第４の電源又は負荷の他端に接続し、前記２つの共通接続点を前記第４の電源又は負荷の基準電位点に接続したことを特徴とする。
The power converter system according to claim 11.
The insulated power converter unit according to any one of
The first power conversion unit external connection terminal and the second power conversion unit external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the first shield external connection terminal and the second are connected. By configuring to connect the external connection terminal for shielding, a multi-stage isolated power converter unit is configured in series and multiplex.
Of the plurality of stages, the external connection terminal for the first power conversion unit of the first stage insulated power converter unit is connected to one end of the first power supply or load provided with a reference potential point, and the plurality of stages are connected. Of these, the external connection terminal for the second power converter of the isolated power converter unit in the final stage is connected to the other end of the first power supply or load.
A common connection point for the first and second external connection terminals for the power converter and an external connection terminal for the first and second shields between the two isolated power converter units adjacent to each other in the center of the plurality of stages. Connect the common connection point of the above to the reference potential point of the first power supply or load.
Of the plurality of stages, the external connection terminals for the third and fourth shields of the two isolated power converter units adjacent to each other are commonly connected, and the external connection terminals for the third and fourth power converters are common. Connect, connect the two common connection points in common,
A second power source or load that does not have a reference potential point at the external connection terminal for the third or fourth power conversion unit that is not commonly connected to one of the two adjacent isolated power converter units. Connect to one end of
The external connection terminal for the third or fourth power conversion unit, which is not commonly connected, of the other insulated power converter unit of the two adjacent to each other is connected to the other end of the second power supply or load. And
Of the plurality of stages, the third and fourth shield external connection terminals of the two other isolated power converter units adjacent to each other are commonly connected, and the third and fourth power converter external connections are made. Connect the terminals in common, and connect the two common connection points in common.
A third external connection terminal for a third or fourth power conversion unit that is not commonly connected to one of the two adjacent isolated power converter units has a grounded reference potential point. Connect to one end of the power supply or load
The external connection terminal for the third or fourth power conversion unit, which is not commonly connected, of the other insulated power converter unit of the two adjacent to each other is connected to the other end of the third power supply or load. Then, the two common connection points are connected to the reference potential point of the third power source or load.
Of the plurality of stages, the third and fourth shield external connection terminals of the two other isolated power converter units adjacent to each other are commonly connected, and the third and fourth power converter external connections are made. Connect the terminals in common, and connect the two common connection points in common.
A fourth power source or load having a reference potential point at the external connection terminal for the third or fourth power conversion unit, which is not commonly connected, of one of the two isolated power converter units adjacent to each other. Connect to one end of
The external connection terminal for the third or fourth power conversion unit, which is not commonly connected, of the other insulated power converter unit of the two adjacent to each other is connected to the other end of the fourth power supply or load. The two common connection points are connected to the reference potential point of the fourth power source or load.
請求項１２に記載の電力変換器システムは、
請求項１から６のいずれかに記載の絶縁型電力変換器ユニットを複数段設け、
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１の電力変換部用外部接続端子と第２の電力変換部用外部接続端子を接続し、第１のシールド用外部接続端子と第２のシールド用外部接続端子を接続するように構成して第１の直列多重ユニット部を構成し、
請求項１から６のいずれかに記載の絶縁型電力変換器ユニットを複数段設け、それら複数段のユニットを前記第１の直列多重ユニット部と同一に構成して第２の直列多重ユニット部を構成し、
請求項１から６のいずれかに記載の絶縁型電力変換器ユニットを複数段設け、それら複数段のユニットを前記第１の直列多重ユニット部と同一に構成して第３の直列多重ユニット部を構成し、
前記第１の直列多重ユニット部の最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、第１の電源を構成する三相交流電源の第１相電源に接続し、
前記第２の直列多重ユニット部の最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、前記三相交流電源の第２相電源に接続し、
前記第３の直列多重ユニット部の最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、前記三相交流電源の第３相電源に接続し、
前記第１、第２、第３の直列多重ユニット部の各々の第１段の絶縁型電力変換器ユニットの第１の電力変換部用外部接続端子どうしを共通に接続し、前記第１、第２、第３の直列多重ユニット部の各々の第１段の絶縁型電力変換器ユニットの第１のシールド用外部接続端子どうしを共通に接続し、それら２つの共通接続点を共通に接続し、
前記第１の直列多重ユニット部における、前記複数段のうち、互いに隣接する２つの段の絶縁型電力変換器ユニット間の第３の電力変換部用外部接続端子と第４の電力変換部用外部接続端子を接続し、第３のシールド用外部接続端子と第４のシールド用外部接続端子を接続し、それら接続点を共通に接続して第１共通接続点とし、
前記第２の直列多重ユニット部における、前記複数段のうち、互いに隣接する２つの段の絶縁型電力変換器ユニット間の第３の電力変換部用外部接続端子と第４の電力変換部用外部接続端子を接続し、第３のシールド用外部接続端子と第４のシールド用外部接続端子を接続し、それら接続点を共通に接続して第２共通接続点とし、
前記第３の直列多重ユニット部における、前記複数段のうち、互いに隣接する２つの段の絶縁型電力変換器ユニット間の第３の電力変換部用外部接続端子と第４の電力変換部用外部接続端子を接続し、第３のシールド用外部接続端子と第４のシールド用外部接続端子を接続し、それら接続点を共通に接続して第３共通接続点とし、
前記第１の直列多重ユニット部におけるすべての第１共通接続点と、前記第２の直列多重ユニット部におけるすべての第２共通接続点と、前記第３の直列多重ユニット部におけるすべての第３共通接続点とを共通に接続し、
前記第３の直列多重ユニット部における、前記複数段の中央で互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の第３共通接続点を、基準電位を備えた第２の電源又は負荷の基準電位点に接続し、
前記第１の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第３の電力変換部用外部接続端子と、
前記第２の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第３の電力変換部用外部接続端子と、
前記第３の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第３の電力変換部用外部接続端子とを、前記第２の電源又は負荷の一端に接続し
前記第１の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第４の電力変換部用外部接続端子と、
前記第２の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第４の電力変換部用外部接続端子と、
前記第３の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第４の電力変換部用外部接続端子とを、前記第２の電源又は負荷の他端に接続したことを特徴とする。
The power converter system according to claim 12
The insulated power converter unit according to any one of
The first power conversion unit external connection terminal and the second power conversion unit external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the first shield external connection terminal and the second are connected. The first series multiplex unit unit is configured to connect the external connection terminal for shielding.
The isolated power converter unit according to any one of
The insulated power converter unit according to any one of
The external connection terminal for the second power converter of the isolated power converter unit in the final stage of the first series multiplex unit is connected to the first phase power supply of the three-phase AC power supply constituting the first power supply. ,
The external connection terminal for the second power converter of the isolated power converter unit in the final stage of the second series multiplex unit is connected to the second phase power supply of the three-phase AC power supply.
The external connection terminal for the second power conversion unit of the isolated power converter unit in the final stage of the third series multiplex unit unit is connected to the third phase power supply of the three-phase AC power supply.
The external connection terminals for the first power conversion unit of the first-stage insulated power converter unit of each of the first, second, and third series multiplexing unit units are connected in common, and the first and first stages are connected. The first shield external connection terminals of the first-stage insulated power converter units of the second and third series multiplex units are connected in common, and these two common connection points are connected in common.
In the first series multiplexing unit unit, the external connection terminal for the third power conversion unit and the external for the fourth power conversion unit between the isolated power converter units of the two stages adjacent to each other among the plurality of stages. Connect the connection terminals, connect the third shield external connection terminal and the fourth shield external connection terminal, and connect these connection points in common to make the first common connection point.
In the second series multiplexing unit unit, the external connection terminal for the third power conversion unit and the external for the fourth power conversion unit between the isolated power converter units of the two stages adjacent to each other among the plurality of stages. Connect the connection terminals, connect the third shield external connection terminal and the fourth shield external connection terminal, and connect these connection points in common to make the second common connection point.
Out of the plurality of stages in the third series multiplexing unit unit, an external connection terminal for a third power conversion unit and an external connection for a fourth power conversion unit between two stages of isolated power converter units adjacent to each other. Connect the connection terminals, connect the third shield external connection terminal and the fourth shield external connection terminal, and connect these connection points in common to make it the third common connection point.
All first common connection points in the first series multiplex unit section, all second common connection points in the second series multiplex unit section, and all third common points in the third series multiplex unit section. Connect to the connection point in common,
A reference potential of a second power source or load having a reference potential at a third common connection point between two isolated power converter units adjacent to each other at the center of the plurality of stages in the third series multiplexing unit unit. Connect to the point
Of the plurality of stages in the first series multiplexing unit unit, the external connection terminals for each third power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit,
Of the plurality of stages in the second series multiplexing unit unit, the external connection terminals for each third power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit,
Of the plurality of stages in the third series multiplexing unit unit, the external connection terminals for each third power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit are connected to the second power supply or load. Of the plurality of stages in the first series multiplexing unit unit connected to one end, the external connection terminals for each fourth power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit,
Of the plurality of stages in the second series multiplexing unit unit, the external connection terminals for each fourth power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit,
Of the plurality of stages in the third series multiplexing unit unit, the external connection terminals for each fourth power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit are connected to the second power supply or load. It is characterized by being connected to the other end.
（１）請求項１〜１２に記載の発明によれば、第１、第２のシールドによって、絶縁変圧器の２巻線を個別にシールドすることができ、２巻線と他の構成要素に電気的に影響を与えることがない。また、第１〜第４のシールド用外部接続端子を設けているので、第１、第２のシールドを外部の電源又は負荷の基準電位点と接続することができる。
（２）請求項２に記載の発明によれば、２巻線と第１、第２のシールドの間の絶縁劣化は、電圧検出用抵抗によって確実に検出され、制御部によって判断される。このため、外部回路に頼ることなく絶縁劣化を判断して、例えば警報を発し、故障の場合は電源を遮断する等の保護を行うことができる。
(1) According to the inventions of
(2) According to the invention of
また、第１、第２のシールドに各々直列接続された分圧抵抗および電圧検出用抵抗によって、絶縁劣化時や絶縁破壊時の影響を抑制することができる。 Further, the voltage dividing resistor and the voltage detecting resistor connected in series to the first and second shields can suppress the influence at the time of insulation deterioration or dielectric breakdown.
また、シールドと、分圧抵抗および電圧検出用抵抗を、一方の巻線側と他方の巻線側の２系統に設けているので、第１、第２のシールド用外部接続端子と第３、第４のシールド用外部接続端子に、各々異なる電源又は負荷の基準電位点を接続することができる。
（３）請求項３に記載の発明によれば、前記（１）の効果を備えるか、又は前記（１）、（２）の効果を備えたＤＣ／ＤＣ変換器ユニットを構成することができる。
（４）請求項４に記載の発明によれば、前記（１）の効果を備えるか、又は前記（１）、（２）の効果を備えたＡＣ／ＤＣ変換器ユニットを構成することができる。
（５）請求項５に記載の発明によれば、前記（１）の効果を備えるか、又は前記（１）、（２）の効果を備えたＤＣ／ＡＣ変換器ユニットを構成することができる。
（６）請求項６に記載の発明によれば、前記（１）の効果を備えるか、又は前記（１）、（２）の効果を備えたＡＣ／ＡＣ変換器ユニットを構成することができる。
（７）請求項７に記載の発明によれば、絶縁型電力変換器ユニットを複数段に直列多重化し、基準電位点を備えた電源又は負荷に接続した電力変換器システムにおいて、前記（１）の効果か、又は前記（１）、（２）の効果が得られる。
（８）請求項８に記載の発明によれば、絶縁型電力変換器ユニットを複数段に直列多重化し、基準電位点を備えていない電源又は負荷に接続した電力変換器システムにおいて、前記（１）の効果か、又は前記（１）、（２）の効果が得られる。
（９）請求項９に記載の発明によれば、絶縁型電力変換器ユニットを複数段に並列多重化し、基準電位点を備えた電源又は負荷に接続した電力変換器システムにおいて、前記（１）の効果か、又は前記（１）、（２）の効果が得られる。
（１０）請求項１０に記載の発明によれば、絶縁型電力変換器ユニットを複数段に並列多重化し、基準電位点を備えていない電源又は負荷に接続した電力変換器システムにおいて、前記（１）の効果か、又は前記（１）、（２）の効果が得られる。
（１１）請求項１１に記載の発明によれば、絶縁型電力変換器ユニットを複数段に直列多重化した電力変換器システムにおいて、複数の独立した電源又は負荷であって、基準電位点を有する、有しない等の形態の異なる電源又は負荷に接続することが可能であり、前記（１）の効果か、又は前記（１）、（２）の効果を得ることができる。
（１２）請求項１２に記載の発明によれば、絶縁型電力変換器ユニットを、三相交流電源に対して直並列多重化することで、高電圧を任意の電圧に降圧して大容量化を実施することができ、また、前記（１）の効果か、又は前記（１）、（２）の効果を得ることができる。
Further, since the shield, the voltage dividing resistor, and the voltage detecting resistor are provided in two systems, one winding side and the other winding side, the first and second external connection terminals for shielding and the third, Reference potential points of different power supplies or loads can be connected to the fourth external connection terminal for shielding.
(3) According to the invention of claim 3, the DC / DC converter unit having the effect of the above (1) or the effect of the above (1) and (2) can be configured. ..
(4) According to the invention of claim 4, the AC / DC converter unit having the effect of the above (1) or the effect of the above (1) and (2) can be configured. ..
(5) According to the invention of claim 5, the DC / AC converter unit having the effect of the above (1) or the effect of the above (1) and (2) can be configured. ..
