JP6418015B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
図5〜図7に示すように、特許文献1は制動パワー素子1のオンオフ動作を行うゲートの駆動状態を監視(サンプリング)し、そのオン状態で加算するカウンタ(オン積算時間)とオフ状態で減算するカウンタ(オン積算時間)を設け、オン積算時間が決められた許容積算時間を超過した場合、制動回路の制動抵抗2を保護する構成となっている。また、比較する短時間電力容量特性に使われる値としては、制動抵抗2に流れる電流から算出する方法をとっている。
図8〜図10に示すように、特許文献2は回生制動用の制動抵抗BRと制動パワー素子(例えば、IGBT)1に流れる電流の測定値から発生損失を求め、許容負荷時間率の相関データを比較し、その時間分タイマで演算することで、制動パワー素子1を過熱から保護する方法が提案されている。
制動パワー素子1の合計損失Plossは制動抵抗2の消費電力Pdbに比例しない。図11に示すように、スイッチング周波数の影響により、定常損失Ponとスイッチング損失Pswの損失ピークが異なり特異点があることが特徴といえる。制動パワー素子1の合計損失Plossは以下の(1)式となる。
図1は、本実施形態1における電力変換装置を示す概略図である。図1に示すように、電力変換装置は、交流電源9の交流電圧を整流して直流電圧に変換する順変換器4と、変換された直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器3と、順変換器4と逆変換器3との間の直流中間回路に設けられ、直流電圧を平滑する平滑コンデンサCと、直流中間回路に直列接続された制動抵抗2と制動パワー素子1とを有する制動回路10と、制動パワー素子1を制御する制御部7と、を備えている。
実施形態1では、制動パワー素子1の周囲温度の測定と素子周囲温度別の特性テーブル5を必要とする。
2…制動抵抗
3…逆変換器
4…順変換器
6…温度検出器
7…制御部
8…電圧検出器
9…交流電源
C…平滑コンデンサ
V…直流電圧
Ploss…合計損失
P1…回生電力
P2…逆起電力
Plossp…内部損失
f…スイッチング周波数
Ton/T…デューティ比
t…許容時間
Ttimer…判定用タイマ
Claims (4)
- 交流電源の交流電圧を整流して直流電圧に変換する順変換器と、
直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、
前記順変換器と前記逆変換器との間の直流中間回路に設けられ、直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記直流中間回路に直列接続された制動抵抗と制動パワー素子とを有する制動回路と、
前記制動パワー素子を制御する制御部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記直流中間回路の電圧を検出する電圧検出器と、
回生電力を検出する回生電力検出手段と、
逆潮流電力を検出する逆潮流電力検出手段と、を備え、
前記制御部は、
電力変換装置の内部損失をあらかじめ記憶部に記憶させておき、
前記直流中間回路の直流電圧と回生電力と逆潮流電力と電力変換装置の内部損失に基づいて、制動パワー素子のスイッチング周波数とデューティ比を計算し、
計算した制動パワー素子のスイッチング周波数とデューティ比を用いて、制動パワー素子の合計損失を計算することを特徴とする電力変換装置。 - 前記制御部は、
制動パワー素子の合計損失と制動パワー素子の許容温度に達するまでの許容時間との関係をテーブル化し、あらかじめ制御部の記憶部に記憶させてテーブル化した特性テーブル、および、前記計算された制動パワー素子の合計損失に基づいて許容時間を決定し、
前記合計損失に応じて、判定用タイマを積算もしくは減算し、
判定用タイマが前記特性テーブルより求めた許容時間に到達した場合に、温度保護動作をかけ、制動パワー素子をオフ状態とする、または、逆変換器,順変換器を停止することを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。 - 制動パワー素子の周囲温度を測定する温度検出器を備え、
前記特性テーブルは、制動パワー素子の周囲温度別に、制動パワー素子の合計損失と許容時間との関係をテーブル化したものであって、
前記制御部は、
特性テーブル、および、前記周囲温度、および、前記計算された制動パワー素子の合計損失に基づいて許容時間を求めることを特徴とする請求項2記載の電力変換装置。 - 前記合計損失が、制動パワー素子に連続長時間損失が発生しても、温度上昇が許容値以下となる損失の最大値である許容最大値を超過した場合、判定用タイマを積算し、
前記合計損失が前記許容最大値を超過していない場合、判定用タイマを減算することを特徴とする請求項2または3の電力変換装置。
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