JPH11196578A - 多重式インバータ装置 - Google Patents

多重式インバータ装置

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JPH11196578A
JPH11196578A JP9366818A JP36681897A JPH11196578A JP H11196578 A JPH11196578 A JP H11196578A JP 9366818 A JP9366818 A JP 9366818A JP 36681897 A JP36681897 A JP 36681897A JP H11196578 A JPH11196578 A JP H11196578A
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Japan
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inverter
unit
unit inverter
abnormality
rectifier
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JP9366818A
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Inventor
Kazuto Kawakami
和人 川上
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の単位インバータのうちの少なくとも１個
に短絡故障等が発生しても、残りの健全な単位インバー
タの運転を停止させることなく、交流負荷の運転が継続
できる多重式インバータ装置を得る。 【解決手段】 整流器２の直流電力を交流電力に変換す
るものであって、電圧形単位インバータ９を複数個準備
し、９の入力側をそれぞれ平滑コンデンサ３を介して２
に並列に接続され、９の出力側を直列接続し、かつ交流
負荷１０に接続する多重式インバータにおいて、運転異
常検出手段１３及び直流異常検出手段１４が共に異常を
検出したとき、該当する単位インバータ９に対応するバ
イパススイッチ１１に閉路指令を与えることにより、こ
の閉路指令の与えられた単位インバータ９に該当するヒ
ューズ４を溶断させるバイパススイッチ制御手段１５を
備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の単位インバ
ータの出力側を直列接続して得られる高電圧出力を、交
流負荷に供給する多重式インバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、交流電動機、例えば誘導電動機の
可変速運転運転による省エネルギー化のニーズは多くあ
る。特に、既設の高電圧の電動機を、例えば３ＫＶ系、
６ＫＶ系、海外では４．２ＫＶ系や２．４ＫＶ系へその
まま適用できる駆動装置が必要とされている。
【０００３】従来、このような用途に使用される多重式
インバータ装置として、ＵＳＰ．５，６２５，５４５が
公知であり、これは複数の単位インバータの出力を直列
接続したものである。
【０００４】図１３は、この種従来の多重式インバータ
装置を使用した具体的な回路の一例を示すものである。
以下図１３について説明する。すなわち、交流電源１の
交流電圧を直流電圧に変換する整流器２と、整流器２の
直流電力を交流電力に変換するものであって、整流器２
に並列に平滑コンデンサ３に介して接続され、例えば４
個のＩＧＢＴ等の半導体素子５、６、７、８がブリッジ
接続された単位インバータ９と、単位インバータ９を構
成している半導体素子５〜８を所定の順序で点弧指令を
与えるゲート制御手段４０を備えている。
【０００５】図１３では示されていないが、以上述べた
構成と同一の平滑コンデンサ３を含んだ単位インバータ
９を複数個準備し、各単位インバータ９の入力側を整流
器２に並列に接続すると共に、各単位インバータ９の出
力側を直列に接続し、このように接続された多重式イン
バータの出力側に交流負荷１０例えば誘導電動機を接続
したものである。
【０００６】単位インバータ９には、以下に述べるバイ