(6) According to the invention of
(7) According to the invention of
(8) According to the invention of claim 8, in the power converter system in which the isolated power converter unit is serially multiplexed in a plurality of stages and connected to a power source or a load not provided with a reference potential point, the above (1). ) Or the effects of (1) and (2) above can be obtained.
(9) According to the invention of claim 9, in the power converter system in which the isolated power converter unit is multiplexed in parallel in a plurality of stages and connected to a power source or a load provided with a reference potential point, the above (1). Or the effects of (1) and (2) above can be obtained.
(10) According to the invention of claim 10, in the power converter system in which the isolated power converter unit is multiplexed in parallel in a plurality of stages and connected to a power source or a load not provided with a reference potential point, the above (1). ) Or the effects of (1) and (2) above can be obtained.
(11) According to the invention of claim 11, in a power converter system in which isolated power converter units are serially multiplexed in a plurality of stages, a plurality of independent power supplies or loads having a reference potential point. It is possible to connect to a power source or load having a different form such as having no effect, and the effect of the above (1) or the effect of the above (1) and (2) can be obtained.
(12) According to the invention of claim 12, the isolated power converter unit is serially and parallel-multiplexed with respect to the three-phase AC power supply to step down the high voltage to an arbitrary voltage and increase the capacity. The above-mentioned effect (1) or the above-mentioned effects (1) and (2) can be obtained.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following examples of embodiments.
図１に、実施例１による絶縁ＤＣ／ＤＣユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの基本構成例を示す。図１において、３１は、図示省略の筐体内に設けられた絶縁変圧器の鉄心３３を介して互いに絶縁して配設された２巻線のうちの、一方の巻線（例えば一次側巻線）を構成するＤＣ／ＡＣ巻線であり、３２は、他方の巻線（例えば二次側巻線）を構成するＡＣ／ＤＣ巻線である。
FIG. 1 shows an example of a basic configuration of an insulation transformer insulation monitoring protection system for an insulation DC / DC unit according to the first embodiment. In FIG. 1,
ＤＣ／ＡＣ巻線３１および鉄心３３から所定距離隔てて、ＤＣ／ＡＣ巻線３１と鉄心３３の間に対向して、ＤＣ／ＡＣ巻線３１と他の構成部品との混触を防止するための導電性のＤＣ／ＡＣ巻線シールド（第１のシールド）４１が配設されている。
A predetermined distance from the DC / AC winding 31 and the
ＡＣ／ＤＣ巻線３２および鉄心３３から所定距離隔てて、ＡＣ／ＤＣ巻線３２と鉄心３３の間に対向して、ＡＣ／ＤＣ巻線３２と他の構成部品との混触を防止するための導電性のＡＣ／ＤＣ巻線シールド（第２のシールド）４２が配設されている。
To prevent the AC / DC winding 32 and the
５１は、第１の電力変換部としての、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部であり、直流側は図示省略の筐体壁に設けられた第１の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１および第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２に接続され、交流側はＤＣ／ＡＣ巻線３１に接続されている。
５２は、第２の電力変換部としての、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部であり、交流側はＡＣ／ＤＣ巻線３２に接続され、直流側は図示省略の筐体壁に設けられた第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１および第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２に接続されている。
ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の一端は、他の回路と接続することが可能なように、筐体壁に設けられた第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１に接続され、ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の他端は、他の回路と接続することが可能なように、筐体壁に設けられた第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−２に接続され、ＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の一端は、他の回路と接続することが可能なように、筐体壁に設けられた第３のシールド用外部接続端子Ｓ２−１に接続され、ＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の他端は、他の回路と接続することが可能なように、筐体壁に設けられた第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−２に接続されている。
One end of the DC /
６１は、ＤＣ／ＡＣ変換部５１の制御部であり、６２はＡＣ／ＤＣ変換部５２の制御部である。
前記図１の各構成要素によってＤＣ／ＤＣユニット１１を構成している。 The DC / DC unit 11 is composed of the components of FIG.
ＤＣ／ＤＣユニット１１のＤＣ／ＡＣ巻線３１側において、第１、第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１，Ｍ１−２には直流電源、或いは負荷の正極、負極が外部から接続される。絶縁変圧器のＤＣ／ＡＣ巻線３１は、他の巻線や鉄心、筐体、他の部品等との電気的な混触を防止することを目的としてＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１（混触防止のための導体）を施し、第１、第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−１，Ｓ１−２にて外部と接続可能な構成としている。 On the DC / AC winding 31 side of the DC / DC unit 11, the DC power supply or the positive and negative electrodes of the load are connected from the outside to the external connection terminals M1-1 and M1-2 for the first and second power converters. Will be done. The DC / AC winding 31 of the insulation transformer is a DC / AC winding shield 41 (for prevention of contact) for the purpose of preventing electrical contact with other windings, an iron core, a housing, other parts, and the like. (Conductor for this purpose) is provided, and the configuration is such that it can be connected to the outside at the first and second external connection terminals S1-1 and S1-2 for shielding.
同様にＤＣ／ＤＣユニット１１のＡＣ／ＤＣ巻線３２側において、第３、第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１，Ｍ２−２には直流電源、或いは負荷の正極、負極が外部から接続される。絶縁変圧器のＡＣ／ＤＣ巻線３２は、他の巻線や鉄心、筐体等との電位的な混触を防止することを目的としてＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２を施し、第３、第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−１，Ｓ２−２にて外部と接続可能な構成としている。
Similarly, on the AC / DC winding 32 side of the DC / DC unit 11, the DC power supply or the positive and negative electrodes of the load are external to the external connection terminals M2-1 and M2-2 for the third and fourth power converters. Connected from. The AC / DC winding 32 of the insulation transformer is provided with an AC /
前記外部接続端子Ｍ１−１，Ｍ１−２，Ｍ２−１，Ｍ２−２，Ｓ１−１，Ｓ１−２，Ｓ２−１，Ｓ２−２の電位は各々絶縁されている。 The potentials of the external connection terminals M1-1, M1-2, M2-1, M2-2, S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 are each insulated.
また、ＤＣ／ＡＣ変換部５１は、一般的なＩＧＢＴなどのスイッチング素子を用いて直流を交流に変換するものであり、スイッチング素子を駆動するためのゲート出力信号や保護機構が備えられている。同様にＡＣ／ＤＣ変換部５２は、一般的なＩＧＢＴなどのスイッチング素子を用いて交流を直流に変換するものであり、スイッチング素子を駆動するためのゲート出力信号や保護機構が備えられている。
Further, the DC /
一般的な絶縁変圧器において、一次側と二次側の混触を許容できない場合には、一次巻線と二次巻線の間に混触防止板を施し、混触防止板は安全のために保護接地されることが多い。 In a general insulated transformer, if contact between the primary side and the secondary side cannot be tolerated, a contact prevention plate is provided between the primary winding and the secondary winding, and the contact prevention plate is protected and grounded for safety. Often done.
しかし、多種多様な電源や負荷を絶縁して接続する電力変換器システムでは、ＡＣ／ＤＣ側のユニットの外部と、ＤＣ／ＡＣ側のユニットの外部の電源システムや接地システムは異なることが多く、保護や安全性、およびコモンモードノイズの影響を抑制するために図１のようなＤＣ／ＤＣユニット１１は外部回路に応じて接地や基準電位の施し方等の構成を変更する必要がある。 However, in a power converter system that insulates and connects a wide variety of power supplies and loads, the power supply system and grounding system outside the AC / DC side unit and the external power supply system and grounding system of the DC / AC side unit are often different. In order to protect, safety, and suppress the influence of common mode noise, it is necessary to change the configuration of the DC / DC unit 11 as shown in FIG. 1 such as grounding and how to apply a reference potential according to an external circuit.
図１の構成において、ＤＣ／ＡＣ巻線３１の電位はＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１によって他の巻線やシールド、鉄心や筐体と絶縁しており、ＤＣ／ＡＣ巻線３１とＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の絶縁が破壊されない限りＤＣ／ＡＣ巻線３１の電位は他の部品に移行しない。同様に、ＡＣ／ＤＣ巻線３２の電位はＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２によって他の巻線やシールド、鉄心や筐体と絶縁しており、ＡＣ／ＤＣ巻線３２とＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の絶縁が破壊されない限りＡＣ／ＤＣ巻線３２の電位は他の部品に移行しない。
In the configuration of FIG. 1, the potential of the DC / AC winding 31 is insulated from other windings, shields, iron cores and housings by the DC /
よって、ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の電位は、第１、第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−１，Ｓ１−２によって、それに接続される電源や負荷の基準電位と共通にできる。同様にＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の電位は、第３、第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−１，Ｓ２−２によって、それに接続される電源や負荷の基準電位と共通にできる。
Therefore, the potential of the DC /
図１の構成において、ＤＣ／ＡＣ巻線３１とＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の絶縁が正常な場合には、その間の大きな絶縁インピーダンスによって、ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の電位変動は少ない。しかし、ＤＣ／ＡＣ巻線３１とＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の絶縁が破壊された場合には、ＤＣ／ＡＣ巻線３１とＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１が混触するために、ＤＣ／ＡＣ巻線３１の電位がＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１に移行する。
In the configuration of FIG. 1, when the insulation between the DC / AC winding 31 and the DC /
これにより、第１、第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−１，Ｓ１−２は大きく電位変動が生じる。この電位変動に伴う対地電圧の変動や漏れ電流の増加をＤＣ／ＤＣユニット１１の外部にて例えば漏電継電器等で監視することにより、ＤＣ／ＡＣ巻線３１側の絶縁破壊を監視し保護できる。 As a result, the first and second shield external connection terminals S1-1 and S1-2 have large potential fluctuations. By monitoring the fluctuation of the voltage to ground and the increase of the leakage current due to the potential fluctuation with a leakage relay or the like outside the DC / DC unit 11, it is possible to monitor and protect the dielectric breakdown on the DC / AC winding 31 side.
また、ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１は、ＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２や、ＡＣ／ＤＣ巻線３２、鉄心３３と絶縁されているために、この絶縁破壊の影響は、波及しない。同様にＡＣ／ＤＣ巻線３２とＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の絶縁が破壊された場合にもその影響は鉄心３３やＤＣ／ＡＣ巻線３１、ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１に波及しない。
Further, since the DC /
以上のように、図１のＤＣ／ＤＣユニット１１は、変圧器の各巻線を他の構成要素と確実に絶縁するために個別巻線シールドを有し、変圧器の一次側と二次側を独立した電源、負荷、接地システムとして接続でき、しかも絶縁破壊が生じた場合においては、絶縁破壊した回路外部への影響は他の巻線の巻線シールドが施されているため、従来のように一次巻線と二次巻線の間に唯一の混触防止板を設けた場合に比べ限定的である。 As described above, the DC / DC unit 11 of FIG. 1 has an individual winding shield to ensure that each winding of the transformer is insulated from other components, and the primary side and the secondary side of the transformer are separated from each other. It can be connected as an independent power supply, load, and grounding system, and in the event of insulation breakage, the effect on the outside of the circuit where insulation breakage occurs is due to the winding shield of other windings, as in the past. This is more limited than the case where only a contact prevention plate is provided between the primary winding and the secondary winding.
本実施例では、次のような効果が得られる。 In this embodiment, the following effects can be obtained.
電力系統との接続や高圧から低圧に降圧する変圧器は人身事故火災、事故波及範囲拡大の抑制を目的として、変圧器内部に一次側と二次側の混触を防止するための単一の混触防止板を施している。しかし、電源や負荷が直接接地システムの場合には絶縁破壊によって混触防止板を含めた故障回路に瞬時過大電流が流れる。このため、混触防止板を含めた故障回路は過大電流に耐えるための導体容積が必要である。 A transformer that connects to the power system and steps down from high voltage to low voltage is intended to prevent accidents resulting in injury or death and the expansion of the accident spread range, and a single touch prevention to prevent contact between the primary side and the secondary side inside the transformer. It has a board. However, when the power supply or load is a direct grounding system, an instantaneous excessive current flows through the faulty circuit including the contact prevention plate due to dielectric breakdown. For this reason, the fault circuit including the contact prevention plate needs a conductor volume to withstand an excessive current.
また、電源や負荷が非接地システムの場合には絶縁破壊によって混触防止板を含めた故障回路の電位が故障点の電位になるため、健全回路の電位が上昇する。このため、混触防止板を含めた故障回路は故障時の電圧に耐えるための絶縁が必要である。さらに混触防止板が単一で接地されている場合には、変圧器１次側と二次側が混触防止板や接地線を介して接続される。したがって、インバータなどのノイズが変圧器の浮遊容量などによって一次側と二次側の間を結合する。 Further, when the power supply or the load is a non-grounded system, the potential of the faulty circuit including the contact prevention plate becomes the potential of the faulty point due to dielectric breakdown, so that the potential of the sound circuit rises. For this reason, the faulty circuit including the contact prevention plate needs to be insulated to withstand the voltage at the time of fault. Further, when the contact prevention plate is grounded by itself, the primary side and the secondary side of the transformer are connected via the contact prevention plate and the ground wire. Therefore, noise from the inverter or the like couples between the primary side and the secondary side due to the stray capacitance of the transformer or the like.
