JP6773610B2 - Voltage abnormality detector - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電力変換システムの電圧異常検出装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a voltage abnormality detection device for a power conversion system.
プラント等では、対象の製造物を生産するために、多くの電動機やアクチュエータ等を連携させ、あるいは独立にコントロールして生産ラインが構築される。電動機は、可変速制御等を行うために、インバータ装置によって駆動制御される。インバータ装置は、直流電源の供給を受けて動作するので、その直流電源を生成するためにプラント等に供給される交流電源を入力とするコンバータ装置が用いられる。このように、プラント等においては、交流電源から、１つ以上の他の交流電源を生成する電力変換システムが用いられる。 In a plant or the like, in order to produce a target product, a production line is constructed by linking many electric motors and actuators or controlling them independently. The electric motor is driven and controlled by an inverter device in order to perform variable speed control and the like. Since the inverter device operates by receiving the supply of the DC power supply, a converter device that inputs the AC power supply supplied to the plant or the like is used to generate the DC power supply. As described above, in a plant or the like, a power conversion system that generates one or more other AC power sources from an AC power source is used.
図６は、一般的なコンバータ装置とインバータ装置からなる交流−交流電力変換システムの構成を示すブロック図の例である。交流−交流電力変換システム１０２は、交流電源１を直流電源へ変換するコンバータ装置１１０と、コンバータ装置１１０で変換した直流電源を可変周波数・可変電圧の交流に変換して出力するインバータ装置１２０と、を含む。
FIG. 6 is an example of a block diagram showing a configuration of an AC-AC power conversion system including a general converter device and an inverter device. The AC-AC
コンバータ装置１１０は、所定の直流電圧を出力するために、出力電圧検出器１１３と、所定の電圧基準を出力する電圧基準回路１１４と、電圧基準回路１１４および出力電圧検出器１１３の出力を用いて出力電圧を制御する電圧制御回路１１５と、スイッチングデバイスのオンオフを制御する位相制御回路１１６を備えている。さらに、コンバータ装置１１０を出力電圧の異常から保護するための保護回路１１７を備えている。インバータ装置１２０は、インバータ装置１２０の入力電圧を検出するための入力電圧検出器１２８と、インバータ装置１２０を入力電圧の異常から保護するための保護回路１２９と、を備えている。
The
コンバータ装置１１０は、出力電圧検出器１１３で電圧を検出し、検出された出力電圧が異常の場合には、保護回路１１７により保護を行っている。インバータ装置１２０は、入力電圧検出器１２８で主回路１２２の入力電圧を検出し、検出された入力電圧が異常な場合には、保護回路１２９により保護を行っている。
The
保護回路１１７は、入力された電圧が所定のしきい値以上であった場合に、保護用のトリガ信号を発する。このトリガ信号によってコンバータ装置１１０の主回路１１１は破損等から保護される。また、保護回路１２９も、入力された電圧が所定のしきい値以上であった場合に、電圧保護用のトリガ信号を発する。トリガ信号を発出することによって、インバータ装置１２０を停止させることができる（たとえば、特許文献１参照。）。
The
このような電力変換システムにおいては、出力電圧検出器１１３の故障で実電圧より低い電圧を検出した場合、その電圧を用いて電圧制御回路１１５にて電圧制御されるので、所望の電圧よりも高い電圧を出力する。しかし、コンバータ装置１１０の出力電圧の制御や異常検出をコンバータ装置１１０側で処理しているため、外部から電圧異常が起こっていることを知ることは困難である。
In such a power conversion system, when a voltage lower than the actual voltage is detected due to a failure of the
たとえば、出力電圧検出器１１３の故障により、コンバータ装置１１０の出力電圧が上昇しても保護回路１１７が動作せず、コンバータ装置１１０の動作が継続することが考えられる。インバータ装置１２０は、入力電圧の保護回路１２９によって、動作停止するが、コンバータ装置１１０は、動作をし続ける。コンバータ装置１１０が過大な、あるいは過少な出力電圧を出力し続けることによって、コンバータ装置１１０のみならずインバータ装置１２０の破損等の不具合を生じる恐れがある。
For example, it is conceivable that the
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、故障停止する前にコンバータ主回路の電圧異常を検出する電圧異常検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a voltage abnormality detection device that detects a voltage abnormality in a converter main circuit before a failure is stopped.