パス回路を設け、単位インバータ９を保護するようにし
たものである。バイパス回路は、交流負荷１０の入力側
の母線間に接続され、例えばサイリスタからなるバイパ
ススイッチ４１と、バイパススイッチ４１と交流負荷１
０の間に接続されたダイオード４２、４３、４４、４５
からなるダイオードブリッジと、負荷電流を検出する電
流検出回路４６と、電流検出回路４６により検出された
電流値が所定値を越えたときバイパススイッチ４１に対
してオン指令を与えるスイッチ動作回路４７から構成さ
れている。
【０００７】以上述べたバイパス回路は、図示した単位
インバータ９以外の他の図示しない単位インバータにも
それぞれ同様に構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図１３において、単位
インバータ９が短絡事故等しない正常状態のときは、バ
イパススイッチ４１はオフ状態のままであるので、バイ
パス回路は何等動作しない。
【０００９】ところが、単位インバータ９のうち、例え
ば１個の単位インバータ９の半導体素子５，８が完全に
短絡ではなく、半導体素子例えばＩＧＢＴのボンディン
グワイヤが残存した状態での短絡の場合には、電流検出
回路４６により検出される電流値が所定値を越えるの
で、スイッチ動作回路４７が動作してバイパススイッチ
４１がオン状態となる。この結果、負荷１０に流れる短
絡電流がバイパス回路の矢印の方向に流れる。
【００１０】以上の動作は、電流検出回路４６が単位イ
ンバータ９の異常を検出してバイパススイッチ４１する
まで間に動作遅れがない理想的な回路の場合であり、実
際には動作遅れが生ずる。このため、単位インバータ９
の短絡故障により、交流負荷１０に短絡電流が流れるの
で、短絡故障した単位インバータ９の運転を一旦停止し
なければ、交流負荷１０が焼損される可能性がある。
【００１１】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、複数の単位インバータのうちの少なくとも
１個に短絡故障等が発生しても、残りの健全な単位イン
バータの運転を停止させることなく、交流負荷の運転が
継続できる多重式インバータ装置を提供することを目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を実現するた
め、請求項１に対応する発明は、交流電力を直流電力に
変換する整流器と、前記整流器の直流電力を交流電力に
変換するものであって、複数の半導体素子をブリッジ接
続してなる電圧形単位インバータを複数個設け、該各単
位インバータの入力側をそれぞれ平滑コンデンサを介し
て前記整流器に並列に接続され、該各単位インバータの
出力側を直列接続し、かつ交流負荷に接続するインバー
タ群と、前記整流器と前記単位インバータの間に直列接
続したヒューズと、前記整流器と前記単位インバータの
間であって、前記単位インバータに並列に接続され、電
気的に閉路したとき負荷電流を循環させる流路を形成す
るバイパススイッチと、前記単位インバータを構成して
いる半導体素子に対して所定の順序で点弧指令を与える
単位インバータ制御手段と、前記単位インバータの交流
出力に基づき前記単位インバータの運転異常状態を検出
する運転異常検出手段と、前記単位インバータの直流入
力の異常を検出する直流異常検出手段と、前記運転異常
検出手段及び直流異常検出手段が共に異常を検出したと
き、該当する単位インバータに対応する前記バイパスス
イッチに閉路指令を与えることにより、この閉路指令の
与えられた単位インバータに該当する前記ヒューズを溶
断させるバイパススイッチ制御手段を具備した多重式イ
ンバータ装置である。
【００１３】前記目的を実現するため、請求項２に対応
する発明は、前記直流異常検出手段は、前記ヒューズの
溶断に伴って直流異常を検出するものである請求項１記
載の多重式インバータ装置である。
【００１４】前記目的を実現するため、請求項３に対応
する発明は、前記直流異常検出手段は、前記単位インバ
ータに印加される直流電圧が基準値に対して過電圧ある
いは不足電圧になったことを検出するものである請求項
１記載の多重式インバータ装置である。
【００１５】前記目的を実現するため、請求項４に対応