実施例１では、変圧器の一次側（ＤＣ／ＡＣ巻線３１側）と二次側（ＡＣ／ＤＣ巻線３２側）は個別にシールドする構成としている。またシールド相互は絶縁している。さらにそのシールドは個別に外部回路と接続可能な構成としている。これにより、変圧器の一次側と二次側は個別の電源、接地システムを選択できる。これにより、インバータなどのノイズが変圧器の浮遊容量などによって一次側と二次側の間を結合することを抑制できる。 In the first embodiment, the primary side (DC / AC winding 31 side) and the secondary side (AC / DC winding 32 side) of the transformer are individually shielded. In addition, the shields are insulated from each other. Furthermore, the shield is configured so that it can be individually connected to an external circuit. This allows the primary and secondary sides of the transformer to select separate power and grounding systems. As a result, it is possible to prevent noise from the inverter or the like from being coupled between the primary side and the secondary side due to stray capacitance of the transformer or the like.
本実施例２では、ＤＣ／ＤＣユニット内に分圧抵抗および電圧検出用抵抗を追加して、外部回路を用いることなく絶縁劣化の監視、保護が行えるように構成した。図２に、実施例２による絶縁ＤＣ／ＤＣユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図２において図１と同一部分は同一符号をもって示している。 In the second embodiment, a voltage dividing resistor and a voltage detecting resistor are added in the DC / DC unit so that insulation deterioration can be monitored and protected without using an external circuit. FIG. 2 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation DC / DC unit according to the second embodiment. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals.
図２のＤＣ／ＤＣユニット１２において、図１と異なる点は、第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１とＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の一端の間に、高抵抗値の分圧抵抗Ｒ１０と低抵抗の電圧検出用抵抗Ｒ１１を直列に接続し、第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−２とＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の他端の間に、高抵抗値の分圧抵抗Ｒ１０と低抵抗の電圧検出用抵抗Ｒ１１を直列に接続し、前記２つの電圧検出用抵抗Ｒ１１の各電圧（各々の抵抗の両端間電圧）を電圧検出部７１により検出し、制御部６１が、前記検出電圧に基いて絶縁劣化を判断し、例えば警報を発し、故障の場合は電源を遮断する等の保護を行うように構成し、
また、第３のシールド用外部接続端子Ｓ２−１とＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の一端の間に、高抵抗値の分圧抵抗Ｒ２０と低抵抗の電圧検出用抵抗Ｒ２１を直列に接続し、第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−２とＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の他端の間に、高抵抗値の分圧抵抗Ｒ２０と低抵抗の電圧検出用抵抗Ｒ２１を直列に接続し、前記２つの電圧検出用抵抗Ｒ２１の各電圧（各々の抵抗の両端間電圧）を電圧検出部７２により検出し、制御部６２が、前記検出電圧に基いて絶縁劣化を判断し、例えば警報を発し、故障の場合は電源を遮断する等の保護を行うように構成したことにあり、その他の部分は図１と同様に構成されている。
In the DC / DC unit 12 of FIG. 2, the difference from FIG. 1 is that the voltage dividing resistor R10 having a high resistance value is located between the first shield external connection terminal S1-1 and one end of the DC /
Further, a voltage dividing resistor R20 having a high resistance value and a voltage detecting resistor R21 having a low resistance are connected in series between the third external connection terminal S2-1 for shielding and one end of the AC /
図１では、絶縁破壊によりＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１、またはＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２に大きな地絡電流が生じるような外部回路構成の場合に対して、図２では前記抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、又は抵抗Ｒ２０、Ｒ２１がその電流を制限する機能を有する。このため、ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１、ＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の容積を小さくできる。
In FIG. 1, in contrast to the case of an external circuit configuration in which a large ground fault current is generated in the DC /
また、ＤＣ／ＡＣ巻線３１とＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の間の絶縁劣化が進んだ場合には、その絶縁インピーダンスが低下するため、前記抵抗Ｒ１０、Ｒ１１の電圧分担が増加していく。電圧検出用抵抗Ｒ１１やＲ２１の両端の電圧を制御部６１や６２に設けた電圧検出部７１、７２により検出し、絶縁が劣化したと判定する基準電圧を上回った場合には絶縁劣化と判定し、制御部６１、６２から警報を発することにより、絶縁破壊に至る前に装置を点検、或いは故障停止することでより安全なシステムを提供する。
Further, when the insulation deterioration between the DC / AC winding 31 and the DC /
本構成では、ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１、ＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２を、シールド用外部接続端子Ｓ１−１およびＳ１−２、またはＳ２−１およびＳ２−２を介して複数の外部回路の基準電位に接続できるため、例えば保護接地と中性点等に各々接続し、監視保護が可能である。以上により、実施例１に比べ外部回路による保護機能は不要である。また、ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１、ＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の電位をＤＣ／ＡＣ変換部やＡＣ／ＤＣ変換部の基準電位（例えばＤＣリンク部の中性点）に接続すれば、巻線シールドの電位を安定化でき、ノイズ等の影響が改善される。その他は実施例１と同じ動作である。
In this configuration, the DC /
以上のように、本実施例２によれば次のような効果が得られる。 As described above, according to the second embodiment, the following effects can be obtained.
実施例２では、前記巻線シールド４１、４２に高抵抗（分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ２０）と検出用の低抵抗（電圧検出用抵抗Ｒ１１，Ｒ２１）を直列に接続している。これにより、絶縁劣化に伴う絶縁インピーダンスの抵抗により、高抵抗の分圧抵抗と検出用の低抵抗の電位が上昇する。この検出電圧が異常判定基準を上回った場合には、絶縁劣化と判断し、警報を出すことが可能である。よって、絶縁破壊等に至る前に事故を未然に防止できるため、安全である。また、万が一絶縁破壊が生じても、高抵抗の分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ２０と電圧検出用の低抵抗Ｒ１１，Ｒ２１があるため、直接接地系統においても故障電流は微弱に抑制できる。
In the second embodiment, a high resistance (voltage dividing resistance R10, R20) and a low detection resistance (voltage detection resistance R11, R21) are connected in series to the winding
また、絶縁劣化検出機能を内蔵しているため、外部に保護継電器が不要である。また、前記巻線シールド４１，４２の配線を変換器ユニット（ＤＣ／ＤＣユニット１２）の基準電位（例えばＤＣリンクの中点）に接続することも可能であり、この場合には、ノイズの流出をより抑制できるとともに、ＤＣ／ＤＣユニット１２内の電位安定化が可能である。
In addition, since it has a built-in insulation deterioration detection function, no external protective relay is required. It is also possible to connect the wiring of the winding
さらに、前記巻線シールド４１，４２と抵抗（Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ２０，Ｒ２１）の回路は一次側（ＤＣ／ＡＣ巻線３１側）と二次側（ＡＣ／ＤＣ巻線３２側）の２系統施している。このため、ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１、ＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２各々を、シールド用外部接続端子Ｓ１−１,Ｓ１−２,Ｓ２−１,Ｓ２−２を介して外部の異なる基準電位（例えば電源系統基準、信号電源基準等）と接続することができる。
Further, the winding
図３に実施例３による絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図３では、図２における第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−２およびＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の間と、第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−２およびＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の間の各分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ２０および電圧検出用抵抗Ｒ１１，Ｒ２１を削除してＤＣ／ＤＣユニット１３を構成しており、図２と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 3 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation DC / DC converter unit according to the third embodiment. In FIG. 3, between the second shield external connection terminal S1-2 and the DC /
図３の構成によれば、前記抵抗Ｒ１０,Ｒ１１,Ｒ２０,Ｒ２１を削除した側の第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−２、第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−２は、図２の実施例２の場合よりも絶縁破壊等の影響が大きくなる。但し、部品点数は実施例２よりも削減される。 According to the configuration of FIG. 3, the second shield external connection terminal S1-2 and the fourth shield external connection terminal S2-2 on the side where the resistors R10, R11, R20, and R21 are deleted are shown in FIG. The effect of dielectric breakdown and the like is greater than in the case of Example 2. However, the number of parts is reduced as compared with Example 2.
その他の動作、効果は実施例２と同様である。 Other operations and effects are the same as in the second embodiment.
図４に実施例４による絶縁ＤＣ／ＤＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図４では、図２における第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１およびＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１の間と、第３のシールド用外部接続端子Ｓ２−１およびＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２の間の各分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ２０および電圧検出用抵抗Ｒ１１，Ｒ２１を削除してＤＣ／ＤＣユニット１４を構成しており、図２と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 4 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation DC / DC converter unit according to the fourth embodiment. In FIG. 4, between the first shield external connection terminal S1-1 and the DC /
図４の構成によれば、前記抵抗Ｒ１０,Ｒ１１,Ｒ２０,Ｒ２１を削除した側の第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１、第３のシールド用外部接続端子Ｓ２−１は、図２の実施例２の場合よりも絶縁破壊等の影響が大きくなる。但し、部品点数は実施例２よりも削減される。 According to the configuration of FIG. 4, the first shield external connection terminal S1-1 and the third shield external connection terminal S2-1 on the side where the resistors R10, R11, R20, and R21 are deleted are shown in FIG. The effect of dielectric breakdown and the like is greater than in the case of Example 2. However, the number of parts is reduced as compared with Example 2.
その他の動作、効果は実施例２と同様である。 Other operations and effects are the same as in the second embodiment.
図５に実施例５による絶縁ＡＣ／ＤＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図５では、図１のＤＣ／ＡＣ変換部５１と第１、第２電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１、Ｍ１−２の間に、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部５３を接続し、ＤＣ／ＡＣ巻線３１側の第１の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５３およびＤＣ／ＡＣ変換部５１とし、ＡＣ／ＤＣユニット１５を構成しており、図１と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 5 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation AC / DC converter unit according to the fifth embodiment. In FIG. 5, an AC / DC conversion unit that converts AC power into DC power between the DC /
図５によれば、図１のＤＣ／ＤＣユニット１１をＡＣ／ＤＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図１と同様となる。 According to FIG. 5, the DC / DC unit 11 of FIG. 1 can be converted into an AC / DC unit, and other operations and effects are the same as those of FIG.
図６に実施例６による絶縁ＡＣ／ＤＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図６では、図２のＤＣ／ＡＣ変換部５１と第１、第２電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１、Ｍ１−２の間に、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部５３を接続し、ＤＣ／ＡＣ巻線３１側の第１の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５３およびＤＣ／ＡＣ変換部５１とし、ＡＣ／ＤＣユニット１６を構成しており、図２と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 6 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation AC / DC converter unit according to the sixth embodiment. In FIG. 6, an AC / DC conversion unit that converts AC power into DC power between the DC /
図６によれば、図２のＤＣ／ＤＣユニット１２をＡＣ／ＤＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図２と同様となる。 According to FIG. 6, the DC / DC unit 12 of FIG. 2 can be converted into an AC / DC unit, and other operations and effects are the same as those of FIG.
図７に実施例７による絶縁ＡＣ／ＤＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図７では、図３のＤＣ／ＡＣ変換部５１と第１、第２電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１、Ｍ１−２の間に、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部５３を接続し、ＤＣ／ＡＣ巻線３１側の第１の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５３およびＤＣ／ＡＣ変換部５１とし、ＡＣ／ＤＣユニット１７を構成しており、図３と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 7 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation AC / DC converter unit according to the seventh embodiment. In FIG. 7, an AC / DC conversion unit that converts AC power into DC power between the DC /
図７によれば、図３のＤＣ／ＤＣユニット１３をＡＣ／ＤＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図３と同様となる。
According to FIG. 7, the DC /
図８に実施例８による絶縁ＡＣ／ＤＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図８では、図４のＤＣ／ＡＣ変換部５１と第１、第２電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１、Ｍ１−２の間に、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部５３を接続し、ＤＣ／ＡＣ巻線３１側の第１の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５３およびＤＣ／ＡＣ変換部５１とし、ＡＣ／ＤＣユニット１８を構成しており、図４と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 8 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation AC / DC converter unit according to the eighth embodiment. In FIG. 8, an AC / DC conversion unit that converts AC power into DC power between the DC /
図８によれば、図４のＤＣ／ＤＣユニット１４をＡＣ／ＤＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図４と同様となる。 According to FIG. 8, the DC / DC unit 14 of FIG. 4 can be converted into an AC / DC unit, and other operations and effects are the same as those of FIG.
図９に実施例９による絶縁ＤＣ／ＡＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図９では、図１のＡＣ／ＤＣ変換部５２と第３、第４電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１、Ｍ２−２の間に、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部５４を接続し、ＡＣ／ＤＣ巻線３２側の第２の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５２およびＤＣ／ＡＣ変換部５４とし、ＤＣ／ＡＣユニット１９を構成しており、図１と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 9 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation DC / AC converter unit according to the ninth embodiment. In FIG. 9, a DC / AC conversion unit that converts DC power into AC power between the AC /
図９によれば、図１のＤＣ／ＤＣユニット１１をＤＣ／ＡＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図１と同様となる。 According to FIG. 9, the DC / DC unit 11 of FIG. 1 can be converted into a DC / AC unit, and other operations and effects are the same as those of FIG.
図１０に実施例１０による絶縁ＤＣ／ＡＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図１０では、図２のＡＣ／ＤＣ変換部５２と第３、第４電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１、Ｍ２−２の間に、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部５４を接続し、ＡＣ／ＤＣ巻線３２側の第２の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５２およびＤＣ／ＡＣ変換部５４とし、ＤＣ／ＡＣユニット２０を構成しており、図２と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 10 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation DC / AC converter unit according to the tenth embodiment. In FIG. 10, a DC / AC conversion unit that converts DC power into AC power between the AC /
図１０によれば、図２のＤＣ／ＤＣユニット１２をＤＣ／ＡＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図２と同様となる。 According to FIG. 10, the DC / DC unit 12 of FIG. 2 can be converted into a DC / AC unit, and other operations and effects are the same as those of FIG.