実施形態に係る電圧異常検出装置は、出力端子を有するコンバータ主回路と、前記出力端子から出力された直流出力電圧を検出する出力電圧検出器と、前記出力電圧検出器の検出結果にもとづいて、前記コンバータ主回路を保護するコンバータ保護機能と、前記出力端子に接続された複数の入力端子に供給された直流入力電圧を交流電圧にそれぞれ変換して出力する複数のインバータ主回路と、前記複数の入力端子に供給された前記直流入力電圧をそれぞれ検出する複数の入力電圧検出器と、前記複数の入力電圧検出器の検出結果にもとづいて、前記複数のインバータ主回路をそれぞれ保護する複数のインバータ保護機能と、を含む電力変換システムに用いられる。電圧異常検出装置は、前記直流出力電圧の異常を検出する装置である。電圧異常検出装置は、前記複数の入力電圧検出器の検出結果にもとづいて、前記直流入力電圧の異常を判定する電圧異常判定回路と、前記電圧異常判定回路の判定結果にもとづいて前記直流出力電圧の異常を推定して警告信号を生成する異常装置判定回路と、備える。前記異常装置判定回路は、前記直流入力電圧の異常となった前記複数の入力電圧検出器の判定結果が半数または過半数である場合に、前記警告信号を生成する。
Voltage abnormality detection device according to the embodiment includes a converter main circuit having an output terminal, an output voltage detector for detecting a DC output voltage output from the output terminal, based on the detection result of said output voltage detector, a converter protection function for protecting the converter main circuit, and a plurality of inverter main circuit for converting each plurality of straight inlet force voltage supplied to the input terminal to the ac voltage that is connected to said output terminal, a plurality of input voltage detector for detecting the plurality of the Kijika inflow power voltage before being supplied to the input terminals, respectively, based on the plurality of input voltage detector of the detection result, protecting each of the plurality of inverter main circuit Used in power conversion systems, including multiple inverter protection functions. The voltage abnormality detection device is a device that detects an abnormality in the DC output voltage. The voltage abnormality detection device includes a voltage abnormality determination circuit that determines an abnormality of the DC input voltage based on the detection results of the plurality of input voltage detectors, and the DC output voltage based on the determination results of the voltage abnormality determination circuit. It is provided with an abnormality device determination circuit that estimates an abnormality and generates a warning signal . The abnormality device determination circuit generates the warning signal when the determination result of the plurality of input voltage detectors in which the DC input voltage is abnormal is half or a majority.
本実施形態では、インバータ主回路側の第１入力電圧検出によって、直流入力電圧を検出し、直流入力電圧を供給している、コンバータ主回路の出力端子の直流出力電圧の異常を検出することができる。そのため、コンバータ主回路が故障する前にコンバータ主回路の出力電圧異常を検出することができる。 In the present embodiment, the DC input voltage is detected by the first input voltage detection on the inverter main circuit side, and the abnormality of the DC output voltage of the output terminal of the converter main circuit that supplies the DC input voltage can be detected. it can. Therefore, it is possible to detect an abnormality in the output voltage of the converter main circuit before the converter main circuit fails.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the sizes between the parts, and the like are not necessarily the same as the actual ones. Further, even when the same parts are represented, the dimensions and ratios may be different from each other depending on the drawings.
In addition, in the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the above-mentioned figures are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る電圧異常検出装置を例示するブロック図である。
図１には、交流−交流電力変換システム２のブロック図が合わせて示されている。図１に示すように、本実施形態では、電圧異常検出装置３０は、交流−交流電力変換システム２に接続される。交流−交流電力変換システム２は、コンバータ装置１０と、インバータ装置２０と、を含む。コンバータ装置１０は、交流電源１から交流電力の供給を受けて動作する。コンバータ装置１０は、交流電力を直流電力に変換して出力する。コンバータ装置１０は、直流電力を出力する出力端子１１ｐ，１１ｎを含む。出力された直流電力は、出力端子１１ｐ，１１ｎを介してインバータ装置２０に供給される。インバータ装置２０は、図示しないが、制御回路等によって直流電力を所望の交流電力に変換して交流負荷に供給する。交流負荷は電動機等である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating the voltage abnormality detection device according to the present embodiment.