する発明は、前記運転異常検出手段は、前記単位インバ
ータの出力交流電圧を検出すると共に、この検出電圧が
基準値に対して所定範囲を越えたとき単位インバータの
異常を検出するものである請求項１記載の多重式インバ
ータ装置である。
【００１６】前記目的を実現するため、請求項５に対応
する発明は、交流電力を直流電力に変換する整流器と、
前記整流器の直流電力を交流電力に変換するものであっ
て、複数の半導体素子をブリッジ接続してなる電圧形単
位インバータを複数個設け、該各単位インバータの入力
側をそれぞれ平滑コンデンサを介して前記整流器に並列
に接続され、該各単位インバータの出力側を直列接続
し、かつ交流負荷に接続するインバータ群と、前記整流
器と前記単位インバータの間に直列接続したヒューズ
と、前記整流器と前記単位インバータの間であって、前
記単位インバータに並列に接続され、電気的に閉路した
とき負荷電流を循環させる流路を形成するバイパススイ
ッチと、前記単位インバータを構成している半導体素子
に対して所定の順序で点弧指令を与えるパルス幅変調方
式の単位インバータ制御手段と、前記単位インバータ制
御手段に関連する故障と判断する異常判定手段と、前記
異常判定手段が異常と判定したとき、該当する単位イン
バータのバイパススイッチに閉路指令を与えることによ
り、前記ヒューズを溶断させるバイパススイッチ制御手
段を具備した多重式インバータ装置である。
【００１７】前記目的を実現するため、請求項６に対応
する発明は、前記異常判定手段は、前記単位インバータ
の出力電圧と前記単位インバータ制御手段の出力電圧の
関連、前記単位インバータ制御手段の出力電圧の波形、
前記単位インバータ制御手段の電源異常のいずれかに基
づき判定することを特徴とする請求項５記載の多重式イ
ンバータ装置である。
【００１８】前記目的を実現するため、請求項７に対応
する発明は、交流電力を直流電力に変換する整流器と、
前記整流器の直流電力を交流電力に変換するものであっ
て、複数の半導体素子をブリッジ接続してなる電圧形単
位インバータを複数個設け、該各単位インバータの入力
側をそれぞれ平滑コンデンサを介して前記整流器に並列
に接続され、該各単位インバータの出力側を直列接続
し、かつ交流負荷に接続するインバータ群と、前記整流
器と前記単位インバータの間に直列接続したヒューズ
と、前記整流器と前記単位インバータの間であって、前
記単位インバータに並列に接続され、電気的に閉路した
とき負荷電流を循環させる流路を形成するバイパススイ
ッチと、前記単位インバータを構成している半導体素子
に対して所定の順序で点弧指令を与えるパルス幅変調方
式の単位インバータ制御手段と、前記単位インバータの
交流出力に基づき前記単位インバータの運転異常状態を
検出する運転異常検出手段と、前記単位インバータの直
流入力の異常を検出する直流異常検出手段と、前記運転
異常検出手段及び直流異常検出手段が共に異常を検出し
たとき、該当する単位インバータに対応する前記バイパ
ススイッチに閉路指令を与えることにより、前記ヒュー
ズを溶断させるバイパススイッチ制御手段を具備し、前
記単位インバータ制御手段により前記インバータ群のう
ち異常が発生した相の単位インバータの変調率を１倍以
上として運転するようにした多重式インバータ装置であ
る。
【００１９】前記目的を実現するため、請求項８に対応
する発明は、交流電力を直流電力に変換する整流器と、
前記整流器の直流電力を交流電力に変換するものであっ
て、複数の半導体素子をブリッジ接続してなる電圧形単
位インバータを複数個設け、該各単位インバータの入力
側をそれぞれ平滑コンデンサを介して前記整流器に並列
に接続され、該各単位インバータの出力側を直列接続
し、かつ交流負荷に接続するインバータ群と、前記整流
器と前記単位インバータの間に直列接続したヒューズ
と、前記整流器と前記単位インバータの間であって、前
記単位インバータに並列に接続され、電気的に閉路した
とき負荷電流を循環させる流路を形成するバイパススイ
ッチと、前記単位インバータを構成している半導体素子
に対して所定の順序で点弧指令を与えるパルス幅変調方
式の単位インバータ制御手段と、前記単位インバータの
交流出力に基づき前記単位インバータの運転異常状態を