図１１に実施例１１による絶縁ＤＣ／ＡＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図１１では、図３のＡＣ／ＤＣ変換部５２と第３、第４電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１、Ｍ２−２の間に、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部５４を接続し、ＡＣ／ＤＣ巻線３２側の第２の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５２およびＤＣ／ＡＣ変換部５４とし、ＤＣ／ＡＣユニット２１を構成しており、図３と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 11 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation DC / AC converter unit according to the eleventh embodiment. In FIG. 11, a DC / AC conversion unit that converts DC power into AC power between the AC /
図１１によれば、図３のＤＣ／ＤＣユニット１３をＤＣ／ＡＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図３と同様となる。
According to FIG. 11, the DC /
図１２に実施例１２による絶縁ＤＣ／ＡＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図１２では、図４のＡＣ／ＤＣ変換部５２と第３、第４電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１、Ｍ２−２の間に、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部５４を接続し、ＡＣ／ＤＣ巻線３２側の第２の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５２およびＤＣ／ＡＣ変換部５４とし、ＤＣ／ＡＣユニット２２を構成しており、図４と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 12 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation DC / AC converter unit according to the twelfth embodiment. In FIG. 12, a DC / AC conversion unit that converts DC power into AC power between the AC /
図１２によれば、図４のＤＣ／ＤＣユニット１４をＤＣ／ＡＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図４と同様となる。 According to FIG. 12, the DC / DC unit 14 of FIG. 4 can be converted into a DC / AC unit, and other operations and effects are the same as those of FIG.
図１３に実施例１３による絶縁ＡＣ／ＡＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図１３では、図５のＡＣ／ＤＣ変換部５２と第３、第４電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１、Ｍ２−２の間に、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部５４を接続し、ＡＣ／ＤＣ巻線３２側の第２の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５２およびＤＣ／ＡＣ変換部５４とし、ＡＣ／ＡＣユニット２３を構成しており、図５と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 13 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation AC / AC converter unit according to the thirteenth embodiment. In FIG. 13, a DC / AC conversion unit that converts DC power into AC power between the AC /
図１３によれば、図５のＡＣ／ＤＣユニット１５をＡＣ／ＡＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図５と同様となる。
According to FIG. 13, the AC /
図１４に実施例１４による絶縁ＡＣ／ＡＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図１４では、図６のＡＣ／ＤＣ変換部５２と第３、第４電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１、Ｍ２−２の間に、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部５４を接続し、ＡＣ／ＤＣ巻線３２側の第２の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５２およびＤＣ／ＡＣ変換部５４とし、ＡＣ／ＡＣユニット２４を構成しており、図６と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 14 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation AC / AC converter unit according to the fourteenth embodiment. In FIG. 14, a DC / AC conversion unit that converts DC power into AC power between the AC /
図１４によれば、図６のＡＣ／ＤＣユニット１６をＡＣ／ＡＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図６と同様となる。 According to FIG. 14, the AC / DC unit 16 of FIG. 6 can be converted into an AC / AC unit, and other operations and effects are the same as those of FIG.
図１５に実施例１５による絶縁ＡＣ／ＡＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図１５では、図７のＡＣ／ＤＣ変換部５２と第３、第４電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１、Ｍ２−２の間に、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部５４を接続し、ＡＣ／ＤＣ巻線３２側の第２の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５２およびＤＣ／ＡＣ変換部５４とし、ＡＣ／ＡＣユニット２５を構成しており、図７と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 15 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation AC / AC converter unit according to the fifteenth embodiment. In FIG. 15, a DC / AC conversion unit that converts DC power into AC power between the AC /
図１５によれば、図７のＡＣ／ＤＣユニット１７をＡＣ／ＡＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図７と同様となる。 According to FIG. 15, the AC / DC unit 17 of FIG. 7 can be converted into an AC / AC unit, and other operations and effects are the same as those of FIG. 7.
図１６に実施例１６による絶縁ＡＣ／ＡＣ変換器ユニットの絶縁変圧器絶縁監視保護システムの構成例を示す。図１６では、図８のＡＣ／ＤＣ変換部５２と第３、第４電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１、Ｍ２−２の間に、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部５４を接続し、ＡＣ／ＤＣ巻線３２側の第２の電力変換部をＡＣ／ＤＣ変換部５２およびＤＣ／ＡＣ変換部５４とし、ＡＣ／ＡＣユニット２６を構成しており、図８と同一部分は同一符号をもって示している。
FIG. 16 shows a configuration example of the insulation transformer insulation monitoring protection system of the insulation AC / AC converter unit according to the sixteenth embodiment. In FIG. 16, a DC / AC conversion unit that converts DC power into AC power between the AC /
図１６によれば、図８のＡＣ／ＤＣユニット１８をＡＣ／ＡＣユニット化することができ、その他の動作、効果は図８と同様となる。
According to FIG. 16, the AC /
図１７に、実施例１〜１６の変換器ユニット（１１〜２６）を応用した、実施例１７による絶縁変圧器絶縁監視保護システム（電力変換器システム）の構成例を示す。 FIG. 17 shows a configuration example of an insulated transformer insulation monitoring and protection system (power converter system) according to Example 17, which applies the converter units (11 to 26) of Examples 1 to 16.
図１７において、実施例１〜１６の絶縁型電力変換器ユニット（ＤＣ／ＤＣユニット１１〜１４、ＡＣ／ＤＣユニット１５〜１８、ＤＣ／ＡＣユニット１９〜２２、ＡＣ／ＡＣユニット２３〜２６）のうちいずれかを複数段直列に設けている。
In FIG. 17, of the insulated power converter units (DC / DC units 11 to 14, AC /
本実施例１７では、直列段数を、１段（第１段）、２段〜Ｍ段、Ｍ＋１段〜Ｎ段、Ｎ＋１段（最終段）とし、Ｍ段目とＭ＋１段目の間を中央としている。 In the 17th embodiment, the number of series stages is 1 stage (1st stage), 2 stages to M stage, M + 1 stage to N stage, N + 1 stage (final stage), and the center between the M stage and the M + 1 stage is set. There is.
図１７において、各変換器ユニット内の、外部接続端子Ｍ１−１、Ｍ１−２、Ｍ２−１、Ｍ２−２、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２−１、Ｓ２−２以外の構成部品の番号は図示省略している。 In FIG. 17, components other than the external connection terminals M1-1, M1-2, M2-1, M2-2, S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 in each converter unit. The numbers are not shown.
８１は基準電位点を備えた電源（第１の電源又は負荷）、８２は基準電位点を備えた電源（第２の電源又は負荷）である。電源８１、８２は各々直流電源（負荷）又は交流電源（負荷）から成るが、本実施例では直列接続された複数の直流電圧源で構成されている。 81 is a power source having a reference potential point (first power source or load), and 82 is a power source having a reference potential point (second power source or load). The power supplies 81 and 82 are each composed of a DC power supply (load) or an AC power supply (load), but in this embodiment, they are composed of a plurality of DC voltage sources connected in series.
変換器ユニット１段の第１の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１は電源８１の一端（直流電圧源の負極）に接続され、変換器ユニットＮ＋１段の第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２は電源８１の他端（直流電圧源の正極）に接続されている。 The external connection terminal M1-1 for the first power converter in the first stage of the converter unit is connected to one end of the power supply 81 (negative voltage of the DC voltage source), and is externally connected to the second power converter in the converter unit N + 1 stage. The terminal M1-2 is connected to the other end of the power supply 81 (the positive electrode of the DC voltage source).
前記複数段の変換器ユニット（１段〜Ｎ＋１段）のうち、前記変換器ユニット１段の第１の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１および変換器ユニットＮ＋１段の第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２以外の、前記外部接続端子Ｍ１−１とＭ１−２は、互いに隣接する２つの変換器ユニットの間で各々接続されている。同様に複数段の変換器ユニット（１段〜Ｎ＋１段）の、第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１と第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−２は、互いに隣接する２つの変換器ユニットの間で各々接続されている。
Of the plurality of stages of converter units (1 stage to N + 1 stage), the external connection terminal M1-1 for the first power conversion unit of the
前記複数段の中央で互いに隣接する２つの変換器ユニットＭ段とＭ＋１段の間の、第１および第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１およびＭ１−２の共通接続点と、第１および第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−１およびＳ１−２の共通接続点とを、電源８１の基準電位点（複数の直流電圧源の中間接続点）に接続し、その基準電位点を接地している。 A common connection point of the first and second external connection terminals M1-1 and M1-2 for the power conversion unit between the M and M + 1 stages of the two converter units adjacent to each other at the center of the plurality of stages, and the first The common connection points of the first and second shield external connection terminals S1-1 and S1-2 are connected to the reference potential point of the power supply 81 (intermediate connection point of a plurality of DC voltage sources), and the reference potential point is set. It is grounded.
変換器ユニット１段の、第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１および第３のシールド用外部接続端子Ｓ２−１は電源８２の一端（直流電圧源の接地された負極）に接続され、変換器ユニットＮ＋１段の第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２は電源８２の他端（直流電圧源の正極）に接続されている。 The third power converter external connection terminal M2-1 and the third shield external connection terminal S2-1 of the first stage of the converter unit are connected to one end of the power supply 82 (grounded negative electrode of the DC voltage source). The fourth power converter external connection terminal M2-2 of the converter unit N + 1 stage is connected to the other end of the power supply 82 (the positive electrode of the DC voltage source).
前記複数段の変換器ユニット（１段〜Ｎ＋１段）のうち、前記変換器ユニット１段の第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１および変換器ユニットＮ＋１段の第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２以外の、前記外部接続端子Ｍ２−１とＭ２−２は、互いに隣接する２つの変換器ユニットの間で各々接続されている。同様に複数段の変換器ユニット（１段〜Ｎ＋１段）の、第３のシールド用外部接続端子Ｓ２−１と第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−２は、互いに隣接する２つの変換器ユニットの間で各々接続されている。
Of the plurality of stages of converter units (1 stage to N + 1 stage), the external connection terminal M2-1 for the third power conversion unit of the
上記構成により、複数段の変換器ユニットを直列多重化した電力変換器システムが構成される。 With the above configuration, a power converter system in which a plurality of stages of converter units are serially multiplexed is configured.
本構成において、直列多重化されたいずれかの変換器ユニットの巻線（ＤＣ／ＡＣ巻線３１、ＡＣ／ＤＣ巻線３２）とその巻線のシールド（ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１、ＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２）が絶縁劣化すると、その絶縁インピーダンスが低下し、各変換器ユニットの巻線シールドの電位が巻線の電位に近づいていく。この際、絶縁劣化した箇所が基準電位から離れるほど大きな電位が巻線シールドに印加される。その際、変換器ユニットに絶縁劣化検出の機能がある変換器ユニット（１２〜１４、１６〜１８、２０〜２２、２４〜２６）では、基準電位から離れれば離れるほどユニット内の絶縁劣化検出抵抗（電圧検出抵抗Ｒ１１、Ｒ２１）の直列数が比例して増加するため、絶縁劣化に伴う電流は各ユニットでほぼ同一となり、かつ、ユニット１台の場合のシステムと同程度の電圧検出値となる。また、直列接続したユニットの電位があるため、ユニット間の電位がほぼ安定にかつ同一に保たれる。ただし、実施例１、５、９、１３のように絶縁破壊時の電流制限抵抗や絶縁劣化検出用の抵抗がないユニット（１１、１５、１９、２３）の場合には、絶縁劣化した変換器ユニットが基準電位から離れるほどその絶縁インピーダンスに印加される電位が大きくなり、絶縁劣化に伴う電流も大きくなる。よって、絶縁破壊の影響が大きい変換器ユニットほど絶縁劣化に伴う電流が大きく、より確実に故障検出が可能である。
In this configuration, the windings (DC / AC winding 31, AC / DC winding 32) of any of the converter units in series multiplexing and the shields of the windings (DC /
本実施例１８では、複数段の変換器ユニットを実施例１７と同様に直列多重化し、基準電位点を有しない電源又は負荷に接続して電力変換器システムを構成した。 In the 18th embodiment, a plurality of stages of converter units are multiplexed in series in the same manner as in the 17th embodiment, and the power converter system is configured by connecting to a power source or a load having no reference potential point.
図１８に、実施例１〜１６の変換器ユニット（１１〜２６）を応用した、実施例１８による絶縁変圧器絶縁監視保護システム（電力変換器システム）の構成例を示す。図１８において図１７と同一部分は同一符号をもって示している。 FIG. 18 shows a configuration example of an insulation transformer insulation monitoring protection system (power converter system) according to Example 18 to which the converter units (11 to 26) of Examples 1 to 16 are applied. In FIG. 18, the same parts as those in FIG. 17 are indicated by the same reference numerals.