FIG. 1 also shows a block diagram of the AC-AC
コンバータ装置１０は、主回路１１と、出力電圧検出器１３と、電圧基準回路１４と、電圧制御回路１５と、位相制御回路１６と、保護回路１７と、を含む。出力電圧検出器１３は、主回路１１の出力に接続されている。出力電圧検出器１３は、主回路１１の出力電圧Ｖｏｃを入力して、これに比例する帰還電圧Ｖｆｃを出力する。
The
出力電圧検出器１３出力する帰還電圧Ｖｆｃおよび電圧基準回路１４が出力する基準電圧Ｖｒｅｆは、加減算器に入力される。加減算器は、基準電圧Ｖｒｅｆおよび帰還電圧Ｖｆｃの偏差を計算し、計算された偏差を電圧制御回路１５に供給する。電圧制御回路１５は、たとえば入力された偏差を比例積分して操作量を位相制御回路１６に供給する。位相制御回路１６は、偏差を０にするように主回路１１のスイッチング動作を制御する。
The feedback voltage Vfc output by the
保護回路１７は、出力電圧検出器１３の出力に接続されている。保護回路１７は、出力電圧検出器１３から出力される帰還電圧Ｖｆｃが所定値以上または所定値よりも低くなった場合に、たとえばゲートブロック信号を生成する。生成されたゲートブロック信号は、主回路１１の各スイッチング素子をオフさせることによって、主回路１１の動作を停止させる。
The
インバータ装置２０は、主回路２２と、入力電圧検出器２８と、保護回路２９と、を含む。インバータ装置２０は、入力端子２２ｐ，２２ｎを含む。コンバータ装置１０から出力される出力電圧Ｖｏｃは、入力端子２２ｐ，２２ｎを介して主回路２２に供給される。入力電圧検出器２８は、主回路２２の入力に接続されている。入力電圧検出器２８は、主回路２２の入力電圧Ｖｉｉを入力して、これに比例する検出電圧Ｖｉｄを出力する。
The
保護回路２９は、入力電圧検出器２８の出力に接続されている。保護回路２９は、入力電圧検出器２８の出力が所定値以上または所定値よりも低くなった場合に、たとえばゲートブロック信号を生成する。生成されたゲートブロック信号は、主回路２２の各スイッチング素子をオフさせることによって、主回路２２の動作を停止させる。
The
電圧異常検出装置３０は、工学値変換器３１と、電圧異常判定回路３２と、アラーム出力回路３３と、を備える。電圧異常検出装置３０は、入力電圧検出器２８の出力に接続される。
The voltage
工学値変換器３１は、たとえばアナログ値のデータをディジタル値のデータに変換するアナログディジタル変換器を含むボードである。工学値変換器３１は、入力電圧検出器２８が出力した入力検出電圧Ｖｉｄをディジタル値のデータに変換して、電圧異常判定回路３２に供給する。
The
電圧異常判定回路３２は、入力検出電圧Ｖｉｄのディジタルデータを入力して、入力したデータが所定の範囲からはずれた場合には、異常検出信号ＡＬＭを生成してアラーム出力回路３３に供給する。アラーム出力回路３３は、異常検出信号ＡＬＭにしたがって、所定の警報動作を行う。所定の警報動作は、たとえば、図示しない制御盤に設けられた表示パネルに異常警報が発出された旨を表示する等である。
The voltage
本実施形態の電圧異常検出装置３０の動作について説明する。
図２は、本実施形態の電圧異常検出装置の動作を説明するための動作波形図の例である。
図２に示すように、電圧異常判定回路３２は、あらかじめ設定されたしきい値ＶＴＨ，ＶＴＬを有する。ここで、基準電圧Ｖｒｅｆは、コンバータ装置１０の電圧基準回路１４が出力する電圧である。インバータ装置２０に入力される電圧は、コンバータ装置１０が出力する電圧にほぼ等しいので、この図では参考用に図示している。
The operation of the voltage
FIG. 2 is an example of an operation waveform diagram for explaining the operation of the voltage abnormality detection device of the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the voltage
インバータ装置２０には、保護回路２９によって、入力電圧Ｖｉｉの過電圧保護および低電圧保護が設けられている。過電圧保護のしきい値がＶＯＶＰであり、低電圧保護のしきい値がＶＬＶＰである。
The
電圧異常判定回路３２は、しきい値ＶＴＨ，ＶＴＬの範囲を超えた電圧が入力された場合には、異常検出信号ＡＬＭを出力する。図２において、時刻ｔ１〜ｔ２の間では、入力検出電圧Ｖｉｄが上側のしきい値ＶＴＨを超えており、電圧異常判定回路３２は、異常検出信号ＡＬＭを出力する。
The voltage
時刻ｔ２〜ｔ３の間では、入力検出電圧Ｖｉｄが上下のしきい値ＶＴＨ，ＶＴＬの範囲内であり、電圧異常判定回路３２は、異常検出信号ＡＬＭを出力しない。