検出する運転異常検出手段と、前記単位インバータの直
流入力の異常を検出する直流異常検出手段と、前記運転
異常検出手段及び直流異常検出手段が共に異常を検出し
たとき、該当する単位インバータに対応する前記バイパ
ススイッチに閉路指令を与えることにより、前記ヒュー
ズを溶断させるバイパススイッチ制御手段を具備し、前
記運転異常検出手段により検出された相のインバータ群
の数に合せ、健全相のインバータ群の運転数を運転する
ようにした多重式インバータ装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【００２１】＜第１の実施形態＞図１は本発明が適用さ
れる多重式インバータ（インバータ群）の主回路を示す
もので、三相構成でかつ各相Ｖ，Ｖ，Ｗの単位インバー
タを、２４Ｕ１，２４Ｕ２，２４Ｕ３、２４Ｖ１，２４
Ｖ２，２４Ｖ３、２４Ｗ１，２４Ｗ２，２４Ｗ３と３個
ずつ組み合わせ接続したものである。具体的には、単位
インバータ２４Ｕ１，２４Ｕ２，２４Ｕ３、２４Ｖ１，
２４Ｖ２，２４Ｖ３、２４Ｗ１，２４Ｗ２，２４Ｗ３の
入力側にそれぞれヒューズ４Ｕ１，４Ｕ２，４Ｕ３、４
Ｖ１，４Ｖ２，４Ｖ３、４Ｗ１，４Ｗ２，４Ｗ３を直列
に接続して整流器２に並列に接続し、かつ該単位インバ
ータの出力側を各相毎に直列接続して交流負荷１０例え
ば誘導電動機に接続したものである。
【００２２】図２は本発明の第１の実施形態を説明する
ためのブロック図であり、これは図１のインバータ群
（多重式インバータ）のうちの１個の単位インバータ９
と、この単位インバータ９の半導体素子５，６，７，８
を点弧制御する単位インバータ制御手段１２と、後述す
るバイパススイッチ１１、運転異常検出手段１３、直流
異常検出手段１４、バイパススイッチ制御手段１５から
なるバイパス回路のみを示しているが、実際の構成は単
位インバータ９が複数個あって、各単位インバータ９に
それぞれ該バイパス回路が設けられている。
【００２３】図３は単位インバータ制御手段１２の一例
を説明するための図であり、これは交流電動機６８の回
転速度を検出して速度フィードバックを行い、トルク指
令に応じたすべり周波数となるように、インバータ周波
数を制御し、電流制御ループを併せて備えている。具体
的には、交流電動機６８の回転速度を回転検出器６９及
び速度検出器７０により検出し、この速度検出値と速度
設定器６０の設定値とを比較器６１により比較し、この
偏差を速度制御増幅器６２により増幅し、この増幅値が
すべり周波数パターン発生器７１により所定の周波数に
変換され、この変換された周波数と速度検出器７０によ
り検出された速度検出値が比較器７２により比較され、
これにより得られるインバータ周波数ｆ指令がＰＷＭ制
御回路６７に与えられる。
【００２４】速度制御増幅器６２の出力は、電流パター
ン発生器６３に入力され、ここで電流に変換され、この
変換された電流と電流検出器６４により検出された検出
電流が比較器６５により比較され、この偏差が電流制御
増幅器６６に入力され、ここで得られる電動機一次端子
電圧Ｖ１指令がＰＷＭ制御回路６７に与えられる。ＰＷ
Ｍ制御回路６７は、インバータ周波数ｆ指令と電動機一
次端子電圧Ｖ１指令の比に応じたゲート指令が各単位イ
ンバータのゲートに与えられる。
【００２５】以上のように構成された多重式インバータ
装置において、複数の単位インバータ９のうち全てが正
常に動作可能な状態にあるとき、単位インバータ制御手
段１２により単位インバータ９の半導体素子５〜８を点
弧制御することにより、交流負荷１０に高電圧の交流電
力が供給される。
【００２６】この場合、各単位インバータ９が正常であ
るため、運転異常検出手段１３から異常検出信号が出力
されず、また整流器２側の直流異常検出手段１４から異
常検出信号が出力されないので、バイパススイッチ制御
手段１５からバイパススイッチ１１に対して閉路指令が
与えられない。このため、バイパススイッチ１１はオフ
状態のままである。
【００２７】このように各単位インバータ９が正常に動
作している状態で、例えば１個の単位インバータ９の半
導体素子５、８が短絡（ただし、単位インバータを構成
しているＩＧＢＴ内のボンディングワイヤは残存してい