図１８において図１７と異なる点は、
図１７の電源８１に代えて、基準電位点を有しない電源９１（本実施例では直列接続された複数の直流電圧源）を設け、
変換器ユニット１段の第１の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１および第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１を電源９１の一端（負極）に接続し、
変換器ユニットＮ＋１段の第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２を電源９１の他端（正極）に接続し、
図１７における変換器ユニットＭ段とＭ＋１段の間の、前記外部接続端子Ｍ１−１とＭ１−２の接続線と、前記外部接続端子Ｓ１−１とＳ１−２の接続線との共通接続を取り止め、
図１７の電源８２に代えて、基準電位点を有しない電源９２（本実施例では直列接続された複数の直流電圧源）を設け、
変換器ユニット１段の第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１を電源９２の一端（負極）に接続し、
変換器ユニットＮ＋１段の第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２を電源９２の他端（正極）に接続し、
変換器ユニットＭ段とＭ＋１段の間の、前記外部接続端子Ｍ２−１とＭ２−２の接続線と、前記外部接続端子Ｓ２−１とＳ２−２の接続線とを共通に接続した点にあり、その他の部分は図１７と同一に構成されている。
The difference in FIG. 18 from FIG. 17 is
Instead of the
The first power converter external connection terminal M1-1 and the first shield external connection terminal S1-1 of the
Connect the external connection terminal M1-2 for the second power conversion unit of the converter unit N + 1 stage to the other end (positive electrode) of the
The common connection between the connection lines of the external connection terminals M1-1 and M1-2 and the connection lines of the external connection terminals S1-1 and S1-2 between the M and M + 1 stages of the converter unit in FIG. Cancel,
Instead of the
Connect the external connection terminal M2-1 for the third power converter of the first stage of the converter unit to one end (negative electrode) of the
The external connection terminal M2-2 for the fourth power conversion unit of the converter unit N + 1 stage is connected to the other end (positive electrode) of the
At the point where the connection line of the external connection terminals M2-1 and M2-2 and the connection line of the external connection terminals S2-1 and S2-2 are commonly connected between the M stage and the M + 1 stage of the converter unit. Yes, the other parts are configured the same as in FIG.
図１８の構成において、直列接続された変換器ユニットでは、例えばシステムの左側では負極側を基準電位とし（変換器ユニット１段の前記外部接続端子Ｍ１−１およびＳ１−１を電源９１の負極に接続している）、システムの右側では中央の主回路電位を基準電位とする（変換器ユニットＭ段とＭ＋１段の間の、前記外部接続端子Ｍ２−１とＭ２−２の接続線と、前記外部接続端子Ｓ２−１とＳ２−２の接続線とを共通に接続している）ことにより、外部電源の基準電位の配線がなくても絶縁破壊時の電流制限抵抗（分圧抵抗Ｒ１０、Ｒ２０）や絶縁劣化検出用の抵抗（電圧検出用抵抗Ｒ１１、Ｒ２１）がある場合には実施例１７と同様の動作で絶縁劣化や絶縁破壊を検出できる。ただし、絶縁破壊時の電流制限抵抗や絶縁劣化検出用の抵抗がない場合（例えば変換器ユニット１１、１５、１９、２３）には、絶縁破壊時の電流が過大となるため、システムの過電流保護機能等により保護する必要がある。
In the configuration of FIG. 18, in the converter unit connected in series, for example, on the left side of the system, the negative electrode side is set as the reference potential (the external connection terminals M1-1 and S1-1 of the
図１９に、実施例１〜１６の変換器ユニット（１１〜２６）を応用した、実施例１９による絶縁変圧器絶縁監視保護システム（電力変換器システム）の構成例を示す。 FIG. 19 shows a configuration example of an insulated transformer insulation monitoring and protection system (power converter system) according to Example 19 to which the converter units (11 to 26) of Examples 1 to 16 are applied.
図１９において、実施例１〜１６の絶縁型電力変換器ユニット（ＤＣ／ＤＣユニット１１〜１４、ＡＣ／ＤＣユニット１５〜１８、ＤＣ／ＡＣユニット１９〜２２、ＡＣ／ＡＣユニット２３〜２６）のうちいずれかを、基準電位点を有した電源１０１（第１の電源又は負荷）と基準電位点を有した電源１０２（第２の電源又は負荷）の間に、複数段並列に設けている。
In FIG. 19, of the insulated power converter units (DC / DC units 11 to 14, AC /
本実施例１９では、並列段数を、１段（第１段）、２段〜Ｍ段、Ｍ＋１段〜Ｎ段、Ｎ＋１段（最終段）とし、Ｍ段目とＭ＋１段目の間を中央としている。 In the 19th embodiment, the number of parallel stages is 1 stage (1st stage), 2 stages to M stage, M + 1 stage to N stage, N + 1 stage (final stage), and the center between the M stage and the M + 1 stage is set. There is.
図１９では、各変換器ユニット内の、外部接続端子Ｍ１−１、Ｍ１−２、Ｍ２−１、Ｍ２−２、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２−１、Ｓ２−２以外の構成部品の番号は図示省略している。 In FIG. 19, components other than the external connection terminals M1-1, M1-2, M2-1, M2-2, S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 in each converter unit are shown. The numbers are not shown.
電源１０１は、本実施例では直列接続された２つの直流電圧源で構成され、その中点且つ接地された電位点を基準電位点とし、電源１０２は、本実施例では直列接続された２つの直流電圧源で構成され、その負極且つ接地された電位点を基準電位点としている。
In this embodiment, the
複数段の変換器ユニット１段〜Ｎ＋１段の、第１の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１各々は電源１０１の一端（負極）に接続され、第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２各々は電源１０１の他端（正極）に接続され、第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１各々は共通に接続され、変換器ユニットＭ段とＭ＋１段の間の、第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１の共通接続点は電源１０１の、中点且つ接地された基準電位点に接続されている。
Each of the first power converter external connection terminals M1-1 of the
複数段の変換器ユニット１段〜Ｎ＋１段の、第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１各々と、第３のシールド用外部接続端子Ｓ２−１各々は、電源１０２の一端（接地された負極）に接続され、第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２各々は電源１０２の他端（正極）に接続されている。
Each of the third external connection terminal M2-1 for the power conversion unit and the third external connection terminal S2-1 for the shield of the
図１９の構成において、並列多重化されたいずれかの変換器ユニットの巻線（ＤＣ／ＡＣ巻線３１、ＡＣ／ＤＣ巻線３２）とその巻線のシールド（ＤＣ／ＡＣ巻線シールド４１、ＡＣ／ＤＣ巻線シールド４２）が絶縁劣化すると、その絶縁インピーダンスが低下し、その変換器ユニットの巻線シールドの電位が巻線の電位に近づいていく。この際、絶縁劣化した箇所の変換器ユニットの巻線の電位が巻線シールドに印加される。
In the configuration of FIG. 19, the windings (DC / AC winding 31, AC / DC winding 32) of any of the converter units multiplexed in parallel and the shields of the windings (DC /
その際、変換器ユニットに絶縁劣化検出の機能がある変換器ユニット（１２〜１４、１６〜１８、２０〜２２、２４〜２６）では、ユニット１台の場合のシステムと同程度の電圧検出値となる。よって、絶縁が健全な変換器ユニットは絶縁劣化検出をしないため、絶縁劣化や絶縁破壊の変換器ユニットを選択遮断することができる。ただし、実施例１、５、９、１３のように絶縁破壊時の電流制限抵抗（分圧抵抗Ｒ１０、Ｒ２０）や絶縁劣化検出用の抵抗（電圧検出用抵抗Ｒ１１、Ｒ２１）がない変換器ユニットの場合には、外部回路での絶縁劣化検出は困難である。 At that time, in the converter unit (12-14, 16-18, 20-22, 24-26) having the function of detecting insulation deterioration in the converter unit, the voltage detection value is about the same as that of the system in the case of one unit. It becomes. Therefore, since a converter unit having sound insulation does not detect insulation deterioration, it is possible to selectively cut off a converter unit having insulation deterioration or dielectric breakdown. However, as in Examples 1, 5, 9, and 13, a converter unit that does not have a current limiting resistor (voltage dividing resistor R10, R20) at the time of dielectric breakdown or a resistor for detecting insulation deterioration (voltage detecting resistor R11, R21). In this case, it is difficult to detect dielectric breakdown in an external circuit.
本実施例２０では、複数段の変換器ユニットを実施例１９と同様に並列多重化し、基準電位点を有しない電源又は負荷に接続して電力変換器システムを構成した。図２０に、実施例１〜１６の変換器ユニット（１１〜２６）を応用した、実施例２０による絶縁変圧器絶縁監視保護システム（電力変換器システム）の構成例を示す。図２０において、図１９と同一部分は同一符号をもって示している。 In the 20th embodiment, a plurality of stages of converter units are multiplexed in parallel in the same manner as in the 19th embodiment, and the power converter system is configured by connecting to a power source or a load having no reference potential point. FIG. 20 shows a configuration example of an insulated transformer insulation monitoring and protection system (power converter system) according to Example 20 to which the converter units (11 to 26) of Examples 1 to 16 are applied. In FIG. 20, the same parts as those in FIG. 19 are indicated by the same reference numerals.
図２０において図１９と異なる点は、図１９の電源１０１に代えて、基準電位点を有しない電源１１１（第１の電源又は負荷、本実施例では直列接続された２つの直流電圧源）を設け、変換器ユニットＭ＋１段における第１の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１と第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１とを共通に接続し、図１９の電源１０２に代えて基準電位点を有しない電源１１２（第２の電源又は負荷、本実施例では直列接続された２つの直流電圧源）を設けた点にあり、その他の部分は図１９と同一に構成されている。
The difference from FIG. 19 in FIG. 20 is that instead of the
図２０の構成において、並列接続された変換器ユニットでは、例えばシステムの左側では中央の主回路電位を基準電位とし（中央の変換器ユニットＭ＋１段において前記外部接続端子Ｍ１−１とＳ１−１を共通接続している）、システムの右側では主回路負極を基準電位とする（電源１１２の負極に接続している）ことにより、外部電源の基準電位の配線がなくても絶縁破壊時の電流制限抵抗（分圧抵抗Ｒ１０、Ｒ２０）や絶縁劣化検出用の抵抗（電圧検出用抵抗Ｒ１１、Ｒ２１）がある場合には実施例１９と同様に絶縁劣化や絶縁破壊を検出できる。 In the configuration of FIG. 20, in the converter unit connected in parallel, for example, on the left side of the system, the central main circuit potential is used as the reference potential (in the central converter unit M + 1 stage, the external connection terminals M1-1 and S1-1 are used. By using the main circuit negative voltage as the reference potential (connected to the negative voltage of the power supply 112) on the right side of the system (commonly connected), the current limit at the time of dielectric breakdown even without wiring of the reference potential of the external power supply When there is a resistor (voltage dividing resistance R10, R20) or a resistor for detecting insulation deterioration (voltage detection resistors R11, R21), insulation deterioration and dielectric breakdown can be detected as in Example 19.
本実施例２１では、複数段の変換器ユニットを直列多重化し、複数の独立した電源又は負荷であって、基準電位点を有する、有しない等の形態の異なる電源又は負荷に接続して電力変換器システムを構成した。 In the 21st embodiment, a plurality of stages of converter units are multiplexed in series and connected to a plurality of independent power supplies or loads having different forms such as having or not having a reference potential point for power conversion. The instrument system was configured.
図２１に、実施例１〜１６の変換器ユニット（１１〜２６）を応用した、実施例２１による絶縁変圧器絶縁監視保護システム（電力変換器システム）の構成例を示す。 FIG. 21 shows a configuration example of an insulation transformer insulation monitoring and protection system (power converter system) according to Example 21 to which the converter units (11 to 26) of Examples 1 to 16 are applied.
図２１において、実施例１〜１６の絶縁型電力変換器ユニット（ＤＣ／ＤＣユニット１１〜１４、ＡＣ／ＤＣユニット１５〜１８、ＤＣ／ＡＣユニット１９〜２２、ＡＣ／ＡＣユニット２３〜２６）のうちいずれかを複数段直列に設けている。
In FIG. 21, of the insulated power converter units (DC / DC units 11 to 14, AC /
本実施例２１では、直列段数を、１段（第１段）、２段〜Ｍ段、Ｍ＋１段〜Ｎ段、Ｎ＋１段（最終段）とし、Ｍ段目とＭ＋１段目の間を中央としている。 In the 21st embodiment, the number of series stages is 1 stage (1st stage), 2 stages to M stage, M + 1 stage to N stage, N + 1 stage (final stage), and the center between the M stage and the M + 1 stage is set. There is.
図２１において、各変換器ユニット内の、外部接続端子Ｍ１−１、Ｍ１−２、Ｍ２−１、Ｍ２−２、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２−１、Ｓ２−２以外の構成部品およびその番号は図示省略している。 In FIG. 21, components and components other than the external connection terminals M1-1, M1-2, M2-1, M2-2, S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 in each converter unit. The numbers are not shown.
１２１は、基準電位点を備えた電源（第１の電源又は負荷）であり、本実施例では直列接続された複数の直流電圧源から成り、その中点を接地して構成している。
変換器ユニット１段の第１の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１は電源１２１の一端（直流電圧源の負極）に接続され、変換器ユニットＮ＋１段の第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２は電源１２１の他端（直流電圧源の正極）に接続されている。 The external connection terminal M1-1 for the first power converter in the first stage of the converter unit is connected to one end of the power supply 121 (negative voltage of the DC voltage source), and is externally connected to the second power converter in the converter unit N + 1 stage. The terminal M1-2 is connected to the other end of the power supply 121 (the positive electrode of the DC voltage source).