Between the times t2 to t3, the input detection voltage Vid is within the range of the upper and lower threshold values VTH and VTL, and the voltage
時刻ｔ３〜ｔ４の間では、入力検出電圧Ｖｉｄが下側のしきい値ＶＴＬよりも低いので、電圧異常判定回路３２は、異常検出信号ＡＬＭを出力する。
Since the input detection voltage Vid is lower than the lower threshold value VTL between the times t3 and t4, the voltage
電圧異常検出装置３０は、ＣＰＵを含むコンピュータ装置によって実現されてもよい。この場合には、上述した各要素やブロックは、その一部または全部を、ＣＰＵが実行するプログラムによって実現してもよい。
The voltage
しきい値ＶＴＨ，ＶＴＬは、上述に限らず、適切な値を任意に設定することができる。たとえば、しきい値ＶＴＨ，ＶＴＬを過電圧保護検出電圧ＶＯＶＰ，低電圧保護検出電圧ＶＬＶＰに等しい値に設定してもよい。この場合には、たとえば、アラーム出力回路３３の出力信号によって、コンバータ装置１０を強制停止させるようにすることもできる。また、しきい値は、上下の設定値１組に限らず、複数段階に設定し、アラームのレベルをその段階に応じて設定してもよいし、上下どちらか一方の設定値としてももちろんよい。
The threshold values VTH and VTL are not limited to the above, and appropriate values can be arbitrarily set. For example, the threshold values VTH and VTL may be set to values equal to the overvoltage protection detection voltage VOVP and the undervoltage protection detection voltage VLVP. In this case, for example, the
上述では、工学値変換器３１を用いて、アナログ信号のデータをディジタルデータに変換して異常判定を行ったが、インバータ装置側で入力電圧のデータがディジタルデータで提供される場合には、工学値変換器３１を介することなく、ディジタルデータの入力電圧を電圧異常判定回路３２に入力することができる。
In the above, the
本実施形態の電圧異常検出装置３０の効果について説明する。
本実施形態の電圧異常検出装置３０は、インバータ装置２０側の保護回路２９の保護検出電圧に応じたしきい値を有する電圧異常判定回路３２を備えている。そのため、コンバータ装置１０側の出力電圧検出器１３に異常を生じ、必要な電圧情報を得ることができなくても、電圧異常検出装置３０は、保護動作や異常警報発出動作を行うことができる。したがって、インバータ装置２０に過大な電圧や過少な電圧が入力されることが継続することを防止することができる。
The effect of the voltage
The voltage
交流−交流電力変換システム２がすでにプラント等に設置されている場合には、コンバータ装置１０の出力電圧検出器１３の異常時に備えて、これをバックアップする回路や機能を新たに組み込むことは困難である。また、交流−交流電力変換システム２がすでに稼働している場合には、異常を早急に発見し、対応策を講じることがプラントの稼働率を低下させないためには重要である。
If the AC-AC
本実施形態の電圧異常検出装置３０では、既設の交流−交流電力変換システム２の安全な低電圧回路からコンバータ装置１０の出力電圧Ｖｏｃの情報を得ることができるので、改造作業等がほとんど発生しない。
In the voltage
電圧異常検出装置３０の電圧異常判定回路３２のしきい値を適切に設定することによって、コンバータ装置１０の出力電圧に異常の兆しがあることを容易に発見することが可能になる。そのため、異常による停止に先駆けて、出力電圧検出器１３の点検、交換等を行うことができるので、システムの停止期間を最短とすることが可能になる。
By appropriately setting the threshold value of the voltage
（第２の実施形態）
図３は、本実施形態に係る電圧異常検出装置を例示するブロック図である。
本実施形態では、複数のインバータ装置を備えた交流−交流電力変換システムの異常電圧検出を行うことができる。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram illustrating the voltage abnormality detection device according to the present embodiment.