る状態）すると、次のような動作が行われる。この場
合、単位インバータ９の交流出力電流が増大したり、交
流出力電圧が低下したりすることから、運転異常検出手
段１３は異常検出信号を出力し、これがバイパススイッ
チ制御手段１５に与えられる。
【００２８】一方、インバータブリッジ９の直流入力電
流が増大することから、直流異常検出手段１４から異常
検出信号が出力され、これがバイパススイッチ制御手段
１５に与えられる。この結果、バイパススイッチ制御手
段１５からバイパイスイッチ１１に対して閉路指令つま
りゲートオン信号が与えられるので、バイパイスイッチ
１１がオンすることから、今まで交流負荷１０に半導体
素子５、８を介して流れていた短絡電流が、バイパイス
イッチ１１、ヒューズ４、平滑コンデンサ３の経路に流
れることから、これによりヒューズ４が溶断する。この
ヒューズ４が溶断した時点で、自動的に出力バイパスモ
ードになる。この結果、短絡故障等の発生しない健全な
単位インバータ９は、単位インバータ制御手段１２によ
り各半導体素子が所定の順序で点弧制御され、交流負荷
１０には電力が供給され、交流負荷１０を継続して運転
することができる。
【００２９】このようなことから、従来単位インバータ
の短絡事故により交流負荷を過大電流から保護するため
一旦多重式インバータの運転を停止する必要はなく、健
全な単位インバータ９により交流負荷１０の運転を継続
できる。
【００３０】＜第２の実施形態＞図４は本発明の第２の
実施形態の一部を示すブロック図であり、これは図１と
同様に、１個の単位インバータ９と、この単位インバー
タ９の半導体素子５，６，７，８を点弧制御する単位イ
ンバータ制御手段１２と、後述するバイパススイッチ１
１、運転異常検出手段１３、直流異常検出手段１４、バ
イパススイッチ制御手段１５からなるバイパス回路のみ
を示しているが、実際の構成は単位インバータ９が複数
個あって、各単位インバータ９にそれぞれ該バイパス回
路が設けられている。
【００３１】図４は、図２の直流異常検出手段１４の入
力側に、ヒューズ４の溶断に伴って閉じる動作接点４ａ
を、設けた点のみが図２と異なる。
【００３２】＜第３の実施形態＞図５は本発明の第３の
実施形態の一部を示すブロック図であり、これは図２と
同様に、１個の単位インバータ９と、この単位インバー
タ９の半導体素子５，６，７，８を点弧制御する単位イ
ンバータ制御手段１２と、後述するバイパススイッチ１
１、運転異常検出手段１３、レベル判定手段１７、バイ
パススイッチ制御手段１５からなるバイパス回路のみを
示しているが、実際の構成は単位インバータ９が複数個
あって、各単位インバータ９にそれぞれ該バイパス回路
が設けられている。
【００３３】単位インバータ９に印加される直流電圧を
電圧検出手段１６により検出し、レベル判定手段１７
は、電圧検出手段１６による検出値をが基準値に対して
過電圧あるいは不足電圧になったことを持って検出する
ものである。レベル判定手段１７から出力が生じ、かつ
運転異常検出手段１３から検出信号が生じたとき、バイ
パススイッチ制御手段１５が動作する点は、図２と同一
である。
【００３４】＜第４の実施形態＞図６は本発明の第４の
実施形態の一部を示すブロック図であり、これは図２と
同様に、１個の単位インバータ９と、この単位インバー
タ９の半導体素子５，６，７，８を点弧制御する単位イ
ンバータ制御手段１２と、後述するバイパススイッチ１
１、直流異常検出手段１４、レベル判定手段１８、バイ
パススイッチ制御手段１５からなるバイパス回路のみを
示しているが、実際の構成は単位インバータ９が複数個
あって、各単位インバータ９にそれぞれ該バイパス回路
が設けられている。
【００３５】レベル判定手段１８は、単位インバータ９
の出力交流電圧を電圧検出手段２５により検出し、この
検出電圧が基準値に対して所定範囲を越えたとき単位イ
ンバータの異常を検出するものである。レベル判定手段
１８から判定信号が得られたときであって、直流異常検
出手段１４から検出信号が生じたとき、バイパススイッ
チ制御手段１５からバイパイスイッチ１１に閉路指令が
出力される点は、図２と同一である。
【００３６】＜第５の実施形態＞図７は本発明の第５の