前記複数段の変換器ユニット（１段〜Ｎ＋１段）のうち、前記変換器ユニット１段の第１の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１および変換器ユニットＮ＋１段の第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２以外の、前記外部接続端子Ｍ１−１とＭ１−２は、互いに隣接する２つの変換器ユニットの間で各々接続されている。同様に複数段の変換器ユニット（１段〜Ｎ＋１段）の、第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１と第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−２は、互いに隣接する２つの変換器ユニットの間で各々接続されている。
Of the plurality of stages of converter units (1 stage to N + 1 stage), the external connection terminal M1-1 for the first power conversion unit of the
前記複数段の中央で互いに隣接する２つの変換器ユニットＭ段とＭ＋１段の間の、第１および第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１およびＭ１−２の共通接続点と、第１および第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−１およびＳ１−２の共通接続点とを、電源１２１の基準電位点に接続している。
A common connection point between the first and second power converter external connection terminals M1-1 and M1-2 between the two converter units M and M + 1 that are adjacent to each other at the center of the plurality of stages, and a first The common connection points of the first and second shield external connection terminals S1-1 and S1-2 are connected to the reference potential point of the
変換器ユニット１段〜Ｎ＋１段のうち、互いに隣接する２つの変換器ユニット、例えば変換器ユニットＮ段とＮ＋１段の、第３および第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−１およびＳ２−２は共通接続され、第３および第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１およびＭ２−２は共通接続され、それら２つの共通接続線は共通に接続されている。
Of the
変換器ユニットＮ段の第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１は、基準電位点を有しない電源１２２（第２の電源又は負荷、本実施例では直列接続した２つの直流電圧源）の一端（負極）に接続され、変換器ユニットＮ＋１段の第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２は電源１２２の他端（正極）に接続されている。
The external connection terminal M2-1 for the third power conversion unit of the N stage of the converter unit is a
互いに隣接する、前記以外の２つの変換器ユニット、例えば変換器ユニットＭ段とＭ＋１段の、第３および第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−１およびＳ２−２は共通接続され、第３および第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１およびＭ２−２は共通接続され、それら２つの共通接続線は共通に接続されている。 Two converter units other than the above, for example, the third and fourth external connection terminals S2-1 and S2-2 for shielding of the converter units M stage and M + 1 stage, which are adjacent to each other, are commonly connected and are connected to the third and third. The fourth external connection terminals M2-1 and M2-2 for the power converter are commonly connected, and the two common connection lines are commonly connected.
変換器ユニットＭ段の第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１は、基準電位点を有する電源１２３（第３の電源又は負荷、本実施例では直列接続した２つの直流電圧源を備え、その中点を接地して基準電位点としている）の一端（負極）に接続され、変換器ユニットＭ＋１段の第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２は電源１２３の他端（正極）に接続され、前記外部接続端子Ｓ２−１、Ｓ２−２、Ｍ２−１、Ｍ２−２の共通接続点は電源１２３の基準電位点に接続されている。
The third power conversion unit external connection terminal M2-1 of the converter unit M stage includes a
互いに隣接する、前記以外の２つの変換器ユニット、例えば変換器ユニット１段と２段の、第３および第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−１およびＳ２−２は共通接続され、第３および第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１およびＭ２−２は共通接続され、それら２つの共通接続線は共通に接続されている。 Two converter units other than the above, for example, the first and second stages of the converter units, the third and fourth external connection terminals for shielding S2-1 and S2-2, which are adjacent to each other, are commonly connected, and the third and third and third. The fourth external connection terminals M2-1 and M2-2 for the power converter are commonly connected, and the two common connection lines are commonly connected.
変換器ユニット１段の第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１は、基準電位点を有する電源１２４（第４の電源又は負荷、本実施例では直列接続した２つの直流電圧源を備え、その中点を基準電位点としている）の一端（負極）に接続され、変換器ユニット２段の第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２は電源１２４の他端（正極）に接続され、前記外部接続端子Ｓ２−１、Ｓ２−２、Ｍ２−１、Ｍ２−２の共通接続点は電源１２４の基準電位点に接続されている。
The third power converter external connection terminal M2-1 of the
基準電位点を有しない電源１２２側のシステムにおいて、変換器ユニットＮ段とＮ＋１段は前記外部接続端子Ｍ２−１とＭ２−２の接続線、Ｓ２−１とＳ２−２の接続線により直列に接続され、且つ前記２つの接続線が共通に接続されている。
In the system on the
これらの接続構成によって、変換器ユニットＮ段とＮ＋１段の間の主回路電位を、（基準電位点を有しない電源１２２に接続しているにもかかわらず）基準電位とすることができる。これは、実施例１８（図１８）の右側のシステムと同様の機能である。
With these connection configurations, the main circuit potential between the N stage and the N + 1 stage of the converter unit can be set as the reference potential (despite being connected to the
また、接地された基準電位点を有した電源１２３側のシステムにおいて、変換器ユニットＭ段とＭ＋１段は前記外部接続端子Ｍ２−１とＭ２−２の接続線、Ｓ２−１とＳ２−２の接続線により直列に接続され、且つ前記２つの接続線が共に電源１２３の接地された基準電位点に接続されている。
Further, in the system on the
これらの接続構成によって、変換器ユニットＭ段とＭ＋１段の間の主回路電位を、接地された基準電位とすることができる。これは、実施例１７（図１７）の左側のシステムと同様の機能である。 With these connection configurations, the main circuit potential between the M stage and the M + 1 stage of the converter unit can be set as the grounded reference potential. This is the same function as the system on the left side of Example 17 (FIG. 17).
また、基準電位点を有した電源１２４側のシステムにおいて、変換器ユニット１段と２段は前記外部接続端子Ｍ２−１とＭ２−２の接続線、Ｓ２−１とＳ２−２の接続線により直列に接続され、且つ前記２つの接続線が共に電源１２４の基準電位点に接続されている。
Further, in the system on the
これらの接続構成によって、変換器ユニット１段と２段の間の主回路電位を、基準電位とすることができる。この部分では、電源１２４は接地されていないが、接地されている場合と同様の機能を有する。
With these connection configurations, the main circuit potential between the first and second stages of the converter unit can be used as the reference potential. In this part, the
以上のように本実施例２１のシステムは、複数の独立した電源又は負荷に対して、絶縁劣化検出時や絶縁破壊時の影響を、限定した範囲に抑制することができる。 As described above, the system of the present embodiment 21 can suppress the influence of insulation deterioration detection and dielectric breakdown on a plurality of independent power sources or loads within a limited range.
本実施例２２では、三相交流電源から成る第１の電源と、基準電位点を有する第２の電源又は負荷の間に、実施例１〜１６の変換器ユニットを直並列接続し、高電圧を任意の電圧に降圧し大容量化できるように構成した。 In the 22nd embodiment, the converter units of the 1st to 16th embodiments are connected in series and parallel between the first power supply including the three-phase AC power supply and the second power supply or the load having the reference potential point, and the high voltage is obtained. Was configured to be able to step down to an arbitrary voltage and increase the capacity.
図２２に、実施例１〜１６の変換器ユニット（１１〜２６）を応用した、実施例２２による絶縁変圧器絶縁監視保護システム（電力変換器システム）の構成例を示す。 FIG. 22 shows a configuration example of an insulated transformer insulation monitoring and protection system (power converter system) according to the twenty-second embodiment, to which the converter units (11 to 26) of the first to sixth embodiments are applied.
図２２において、実施例１〜１６の絶縁型電力変換器ユニット（ＤＣ／ＤＣユニット１１〜１４、ＡＣ／ＤＣユニット１５〜１８、ＤＣ／ＡＣユニット１９〜２２、ＡＣ／ＡＣユニット２３〜２６）のうちいずれかを複数段直列に設けて第１の直列多重ユニット部２０１を構成している。
In FIG. 22, of the insulated power converter units (DC / DC units 11 to 14, AC /
本実施例２２では、直列段数を、１段（第１段）、２段〜Ｍ段、Ｍ＋１段〜Ｎ段、Ｎ＋１段（最終段）とし、Ｍ段目とＭ＋１段目の間を中央としている。図２２において、各変換器ユニット内の、外部接続端子Ｍ１−１、Ｍ１−２、Ｍ２−１、Ｍ２−２、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２−１、Ｓ２−２以外の構成部品およびその番号は図示省略している。 In the 22nd embodiment, the number of series stages is 1 stage (1st stage), 2 stages to M stage, M + 1 stage to N stage, N + 1 stage (final stage), and the center between the M stage and the M + 1 stage is set. There is. In FIG. 22, components and components other than the external connection terminals M1-1, M1-2, M2-1, M2-2, S1-1, S1-2, S2-1, and S2-2 in each converter unit. The numbers are omitted in the figure.
第１の直列多重ユニット部２０１の各変換器ユニット１段〜Ｎ＋１段の、互いに隣接する変換器ユニット間の、第１の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１と第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２は接続され、第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１と第２のシールド用外部接続端子Ｓ１−２は接続されている。
For the external connection terminal M1-1 for the first power conversion unit and the second power conversion unit between the converter units of the first series
２０２は、前記第１の直列多重ユニット部２０１と同一に、変換器ユニット（１１〜２６）のいずれかを１段〜Ｎ＋１段直列に設けた第２の直列多重ユニット部である。
２０３は、前記第１の直列多重ユニット部２０１と同一に、変換器ユニット（１１〜２６）のいずれかを１段〜Ｎ＋１段直列に設けた第３の直列多重ユニット部である。
第１の直列多重ユニット部２０１の最終段の変換器ユニットＮ＋１段の第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２は、第１の電源を構成する三相交流電源１３１のＵ相電源（第１相電源）１３１Ｕに接続され、第２の直列多重ユニット部２０２の最終段の変換器ユニットＮ＋１段の第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２は、三相交流電源１３１のＶ相電源（第２相電源）１３１Ｖに接続され、第３の直列多重ユニット部２０３の最終段の変換器ユニットＮ＋１段の第２の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−２は、三相交流電源１３１のＷ相電源（第３相電源）１３１Ｗに接続されている。
The external connection terminal M1-2 for the second power conversion unit of the converter unit N + 1 stage of the final stage of the first series
前記第１〜第３の直列多重ユニット部２０１〜２０３の各々の変換器ユニット１段の、第１の電力変換部用外部接続端子Ｍ１−１どうしは共通に接続され、第１のシールド用外部接続端子Ｓ１−１どうしは共通に接続され、それら２つの共通接続点は中性点として共通に接続されている。 The external connection terminals M1-1 for the first power conversion unit of the first stage of the converter units of the first to third series multiplexing unit units 2001 to 203 are commonly connected to each other, and the external connection for the first shield The connection terminals S1-1 are commonly connected to each other, and these two common connection points are commonly connected as neutral points.
第１の直列多重ユニット部２０１における、複数段のうち、互いに隣接する２つの変換器ユニット間の、第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１と第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２を接続し、第３のシールド用外部接続端子Ｓ２−１と第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−２を接続し、それら接続点を共通に接続して第１共通接続点２１１としている。
External connection terminal M2-1 for the third power conversion unit and external connection terminal for the fourth power conversion unit between two converter units adjacent to each other in the plurality of stages in the first series multiplexing
第２の直列多重ユニット部２０２における、複数段のうち、互いに隣接する２つの変換器ユニット間の、第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１と第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２を接続し、第３のシールド用外部接続端子Ｓ２−１と第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−２を接続し、それら接続点を共通に接続して第２共通接続点２１２としている。
External connection terminal M2-1 for the third power conversion unit and external connection terminal for the fourth power conversion unit between two converter units adjacent to each other in the plurality of stages in the second series multiplexing
第３の直列多重ユニット部２０３における、複数段のうち、互いに隣接する２つの変換器ユニット間の、第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１と第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２を接続し、第３のシールド用外部接続端子Ｓ２−１と第４のシールド用外部接続端子Ｓ２−２を接続し、それら接続点を共通に接続して第３共通接続点２１３としている。
External connection terminal M2-1 for the third power conversion unit and external connection terminal for the fourth power conversion unit between two converter units adjacent to each other in the plurality of stages in the third series
前記第１の直列多重ユニット部２０１のすべての第１共通接続点２１１と、第２の直列多重ユニット部２０２のすべての第２共通接続点２１２と、第３の直列多重ユニット部２０３のすべての第３共通接続点２１３とを共通に接続している。
All the first common connection points 211 of the first series multiplexing
前記第３の直列多重ユニット部２０３における、複数段の中央で互いに隣接する２つの変換器ユニットＭ段とＭ＋１段の間の第３共通接続点２１３は、基準電位点を備えた電源１３２（第２の電源又は負荷）の基準電位点に接続されている。
The third
電源１３２は、本実施例では直列接続された２つの直流電圧源から成り、それらの中点を基準電位点としている。
In this embodiment, the
前記第１の直列多重ユニット部２０１における複数段ユニットのうち、隣接する変換器ユニットと共通接続されていない各第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１と、前記第２の直列多重ユニット部２０２における複数段ユニットのうち、隣接する変換器ユニットと共通接続されていない各第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１と、前記第３の直列多重ユニット部２０３における複数段ユニットのうち、隣接する変換器ユニットと共通接続されていない各第３の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−１と、を電源１３２の一端（負極）に接続している。
Of the multi-stage units in the first series multiplexing
前記第１の直列多重ユニット部２０１における複数段ユニットのうち、隣接する変換器ユニットと共通接続されていない各第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２と、前記第２の直列多重ユニット部２０２における複数段ユニットのうち、隣接する変換器ユニットと共通接続されていない各第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２と、前記第３の直列多重ユニット部２０３における複数段ユニットのうち、隣接する変換器ユニットと共通接続されていない各第４の電力変換部用外部接続端子Ｍ２−２と、を電源１３２の他端（正極）に接続している。
Of the multi-stage units in the first series multiplexing
上記のように本実施例２２は、実施例１７〜２０を組み合わせた構成となっており、実施例１７〜２０の場合と同様の作用、効果を奏する。また直並列多重化によって大容量化が実現される。 As described above, the present embodiment 22 has a configuration in which the examples 17 to 20 are combined, and exhibits the same actions and effects as those of the examples 17 to 20. In addition, the capacity can be increased by serial-parallel multiplexing.