In the present embodiment, abnormal voltage detection of an AC-AC power conversion system including a plurality of inverter devices can be performed.
図３に示すように、本実施形態の場合には、交流−交流電力変換システム２ａは、複数のインバータ装置２０ａを含む。複数のインバータ装置２０ａは、主回路２２−１〜２２−ｎをそれぞれ含む。複数の主回路２２−１〜２２−ｎは、入力端子２２−１ｐ，２２−１ｎ〜２２−ｎｐ，２２−ｎｎをそれぞれ含む。コンバータ装置１０の出力に並列に接続されている。つまり、主回路２２−１は、入力端子２２−１ｐ，２２−１ｎを介して、コンバータ装置１０の出力に接続されており、主回路２２−ｎは、入力端子２２−ｎｐ，２２−ｎｎを介して、コンバータ装置１０の出力に接続されている。この例では、ｎ台のインバータ装置が並列接続されており、ｎは２以上の整数である。主回路２２−１〜２２−ｎは、２台でもよいし、３台でもそれ以上であってもよい。コンバータ装置１０は、主回路２２−１〜２２−ｎの容量に応じて、出力容量が決定される。
As shown in FIG. 3, in the case of the present embodiment, the AC-AC
主回路２２−１の入力端子２２−１ｐ，２２−１ｎ間には、入力電圧Ｖｉｉ１が供給される。主回路２２−ｎの入力端子２２−ｎｐ，２２−ｎｎ間には、入力電圧Ｖｉｉｎが供給される。入力電圧Ｖｉｉ１，…，Ｖｉｉｎは、インバータ装置ごとに異なる負荷を有し、また、コンバータ装置１０の出力からインバータ装置の入力まで、異なる布線インピーダンスを有するので、必ずしも同一の電圧値とはならない。
The input voltage Vii1 is supplied between the input terminals 22-1p and 22-1n of the main circuit 22-1. The input voltage Vin is supplied between the input terminals 22-np and 22-nn of the main circuit 22-n. The input voltages Vi1, ..., Viin have different loads for each inverter device, and have different wire impedances from the output of the
主回路２２−１〜２２−ｎの入力には、入力電圧検出器２８−１〜２８−ｎそれぞれ接続されている。入力電圧検出器２８−１〜２８−ｎは、入力検出電圧Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄｎをそれぞれ出力する。入力電圧検出器２８−１〜２８−ｎの出力に保護回路２９−１〜２９−ｎがそれぞれ接続されている。入力電圧検出器２８−１〜２８−ｎおよび保護回路２９−１〜２９−ｎは、上述した他の実施形態の場合の入力電圧検出器２８および保護回路２９と同様のものが用いられる。
Input voltage detectors 28-1 to 28-n are connected to the inputs of the main circuits 22-1 to 22-n, respectively. The input voltage detectors 28-1 to 28-n output the input detection voltages Vid1 to Vidn, respectively. Protection circuits 29-1 to 29-n are connected to the outputs of the input voltage detectors 28-1 to 28-n, respectively. As the input voltage detector 28-1 to 28-n and the protection circuit 29-1 to 29-n, the same ones as the
入力電圧検出器２８−１〜２８−ｎは、同一の過電圧保護、低電圧保護のためのしきい値ＶＯＶＰ，ＶＬＶＰを有している。主回路２２-１〜２２−ｎの入力電圧が、これらの保護電圧のしきい値を超え、または下回った場合には、保護回路２９−１〜２９−ｎを介してゲートブロック信号等を生成する。主回路２２−１〜２２−ｎのうち対応するものは、ゲートブロック信号等によって、たとえば動作停止する。 The input voltage detectors 28-1 to 28-n have the same threshold values VOVP and VLVP for overvoltage protection and undervoltage protection. When the input voltage of the main circuits 22-1 to 22-n exceeds or falls below the thresholds of these protection voltages, a gate block signal or the like is generated via the protection circuits 29-1 to 29-n. To do. The corresponding main circuits 22-1 to 22-n are stopped, for example, by a gate block signal or the like.