実施形態の一部を示すブロック図であり、これは図２と
同様に、１個の単位インバータ９と、この単位インバー
タ９の半導体素子５，６，７，８を点弧制御する単位イ
ンバータ制御手段１２と、後述するバイパススイッチ１
１、出力検出手段３５，３６，３７，３８、インバータ
出力検出器１９、異常判定手段２０からなるバイパス回
路のみを示しているが、実際の構成は単位インバータ９
が複数個あって、各単位インバータ９にそれぞれ該バイ
パス回路が設けられている。
【００３７】異常判定手段２０は、インバータ出力検出
器１９により検出される出力電圧と、単位インバータ制
御手段１２の出力検出器３５〜３８のいずれか一つに検
出される電圧を入力し、両者の関連により、単位インバ
ータ制御手段１２の異常すなわち外部要因による故障を
検出する点が図２とは異なる点である。
【００３８】＜第６の実施形態＞図８は本発明の第６の
実施形態の一部を示すブロック図であり、これは図２と
同様に、１個の単位インバータ９と、この単位インバー
タ９の半導体素子５，６，７，８を点弧制御する単位イ
ンバータ制御手段１２と、後述するバイパススイッチ１
１、出力検出器３５，３６，３７，３８、異常判定手段
２１からなるバイパス回路のみを示しているが、実際の
構成は単位インバータ９が複数個あって、各単位インバ
ータ９にそれぞれ該バイパス回路が設けられている。
【００３９】単位インバータ制御手段１２の出力検出器
３５〜３８に検出された電圧波形を異常判定手段２１に
入力し、該電圧波形と基準電圧波形の比較により、外部
要因による異常を判別する点が図７とは異なる。
【００４０】＜第７の実施形態＞図９は本発明の第７の
実施形態の一部を示すブロック図であり、これは図２と
同様に、１個の単位インバータ９と、この単位インバー
タ９の半導体素子５，６，７，８を点弧制御する単位イ
ンバータ制御手段１２と、後述するバイパススイッチ１
１、異常判定手段２１、電源異常検出手段２２からなる
バイパス回路のみを示しているが、実際の構成は単位イ
ンバータ９が複数個あって、各単位インバータ９にそれ
ぞれ該バイパス回路が設けられている。
【００４１】電源異常検出手段２２は単位インバータ制
御手段１２の電源異常を検出するもので、この検出出力
を異常判定手段２１に入力し、これと基準電圧と比較し
て外部要因による異常を判別する点が図７とは異なる。
【００４２】＜第８の実施形態＞図１は多重インバータ
の構成として、三相構成でかつ各相Ｖ，Ｖ，Ｗの単位イ
ンバータを、２４Ｕ１，２４Ｕ２，２４Ｕ３、２４Ｖ
１，２４Ｖ２，２４Ｖ３、２４Ｗ１，２４Ｗ２，２４Ｗ
３と３個ずつ組み合わせ接続し、各単位単位インバータ
にそれぞれ前述の各実施形態と同様に、ヒューズ４Ｕ
１，４Ｕ２，４Ｕ３、４Ｖ１，４Ｖ２，４Ｖ３、４Ｗ
１，４Ｗ２，４Ｗ３を接続することはいうまでもなく、
それ以外に各単位単位インバータにそれぞれ前述した各
実施形態と同様な構成のバイパス回路を設けることは言
うまでもない。
【００４３】＜第９の実施形態＞図１０及び図１１は本
発明の第９の実施形態を説明するための図であり、図１
０は、主回路が図１のような三相回路であって、図３の
ＰＷＭ制御回路６７の一部を示すもので、２９は逆ｄｑ
変換器を示し、３０，３１，３２は比例演算器を示すも
のである。
【００４４】このような構成により、多重式インバータ
において、単位インバータの例えば１個が短絡等の故障
により、残りの健全な単位インバータにより運転を継続
する際に、該異常が発生した相の単位インバータの変調
率を１倍以上となるように構成するようにしたものであ
る。
【００４５】この場合の多重式インバータの各相の出力
の電圧波形を図１１に示しており、このようにして、単
位インバータ数の減少による各相インバータ群の出力電
圧低下を補償することができる。
【００４６】＜第１０の実施形態＞図１の主回路で、第
９の実施形態と同様に構成された多重式インバータ装置
において、例えば前述の各運転異常検出手段１３により
検出された相の単位インバータの数に合せ、健全相の単
位インバータの運転数を運転するようにしたものであ
る。
【００４７】＜変形例＞前述の実施形態では、バイパス
スイッチ１１としてサイリスタのごとき半導体スイッチ
を使用した場合について説明したが、半導体スイッチの