１１〜１４…ＤＣ／ＤＣユニット
１４〜１８…ＡＣ／ＤＣユニット
１９〜２２…ＤＣ／ＡＣユニット
２３〜２６…ＡＣ／ＡＣユニット
３１…ＤＣ／ＡＣ巻線
３２…ＡＣ／ＤＣ巻線
３３…鉄心
４１…ＤＣ／ＡＣ巻線シールド
４２…ＡＣ／ＤＣ巻線シールド
５１、５４…ＤＣ／ＡＣ変換部
５２、５３…ＡＣ／ＤＣ変換部
６１、６２…制御部
７１、７２…電圧検出部
８１、９１、１０１、１１１、１２１…電源（第１の電源又は負荷）
８２、９２、１０２、１１２、１２２、１３２…電源（第２の電源又は負荷）
１２３…電源（第３の電源又は負荷）
１２４…電源（第４の電源又は負荷）
１３１…三相交流電源
２０１…第１の直列多重ユニット部
２０２…第２の直列多重ユニット部
２０３…第３の直列多重ユニット部
２１１…第１共通接続点
２１２…第２共通接続点
２１３…第３共通接続点
Ｒ１０、Ｒ２０…分圧抵抗
Ｒ１１、Ｒ２１…電圧検出用抵抗
Ｍ１−１…第１の電力変換部用外部接続端子
Ｍ１−２…第２の電力変換部用外部接続端子
Ｍ２−１…第３の電力変換部用外部接続端子
Ｍ２−２…第４の電力変換部用外部接続端子
Ｓ１−１…第１のシールド用外部接続端子
Ｓ１−２…第２のシールド用外部接続端子
Ｓ２−１…第３のシールド用外部接続端子
Ｓ２−２…第４のシールド用外部接続端子
11-14 ... DC / DC unit 14-18 ... AC / DC unit 19-22 ... DC / AC unit 23-26 ... AC /
82, 92, 102, 112, 122, 132 ... Power supply (second power supply or load)
123 ... Power supply (third power supply or load)
124 ... Power supply (fourth power supply or load)
131 ... Three-phase
Claims (12)
前記２巻線のうち一方の巻線と鉄心との間に対向して配設された導電性の第１のシールドと、
前記２巻線のうち他方の巻線と鉄心との間に対向して配設された導電性の第２のシールドと、
前記一方の巻線と第１、第２の電力変換部用外部接続端子の間に接続された第１の電力変換部と、
前記他方の巻線と第３、第４の電力変換部用外部接続端子の間に接続された第２の電力変換部と、
前記第１のシールドに接続された第１、第２のシールド用外部接続端子と、
前記第２のシールドに接続された第３、第４のシールド用外部接続端子と、
を備えたことを特徴とする絶縁型電力変換器ユニット。 An insulating transformer in which two windings insulated from each other are arranged to face each other via an iron core,
A first conductive shield disposed so as to face between one of the two windings and the iron core,
A second conductive shield disposed so as to face between the other winding of the two windings and the iron core,
A first power conversion unit connected between the one winding and the external connection terminals for the first and second power conversion units, and
A second power conversion unit connected between the other winding and the external connection terminals for the third and fourth power conversion units.
The first and second shield external connection terminals connected to the first shield,
The third and fourth shield external connection terminals connected to the second shield,
An isolated power converter unit characterized by being equipped with.
前記第３のシールド用外部接続端子と第２のシールドの一端の間、又は前記第４のシールド用外部接続端子と第２のシールドの他端の間の少なくともいずれか一方に、直列に接続された分圧抵抗および電圧検出用抵抗と、
前記電圧検出用抵抗の電圧を検出し、その検出電圧に基いて絶縁劣化を判断する制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の絶縁型電力変換器ユニット。 It is connected in series between the first shield external connection terminal and one end of the first shield, or at least one of the second shield external connection terminal and the other end of the first shield. Voltage dividing resistor and voltage detection resistor,
It is connected in series to at least one of the third shield external connection terminal and one end of the second shield, or the fourth shield external connection terminal and the other end of the second shield. Voltage dividing resistor and voltage detection resistor,
A control unit that detects the voltage of the voltage detection resistor and determines insulation deterioration based on the detected voltage.
The insulated power converter unit according to claim 1, further comprising.
前記第２の電力変換部は、交流側が前記他方の巻線に接続され、直流側が前記第３、第４の電力変換部用外部接続端子に接続されたＡＣ／ＤＣ変換部によって構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁型電力変換器ユニット。 The first power conversion unit is composed of a DC / AC conversion unit in which the DC side is connected to the external connection terminal for the first and second power conversion units and the AC side is connected to the one winding.
The second power conversion unit is composed of an AC / DC conversion unit in which the AC side is connected to the other winding and the DC side is connected to the external connection terminals for the third and fourth power conversion units. The isolated power converter unit according to claim 1 or 2, wherein the power converter unit is characterized in that.
前記第２の電力変換部は、交流側が前記他方の巻線に接続され、直流側が前記第３、第４の電力変換部用外部接続端子に接続されたＡＣ／ＤＣ変換部によって構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁型電力変換器ユニット。 In the first power conversion unit, the AC side is connected to the AC / DC conversion unit whose AC side is connected to the external connection terminal for the first and second power conversion units, and the DC side is connected to the DC side of the AC / DC conversion unit. , The AC side is composed of a DC / AC converter connected to one of the windings.
The second power conversion unit is composed of an AC / DC conversion unit in which the AC side is connected to the other winding and the DC side is connected to the external connection terminals for the third and fourth power conversion units. The isolated power converter unit according to claim 1 or 2, wherein the power converter unit is characterized in that.
前記第２の電力変換部は、交流側が前記他方の巻線に接続されたＡＣ／ＤＣ変換部と、直流側が前記ＡＣ／ＤＣ変換部の直流側に接続され、交流側が前記第３、第４の電力変換部用外部接続端子に接続されたＤＣ／ＡＣ変換部によって構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁型電力変換器ユニット。 The first power conversion unit is composed of a DC / AC conversion unit in which the DC side is connected to the external connection terminal for the first and second power conversion units and the AC side is connected to the one winding.
In the second power conversion unit, the AC side is connected to the AC / DC conversion unit connected to the other winding, the DC side is connected to the DC side of the AC / DC conversion unit, and the AC side is the third and fourth parts. The isolated power converter unit according to claim 1 or 2, wherein the DC / AC conversion unit is connected to an external connection terminal for the power conversion unit.
前記第２の電力変換部は、交流側が前記他方の巻線に接続されたＡＣ／ＤＣ変換部と、直流側が前記ＡＣ／ＤＣ変換部の直流側に接続され、交流側が前記第３、第４の電力変換部用外部接続端子に接続されたＤＣ／ＡＣ変換部によって構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の絶縁型電力変換器ユニット。 In the first power conversion unit, the AC side is connected to the AC / DC conversion unit whose AC side is connected to the external connection terminal for the first and second power conversion units, and the DC side is connected to the DC side of the AC / DC conversion unit. , The AC side is composed of a DC / AC converter connected to one of the windings.
In the second power conversion unit, the AC side is connected to the AC / DC conversion unit connected to the other winding, the DC side is connected to the DC side of the AC / DC conversion unit, and the AC side is the third and fourth parts. The isolated power converter unit according to claim 1 or 2, wherein the DC / AC conversion unit is connected to an external connection terminal for the power conversion unit.
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１の電力変換部用外部接続端子と第２の電力変換部用外部接続端子を接続し、第１のシールド用外部接続端子と第２のシールド用外部接続端子を接続し、
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第３の電力変換部用外部接続端子と第４の電力変換部用外部接続端子を接続し、第３のシールド用外部接続端子と第４のシールド用外部接続端子を接続するように構成することによって、複数段の絶縁型電力変換器ユニットを直列多重構成とし、
前記複数段のうち第１段の絶縁型電力変換器ユニットの第１の電力変換部用外部接続端子を、基準電位点を備えた第１の電源又は負荷の一端に接続し、前記複数段のうち最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、前記第１の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段の中央で互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１および第２の電力変換部用外部接続端子の共通接続点と、第１および第２のシールド用外部接続端子の共通接続点とを、前記第１の電源又は負荷の基準電位点に接続し、
前記第１段の絶縁型電力変換器ユニットの、第３の電力変換部用外部接続端子と、第３のシールド用外部接続端子とを、基準電位点を備えた第２の電源又は負荷の基準電位点としての一端に接続し、
前記最終段の絶縁型電力変換器ユニットの、第４の電力変換部用外部接続端子を、前記第２の電源又は負荷の他端に接続したことを特徴とする電力変換器システム。 The insulated power converter unit according to any one of claims 1 to 6 is provided in a plurality of stages.
The first power conversion unit external connection terminal and the second power conversion unit external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the first shield external connection terminal and the second are connected. Connect the external connection terminal for the shield of
The third power converter external connection terminal and the fourth power converter external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the third shield external connection terminal and the fourth By configuring to connect the external connection terminal for shielding, the multi-stage isolated power converter unit has a series multiplex configuration.
Of the plurality of stages, the external connection terminal for the first power conversion unit of the first stage insulated power converter unit is connected to one end of the first power supply or load provided with a reference potential point, and the plurality of stages are connected. Of these, the external connection terminal for the second power converter of the isolated power converter unit in the final stage is connected to the other end of the first power supply or load.
A common connection point for the first and second external connection terminals for the power converter and an external connection terminal for the first and second shields between the two isolated power converter units adjacent to each other in the center of the plurality of stages. Connect the common connection point of the above to the reference potential point of the first power supply or load.
The third power conversion unit external connection terminal and the third shield external connection terminal of the first-stage insulated power converter unit are designated as a second power source or load having a reference potential point. Connect to one end as a potential point,
A power converter system characterized in that an external connection terminal for a fourth power converter of the isolated power converter unit in the final stage is connected to the other end of the second power supply or load.
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１の電力変換部用外部接続端子と第２の電力変換部用外部接続端子を接続し、第１のシールド用外部接続端子と第２のシールド用外部接続端子を接続し、
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第３の電力変換部用外部接続端子と第４の電力変換部用外部接続端子を接続し、第３のシールド用外部接続端子と第４のシールド用外部接続端子を接続するように構成することによって、複数段の絶縁型電力変換器ユニットを直列多重構成とし、
前記複数段のうち第１段の絶縁型電力変換器ユニットの、第１の電力変換部用外部接続端子と第１のシールド用外部接続端子とを、第１の電源又は負荷の一端に接続し、前記複数段のうち最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、前記第１の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段のうち第１段の絶縁型電力変換器ユニットの、第３の電力変換部用外部接続端子を、第２の電源又は負荷の一端に接続し、前記複数段のうち最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第４の電力変換部用外部接続端子を、前記第２の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段の中央で互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第３および第４の電力変換部用外部接続端子の共通接続点と、第３および第４のシールド用外部接続端子の共通接続点とを、共通に接続したことを特徴とする電力変換器システム。 The insulated power converter unit according to any one of claims 1 to 6 is provided in a plurality of stages.
The first power conversion unit external connection terminal and the second power conversion unit external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the first shield external connection terminal and the second are connected. Connect the external connection terminal for the shield of
The third power converter external connection terminal and the fourth power converter external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the third shield external connection terminal and the fourth By configuring to connect the external connection terminal for shielding, the multi-stage isolated power converter unit has a series multiplex configuration.
Of the plurality of stages, the first stage external connection terminal for the power conversion unit and the first shield external connection terminal of the first stage isolated power converter unit are connected to one end of the first power supply or load. , The external connection terminal for the second power conversion unit of the isolated power converter unit in the final stage of the plurality of stages is connected to the other end of the first power supply or load.
The external connection terminal for the third power conversion unit of the first-stage isolated power converter unit among the plurality of stages is connected to one end of the second power supply or load, and the final stage of the plurality of stages is insulated. The external connection terminal for the fourth power converter of the type power converter unit is connected to the other end of the second power supply or load.
A common connection point for external connection terminals for the third and fourth power converters and external connection terminals for the third and fourth shields between two isolated power converter units adjacent to each other in the center of the plurality of stages. A power converter system characterized in that the common connection points of the above are connected in common.
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットの、第１の電力変換部用外部接続端子各々を、基準電位点を備えた第１の電源又は負荷の一端に接続し、第２の電力変換部用外部接続端子各々を、前記第１の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットの、第３の電力変換部用外部接続端子各々と、第３のシールド用外部接続端子各々を、基準電位点を備えた第２の電源又は負荷の基準電位点としての一端に接続し、第４の電力変換部用外部接続端子各々を、前記第２の電源又は負荷の他端に接続することによって、前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットを並列多重構成とし、
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットの、第１のシールド用外部接続端子各々を共通に接続し、
前記複数段の中央で互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１のシールド用外部接続端子の共通接続点を前記第１の電源又は負荷の基準電位点に接続したことを特徴とする電力変換器システム。 The insulated power converter unit according to any one of claims 1 to 6 is provided in a plurality of stages.
Each of the external connection terminals for the first power conversion unit of the multi-stage insulated power converter unit is connected to one end of a first power supply or load provided with a reference potential point for the second power conversion unit. Connect each of the external connection terminals to the other end of the first power supply or load.
Each of the external connection terminals for the third power conversion unit and each of the external connection terminals for the third shield of the multi-stage insulated power converter unit is used as a reference for a second power supply or load having a reference potential point. By connecting to one end as a potential point and connecting each of the external connection terminals for the fourth power converter to the other end of the second power supply or load, the plurality of stages of the isolated power converter unit are connected in parallel. Multiple configurations
Each of the first shield external connection terminals of the multi-stage insulated power converter unit is connected in common.
The feature is that the common connection point of the first external connection terminal for shielding between the two isolated power converter units adjacent to each other at the center of the plurality of stages is connected to the reference potential point of the first power supply or load. Power converter system.