電圧異常検出装置３０ａは、各入力電圧検出器２８−１〜２８−ｎの出力に接続されている。電圧異常検出装置３０ａは、工学値変換器１３１と、電圧異常判定回路１３２と、異常装置判定回路１３４と、を備える。電圧異常判定回路１３２には、工学値変換器１３１を介して、入力電圧検出器２８−１〜２８−ｎから出力される入力電圧検出値Ｖｉｄ１〜Ｖｉｄｎが入力される。
The voltage
工学値変換器１３１は、ｎ個の入力を有しており、たとえばｎ個のアナログ信号のデータをｎ個のディジタル信号のデータに変換して出力する。
The
電圧異常判定回路１３２は、工学値変換器１３１から出力されるｎ個のディジタル信号のデータを入力する。電圧異常判定回路１３２は、上述した他の実施形態の場合と同様に、過電圧保護のしきい値ＶＯＶＰよりも低い電圧のしきい値ＶＴＨおよび低電圧保護のしきい値ＶＬＶＰよりも高い電圧のしきい値ＶＴＬを有する。電圧異常判定回路１３２は、ｎ台の主回路２２−１〜２２−ｎの入力電圧のディジタルデータをしきい値ＶＴＨ，ＶＴＬとそれぞれ比較する。比較された結果は、異常装置判定回路１３４に供給される。
The voltage
異常装置判定回路１３４は、各主回路２２−１〜２２−ｎの入力電圧のうちしきい値ＶＴＨ，ＶＴＬの範囲を超えたものがいくつあるかにもとづいて、コンバータ装置１０の出力電圧に異常が生じ、あるいは異常が生じ得ると判定する。異常装置判定回路１３４は、たとえば主回路２２−１〜２２−ｎのそれぞれの入力電圧において、しきい値ＶＴＨ，ＶＴＬの範囲を超えたか否かを判定するためのテーブルを有している。
The abnormality
図４および図５は、本実施形態の電圧異常装置の異常を判定するテーブルの例である。
図４では、インバータ装置が３台の場合のテーブル１３４ａの例が示されている。図４に示すように、各主回路２２−１〜２２−３のそれぞれについて、入力電圧のしきい値ＶＴＨ，ＶＴＬの範囲を超えた場合には、“×”、しきい値ＶＴＨ，ＶＴＬの範囲内の場合には“〇”が記載されている。テーブル１３４ａには、各インバータ装置の入力電圧のどれとどれがしきい値ＶＴＨ，ＶＴＬを超えた場合に、異常検出信号ＡＬＭを出力するかが設定されている。
4 and 5 are examples of a table for determining an abnormality of the voltage abnormality device of the present embodiment.