代りに、機械的スイッチを用いてもよい。機械的スイッ
チは、半導体スイッチに比べて熱損失が小さい反面、半
導体スイッチに比べて動作が遅いので、運転しながら保
護させて運転継続することはできない。
【００４８】また、前述の実施形態では、インバータブ
リッジが正常の時は各相毎のすべて単位インバータ群を
運転する場合について説明したが、インバータブリッジ
が正常の時は各相毎の複数の単位インバータのうちの少
なくとも１個を予備として使用する場合であってもよ
い。この場合には、各相毎の単位インバータ群のうちの
運転するものと運転しない予備は自動的に切り換える
か、またはオペレータが例えば銅バーを用いて手動で行
ってもよい。
【００４９】さらに、単位インバータを構成する半導体
素子は、前述の実施形態ではＩＧＢＴを例にあげて説明
したが、図１２（ａ）のようにサイリスタを逆並列に接
続した、また図１２（ｂ）に示すようにＧＴＯを逆並列
に接続したものでもよい。また、前述の実施形態の整流
器２として、図１２（ｃ）に示すようにダイオードブリ
ッジの出力側に短絡用制御極付き半導体素子Ｓ１と可飽
和リアクトルＬ１の直列回路を接続してもよい。さらに
図１２（ｄ）に示すように、単位インバータ９の出力を
バイパスするバイパススイッチとしてダイオードＤ１，
Ｄ２と制御極付き半導体素子Ｓ１，Ｓ２を用いてブリッ
ジ接続し、その直流出力を短絡するように構成してもよ
い。
【００５０】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、複数の単位
インバータのうちの少なくとも１個に短絡故障等が発生
しても、残りの健全な単位インバータの運転を停止させ
ることなく、交流負荷の運転が継続できる多重式インバ
ータ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される多重式インバータの主回路
を示す回路図。
【図２】本発明の多重式インバータ装置の第１の実施形
態を説明するための要部のみを示す回路図。
【図３】図２の単位インバータ制御手段の一例を説明す
るための図。
【図４】本発明の多重式インバータ装置の第２の実施形
態を説明するための要部のみを示す回路図。
【図５】本発明の多重式インバータ装置の第３の実施形
態を説明するための要部のみを示す回路図。
【図６】本発明の多重式インバータ装置の第４の実施形
態を説明するための要部のみを示す回路図。
【図７】本発明の多重式インバータ装置の第５の実施形
態を説明するための要部のみを示す回路図。
【図８】本発明の多重式インバータ装置の第６の実施形
態を説明するための要部のみを示す回路図。
【図９】本発明の多重式インバータ装置の第７の実施形
態を説明するための要部のみを示す回路図。
【図１０】本発明の多重式インバータ装置の第９の実施
形態を説明するための要部のみを示す回路図。
【図１１】本発明の多重式インバータ装置の第９の実施
形態を説明するための要部のみを示す回路図。
【図１２】本発明の多重式インバータ装置の実施形態の
変形例を説明するための図。
【図１３】従来の多重式インバータ装置を説明するため
の要部のみを示す回路図。
【符号の説明】
１…交流電源 ２…整流器 ３…平滑コンデンサ ４…ヒューズ ５〜８…半導体素子例えばＩＧＢＴ １０…交流負荷 １１…バイパススイッチ例えばサイリスタ １２…単位インバータ制御手段 １３…運転異常検出手段 １４…直流異常検出手段 １５…バイパススイッチ制御手段 １６…直流電圧検出手段 １７，１８…レベル判定手段 １９…交流電圧検出手段 ２０，２１…異常判定手段 ２２…電源異常検出手段

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交流電力を直流電力に変換する整流器
    と、 前記整流器の直流電力を交流電力に変換するものであっ
    て、複数の半導体素子をブリッジ接続してなる電圧形単
    位インバータを複数個設け、該各単位インバータの入力
    側をそれぞれ平滑コンデンサを介して前記整流器に並列
    に接続され、該各単位インバータの出力側を直列接続
    し、かつ交流負荷に接続するインバータ群と、 前記整流器と前記単位インバータの間に直列接続したヒ