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットの、第１の電力変換部用外部接続端子各々を、第１の電源又は負荷の一端に接続し、第２の電力変換部用外部接続端子各々を、前記第１の電源又は負荷の他端に接続し、第１のシールド用外部接続端子各々を共通に接続し、
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットの、第３の電力変換部用外部接続端子各々と、第３のシールド用外部接続端子各々を、第２の電源又は負荷の一端に接続し、第４の電力変換部用外部接続端子各々を、前記第２の電源又は負荷の他端に接続することによって、
前記複数段の絶縁型電力変換器ユニットを並列多重構成としたことを特徴とする電力変換器システム。 The insulated power converter unit according to any one of claims 1 to 6 is provided in a plurality of stages.
Each of the external connection terminals for the first power conversion unit of the multi-stage isolated power converter unit is connected to one end of the first power supply or load, and each of the external connection terminals for the second power conversion unit is connected. Connect to the other end of the first power supply or load, and connect each of the first shield external connection terminals in common.
Each of the third external connection terminals for the power conversion unit and each of the third external connection terminals for the shield of the multi-stage insulated power converter unit are connected to one end of the second power supply or load, and the fourth By connecting each of the external connection terminals for the power converter of the above to the other end of the second power supply or load.
A power converter system characterized in that the multi-stage isolated power converter unit has a parallel multiplex configuration.
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１の電力変換部用外部接続端子と第２の電力変換部用外部接続端子を接続し、第１のシールド用外部接続端子と第２のシールド用外部接続端子を接続するように構成することによって複数段の絶縁型電力変換器ユニットを直列多重構成とし、
前記複数段のうち第１段の絶縁型電力変換器ユニットの第１の電力変換部用外部接続端子を、基準電位点を備えた第１の電源又は負荷の一端に接続し、前記複数段のうち最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、前記第１の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段の中央で互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１および第２の電力変換部用外部接続端子の共通接続点と、第１および第２のシールド用外部接続端子の共通接続点とを、前記第１の電源又は負荷の基準電位点に接続し、
前記複数段のうち、互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニットの、第３および第４のシールド用外部接続端子を共通接続し、第３および第４の電力変換部用外部接続端子を共通接続し、前記２つの共通接続点を共通に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち一方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、基準電位点を有しない第２の電源又は負荷の一端に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち他方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、前記第２の電源又は負荷の他端に接続し、
前記複数段のうち、互いに隣接する前記以外の２つの絶縁型電力変換器ユニットの、第３および第４のシールド用外部接続端子を共通接続し、第３および第４の電力変換部用外部接続端子を共通接続し、前記２つの共通接続点を共通に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち一方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、接地された基準電位点を有した第３の電源又は負荷の一端に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち他方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、前記第３の電源又は負荷の他端に接続し、前記２つの共通接続点を前記第３の電源又は負荷の基準電位点に接続し、
前記複数段のうち、互いに隣接する前記以外の２つの絶縁型電力変換器ユニットの、第３および第４のシールド用外部接続端子を共通接続し、第３および第４の電力変換部用外部接続端子を共通接続し、前記２つの共通接続点を共通に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち一方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、基準電位点を有した第４の電源又は負荷の一端に接続し、
前記互いに隣接する２つのうち他方の絶縁型電力変換器ユニットの、前記共通接続されていない第３又は第４の電力変換部用外部接続端子を、前記第４の電源又は負荷の他端に接続し、前記２つの共通接続点を前記第４の電源又は負荷の基準電位点に接続したことを特徴とする電力変換器システム。 The insulated power converter unit according to any one of claims 1 to 6 is provided in a plurality of stages.
The first power conversion unit external connection terminal and the second power conversion unit external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the first shield external connection terminal and the second are connected. By configuring to connect the external connection terminal for shielding, a multi-stage isolated power converter unit is configured in series and multiplex.
Of the plurality of stages, the external connection terminal for the first power conversion unit of the first stage insulated power converter unit is connected to one end of the first power supply or load provided with a reference potential point, and the plurality of stages are connected. Of these, the external connection terminal for the second power converter of the isolated power converter unit in the final stage is connected to the other end of the first power supply or load.
A common connection point for the first and second external connection terminals for the power converter and an external connection terminal for the first and second shields between the two isolated power converter units adjacent to each other in the center of the plurality of stages. Connect the common connection point of the above to the reference potential point of the first power supply or load.
Of the plurality of stages, the external connection terminals for the third and fourth shields of the two isolated power converter units adjacent to each other are commonly connected, and the external connection terminals for the third and fourth power converters are common. Connect, connect the two common connection points in common,
A second power source or load that does not have a reference potential point at the external connection terminal for the third or fourth power conversion unit that is not commonly connected to one of the two adjacent isolated power converter units. Connect to one end of
The external connection terminal for the third or fourth power conversion unit, which is not commonly connected, of the other insulated power converter unit of the two adjacent to each other is connected to the other end of the second power supply or load. And
Of the plurality of stages, the third and fourth shield external connection terminals of the two other isolated power converter units adjacent to each other are commonly connected, and the third and fourth power converter external connections are made. Connect the terminals in common, and connect the two common connection points in common.
A third external connection terminal for a third or fourth power conversion unit that is not commonly connected to one of the two adjacent isolated power converter units has a grounded reference potential point. Connect to one end of the power supply or load
The external connection terminal for the third or fourth power conversion unit, which is not commonly connected, of the other insulated power converter unit of the two adjacent to each other is connected to the other end of the third power supply or load. Then, the two common connection points are connected to the reference potential point of the third power source or load.
Of the plurality of stages, the third and fourth shield external connection terminals of the two other isolated power converter units adjacent to each other are commonly connected, and the third and fourth power converter external connections are made. Connect the terminals in common, and connect the two common connection points in common.
A fourth power source or load having a reference potential point at the external connection terminal for the third or fourth power conversion unit, which is not commonly connected, of one of the two isolated power converter units adjacent to each other. Connect to one end of
The external connection terminal for the third or fourth power conversion unit, which is not commonly connected, of the other isolated power converter unit of the two adjacent to each other is connected to the other end of the fourth power supply or load. A power converter system comprising connecting the two common connection points to a reference potential point of the fourth power source or load.
互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の、第１の電力変換部用外部接続端子と第２の電力変換部用外部接続端子を接続し、第１のシールド用外部接続端子と第２のシールド用外部接続端子を接続するように構成して第１の直列多重ユニット部を構成し、
請求項１から６のいずれかに記載の絶縁型電力変換器ユニットを複数段設け、それら複数段のユニットを前記第１の直列多重ユニット部と同一に構成して第２の直列多重ユニット部を構成し、
請求項１から６のいずれかに記載の絶縁型電力変換器ユニットを複数段設け、それら複数段のユニットを前記第１の直列多重ユニット部と同一に構成して第３の直列多重ユニット部を構成し、
前記第１の直列多重ユニット部の最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、第１の電源を構成する三相交流電源の第１相電源に接続し、
前記第２の直列多重ユニット部の最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、前記三相交流電源の第２相電源に接続し、
前記第３の直列多重ユニット部の最終段の絶縁型電力変換器ユニットの第２の電力変換部用外部接続端子を、前記三相交流電源の第３相電源に接続し、
前記第１、第２、第３の直列多重ユニット部の各々の第１段の絶縁型電力変換器ユニットの第１の電力変換部用外部接続端子どうしを共通に接続し、前記第１、第２、第３の直列多重ユニット部の各々の第１段の絶縁型電力変換器ユニットの第１のシールド用外部接続端子どうしを共通に接続し、それら２つの共通接続点を共通に接続し、
前記第１の直列多重ユニット部における、前記複数段のうち、互いに隣接する２つの段の絶縁型電力変換器ユニット間の第３の電力変換部用外部接続端子と第４の電力変換部用外部接続端子を接続し、第３のシールド用外部接続端子と第４のシールド用外部接続端子を接続し、それら接続点を共通に接続して第１共通接続点とし、
前記第２の直列多重ユニット部における、前記複数段のうち、互いに隣接する２つの段の絶縁型電力変換器ユニット間の第３の電力変換部用外部接続端子と第４の電力変換部用外部接続端子を接続し、第３のシールド用外部接続端子と第４のシールド用外部接続端子を接続し、それら接続点を共通に接続して第２共通接続点とし、
前記第３の直列多重ユニット部における、前記複数段のうち、互いに隣接する２つの段の絶縁型電力変換器ユニット間の第３の電力変換部用外部接続端子と第４の電力変換部用外部接続端子を接続し、第３のシールド用外部接続端子と第４のシールド用外部接続端子を接続し、それら接続点を共通に接続して第３共通接続点とし、
前記第１の直列多重ユニット部におけるすべての第１共通接続点と、前記第２の直列多重ユニット部におけるすべての第２共通接続点と、前記第３の直列多重ユニット部におけるすべての第３共通接続点とを共通に接続し、
前記第３の直列多重ユニット部における、前記複数段の中央で互いに隣接する２つの絶縁型電力変換器ユニット間の第３共通接続点を、基準電位を備えた第２の電源又は負荷の基準電位点に接続し、
前記第１の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第３の電力変換部用外部接続端子と、
前記第２の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第３の電力変換部用外部接続端子と、
前記第３の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第３の電力変換部用外部接続端子とを、前記第２の電源又は負荷の一端に接続し
前記第１の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第４の電力変換部用外部接続端子と、
前記第２の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第４の電力変換部用外部接続端子と、
前記第３の直列多重ユニット部における複数段のうち、隣接する絶縁型電力変換器ユニットと共通接続されていない各第４の電力変換部用外部接続端子とを、前記第２の電源又は負荷の他端に接続したことを特徴とする電力変換器システム。 The insulated power converter unit according to any one of claims 1 to 6 is provided in a plurality of stages.
The first power conversion unit external connection terminal and the second power conversion unit external connection terminal are connected between two isolated power converter units adjacent to each other, and the first shield external connection terminal and the second are connected. The first series multiplex unit unit is configured to connect the external connection terminal for shielding.
The isolated power converter unit according to any one of claims 1 to 6 is provided in a plurality of stages, and the plurality of stages of the units are configured in the same manner as the first series multiplexing unit portion to form a second series multiplexing unit portion. Configure and
The insulated power converter unit according to any one of claims 1 to 6 is provided in a plurality of stages, and the plurality of stages of the units are configured in the same manner as the first series multiplexing unit portion to form a third series multiplexing unit portion. Configure and
The external connection terminal for the second power converter of the isolated power converter unit in the final stage of the first series multiplex unit is connected to the first phase power supply of the three-phase AC power supply constituting the first power supply. ,
The external connection terminal for the second power converter of the isolated power converter unit in the final stage of the second series multiplex unit is connected to the second phase power supply of the three-phase AC power supply.
The external connection terminal for the second power conversion unit of the isolated power converter unit in the final stage of the third series multiplex unit unit is connected to the third phase power supply of the three-phase AC power supply.
The external connection terminals for the first power conversion unit of the first-stage insulated power converter unit of each of the first, second, and third series multiplexing unit units are connected in common, and the first and first The first shield external connection terminals of the first-stage insulated power converter units of each of the second and third series multiplex units are connected in common, and these two common connection points are connected in common.
In the first series multiplexing unit unit, the external connection terminal for the third power conversion unit and the external for the fourth power conversion unit between the isolated power converter units of the two stages adjacent to each other among the plurality of stages. Connect the connection terminals, connect the third shield external connection terminal and the fourth shield external connection terminal, and connect these connection points in common to make the first common connection point.
In the second series multiplexing unit unit, the external connection terminal for the third power conversion unit and the external for the fourth power conversion unit between the isolated power converter units of the two stages adjacent to each other among the plurality of stages. Connect the connection terminals, connect the third shield external connection terminal and the fourth shield external connection terminal, and connect these connection points in common to make the second common connection point.
Out of the plurality of stages in the third series multiplexing unit unit, an external connection terminal for a third power conversion unit and an external connection for a fourth power conversion unit between two stages of isolated power converter units adjacent to each other. Connect the connection terminals, connect the third shield external connection terminal and the fourth shield external connection terminal, and connect these connection points in common to make it the third common connection point.
All first common connection points in the first series multiplex unit section, all second common connection points in the second series multiplex unit section, and all third common points in the third series multiplex unit section. Connect to the connection point in common,
A reference potential of a second power source or load having a reference potential at a third common connection point between two isolated power converter units adjacent to each other at the center of the plurality of stages in the third series multiplexing unit unit. Connect to the point
Of the plurality of stages in the first series multiplexing unit unit, the external connection terminals for each third power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit,
Of the plurality of stages in the second series multiplexing unit unit, the external connection terminals for each third power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit,
Of the plurality of stages in the third series multiplexing unit unit, the external connection terminals for each third power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit are connected to the second power supply or load. Of the plurality of stages in the first series multiplexing unit unit connected to one end, the external connection terminals for each fourth power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit,
Of the plurality of stages in the second series multiplexing unit unit, the external connection terminals for each fourth power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit,
Of the plurality of stages in the third series multiplexing unit unit, the external connection terminals for each fourth power converter unit that are not commonly connected to the adjacent isolated power converter unit are connected to the second power supply or load. A power converter system characterized by being connected to the other end.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019053634A JP2020156236A (en) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | Insulation type power converter unit and power converter system |
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|---|---|---|---|
| JP2019053634A JP2020156236A (en) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | Insulation type power converter unit and power converter system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2020156236A true JP2020156236A (en) | 2020-09-24 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019053634A Pending JP2020156236A (en) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | Insulation type power converter unit and power converter system |
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