FIG. 4 shows an example of the table 134a when the number of inverter devices is three. As shown in FIG. 4, for each of the main circuits 22-1 to 22-3, when the input voltage thresholds VTH and VTL are exceeded, “x” and the threshold VTH and VTL are displayed. If it is within the range, "○" is described. In the table 134a, it is set which of the input voltages of each inverter device and which of them output the abnormality detection signal ALM when the threshold values VTH and VTL are exceeded.
図５は、インバータ装置が５台の場合のテーブル１３４ｂの例が示されている。図５も図４の場合と同様に、各インバータ装置の入力電圧のどれとどれがしきい値ＶＴＨ，ＶＴＬを超えた場合に、異常検出信号ＡＬＭを出力するかが設定されている。 FIG. 5 shows an example of the table 134b when the number of inverter devices is five. Similar to the case of FIG. 4, FIG. 5 also sets which and which of the input voltages of each inverter device outputs the abnormality detection signal ALM when the threshold values VTH and VTL are exceeded.
図４の例では、３台中２台以上のインバータ装置の入力電圧において、しきい値ＶＴＨ，ＶＴＬを超えた場合に、異常検出信号ＡＬＭを出力する。図５の例では、５台中３台以上のインバータ装置の入力電圧において、しきい値ＶＴＨ，ＶＴＬを超えた場合に異常検出信号を出力する。つまり、これらの例では、多数決論理によって、異常判定を行う。上述のようなルックアップテーブルを設定し、ソフトウェア的に異常装置判定を行うようにする場合に限らない。テーブル１３４ａ，１３４ｂ等に代えて、電圧異常判定回路１３２には、ハードウェアによる、あるいはソフトウェアによる多数決回路をもたせて、異常装置判定するようにしてもよい。
In the example of FIG. 4, when the input voltage of two or more inverter devices out of three exceeds the threshold values VTH and VTL, the abnormality detection signal ALM is output. In the example of FIG. 5, an abnormality detection signal is output when the threshold values VTH and VTL are exceeded at the input voltage of three or more inverter devices out of five. That is, in these examples, the abnormality determination is performed by the majority decision logic. It is not limited to the case where the lookup table as described above is set and the abnormal device is determined by software. Instead of the tables 134a, 134b, etc., the voltage
上述では、対象となるインバータ装置の台数が奇数の場合に多数決論理によって、異常装置判定を行う場合について説明した。インバータ装置の台数が偶数の場合には、異常検出数が半数の場合の異常装置判定を行う基準をあらかじめ設定しておくことによって、同様に異常装置判定を行うことができる。 In the above, the case where the abnormal device is determined by the majority voting logic when the number of target inverter devices is an odd number has been described. When the number of inverter devices is an even number, the abnormality device determination can be performed in the same manner by setting in advance the criteria for determining the abnormality device when the number of abnormality detections is half.
異常装置判定を行う場合に、たとえば、多数決論理によらずインバータ装置の異常検出のパターンをテーブルによって設定し、コンバータ装置の出力電圧異常を判定するようにしてもよい。また、インバータ装置の入力電圧のしきい値をすべて同一にせず、インバータ装置ごとに適切な値を設定するようにしてもよい。 When determining the abnormality device, for example, the pattern of abnormality detection of the inverter device may be set by a table regardless of the majority voting logic, and the output voltage abnormality of the converter device may be determined. Further, the threshold values of the input voltages of the inverter devices may not be the same, and appropriate values may be set for each inverter device.
本実施形態の電圧異常検出装置３０ａの効果について説明する。
本実施形態の電圧異常検出装置３０ａは、電圧異常判定回路１３２と、異常装置判定回路１３４とを備えている。電圧異常判定回路１３２は、主回路２２−１〜２２−ｎごとに入力電圧の異常判定を行い、異常装置判定回路１３４は、その結果にもとづいてコンバータ装置１０の出力電圧の異常推定を行う。したがって、コンバータ装置１０の出力電圧検出器１３に異常が生じていても、それにかかわらず、コンバータ装置１０の出力電圧の異常を推定することができる。
The effect of the voltage
The voltage
コンバータ装置１０の出力に、複数のインバータ装置２０ａの主回路２２−１〜２２−ｎが接続される場合には、これらの動作は、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）等によって、シーケンス制御等が行われる。つまり、複数の主回路２２−１〜２２−ｎのいずれが動作し、停止し、あるいは、どれくらいの負荷率で動作等しているかについては、ＰＬＣ等の他のプログラムによって設定されている。そのため、コンバータ装置１０の出力電圧に並列に接続されたインバータ装置であっても、インバータ装置ごとに動作時に入力電圧は異なる場合が多い。本実施形態の電圧異常検出装置１３０では、インバータ装置ごとに入力電圧の異常有無を判定することができ、上述の動作状況等をあらかじめ考慮して、判定基準を設定しておくことによって、より的確にコンバータ装置の出力電圧異常の推定を行うことができるようになる。
When the main circuits 22-1 to 22-n of the plurality of
以上説明した実施形態によれば、故障停止する前に電力変換装置の電圧異常を検出できる電圧異常検出装置を実現することができる。 According to the embodiment described above, it is possible to realize a voltage abnormality detecting device capable of detecting a voltage abnormality of the power conversion device before the failure is stopped.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims. In addition, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.
１ 交流電源、２ 交流−交流電力変換システム、１０ コンバータ装置、１１ 主回路、１３ 出力電圧検出器、１４ 電圧基準回路、１５ 電圧制御回路、１６ 位相制御回路、２０，２０ａ インバータ装置、２２，２２−１〜２２−ｎ 主回路、２８，２８−１〜２８−ｎ 入力電圧検出器、２９，２９−１〜２９−ｎ 保護回路、３０，３０ａ 電圧異常検出装置、３１，１３１ 工学値変換器、３２，１３２ 電圧異常判定回路、３３ アラーム出力回路、１３４ 異常装置判定回路、１３４ａ，１３４ｂ テーブル 1 AC power supply, 2 AC-AC power conversion system, 10 converter device, 11 main circuit, 13 output voltage detector, 14 voltage reference circuit, 15 voltage control circuit, 16 phase control circuit, 20, 20a inverter device, 22, 22 -1 to 22-n main circuit, 28, 28-1 to 28-n input voltage detector, 29, 29-1 to 29-n protection circuit, 30, 30a voltage abnormality detector, 31,131 engineering value converter , 32, 132 Voltage abnormality judgment circuit, 33 Alarm output circuit, 134 Abnormal device judgment circuit, 134a, 134b table
Claims (1)
前記複数の入力電圧検出器の検出結果にもとづいて、前記直流入力電圧の異常を判定する電圧異常判定回路と、
前記電圧異常判定回路の判定結果にもとづいて前記直流出力電圧の異常を推定して警告信号を生成する異常装置判定回路と、
を備え、
前記異常装置判定回路は、前記直流入力電圧の異常となった前記複数の入力電圧検出器の判定結果が半数または過半数である場合に、前記警告信号を生成する電圧異常検出装置。 A converter main circuit having an output terminal, an output voltage detector that detects the DC output voltage output from the output terminal, and a converter protection function that protects the converter main circuit based on the detection results of the output voltage detector. A plurality of inverter main circuits that convert the DC input voltage supplied to the plurality of input terminals connected to the output terminal into an AC voltage and output the voltage, and the DC input voltage supplied to the plurality of input terminals. A power conversion system including a plurality of input voltage detectors for detecting each of the above and a plurality of inverter protection functions for protecting the plurality of inverter main circuits based on the detection results of the plurality of input voltage detectors. It is a voltage abnormality detection device that detects abnormalities in DC voltage.
A voltage abnormality determination circuit that determines an abnormality in the DC input voltage based on the detection results of the plurality of input voltage detectors, and a voltage abnormality determination circuit.
An abnormality device determination circuit that estimates an abnormality in the DC output voltage based on the determination result of the voltage abnormality determination circuit and generates a warning signal.
Equipped with a,
The abnormality device determination circuit is a voltage abnormality detection device that generates the warning signal when the determination results of the plurality of input voltage detectors that have an abnormality in the DC input voltage are half or a majority .
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