    ューズと、 前記整流器と前記単位インバータの間であって、前記単
    位インバータに並列に接続され、電気的に閉路したとき
    負荷電流を循環させる流路を形成するバイパススイッチ
    と、 前記単位インバータを構成している半導体素子に対して
    所定の順序で点弧指令を与える単位インバータ制御手段
    と、 前記単位インバータの交流出力に基づき前記単位インバ
    ータの運転異常状態を検出する運転異常検出手段と、 前記単位インバータの直流入力の異常を検出する直流異
    常検出手段と、 前記運転異常検出手段及び直流異常検出手段が共に異常
    を検出したとき、該当する単位インバータに対応する前
    記バイパススイッチに閉路指令を与えることにより、こ
    の閉路指令の与えられた単位インバータに該当する前記
    ヒューズを溶断させるバイパススイッチ制御手段と、 を具備した多重式インバータ装置。
  2. 【請求項２】 前記直流異常検出手段は、前記ヒューズ
    の溶断に伴って直流異常を検出するものである請求項１
    記載の多重式インバータ装置。
  3. 【請求項３】 前記直流異常検出手段は、前記単位イン
    バータに印加される直流電圧が基準値に対して過電圧あ
    るいは不足電圧になったことを検出するものである請求
    項１記載の多重式インバータ装置。
  4. 【請求項４】 前記運転異常検出手段は、前記単位イン
    バータの出力交流電圧を検出すると共に、この検出電圧
    が基準値に対して所定範囲を越えたとき単位インバータ
    の異常を検出するものである請求項１記載の多重式イン
    バータ装置。
  5. 【請求項５】 交流電力を直流電力に変換する整流器
    と、 前記整流器の直流電力を交流電力に変換するものであっ
    て、複数の半導体素子をブリッジ接続してなる電圧形単
    位インバータを複数個設け、該各単位インバータの入力
    側をそれぞれ平滑コンデンサを介して前記整流器に並列
    に接続され、該各単位インバータの出力側を直列接続
    し、かつ交流負荷に接続するインバータ群と、 前記整流器と前記単位インバータの間に直列接続したヒ
    ューズと、 前記整流器と前記単位インバータの間であって、前記単
    位インバータに並列に接続され、電気的に閉路したとき
    負荷電流を循環させる流路を形成するバイパススイッチ
    と、 前記単位インバータを構成している半導体素子に対して
    所定の順序で点弧指令を与えるパルス幅変調方式の単位
    インバータ制御手段と、 前記単位インバータ制御手段に関連する故障と判断する
    異常判定手段と、 前記異常判定手段が異常と判定したとき、該当する単位
    インバータのバイパススイッチに閉路指令を与えること
    により、前記ヒューズを溶断させるバイパススイッチ制
    御手段と、 を具備した多重式インバータ装置。
  6. 【請求項６】 前記異常判定手段は、前記単位インバー
    タの出力電圧と前記単位インバータ制御手段の出力電圧
    の関連、前記単位インバータ制御手段の出力電圧の波
    形、前記単位インバータ制御手段の電源異常のいずれか
    に基づき判定することを特徴とする請求項５記載の多重
    式インバータ装置。
  7. 【請求項７】 交流電力を直流電力に変換する整流器
    と、 前記整流器の直流電力を交流電力に変換するものであっ
    て、複数の半導体素子をブリッジ接続してなる電圧形単
    位インバータを複数個設け、該各単位インバータの入力
    側をそれぞれ平滑コンデンサを介して前記整流器に並列
    に接続され、該各単位インバータの出力側を直列接続
    し、かつ交流負荷に接続するインバータ群と、 前記整流器と前記単位インバータの間に直列接続したヒ
    ューズと、 前記整流器と前記単位インバータの間であって、前記単
    位インバータに並列に接続され、電気的に閉路したとき
    負荷電流を循環させる流路を形成するバイパススイッチ
    と、 前記単位インバータを構成している半導体素子に対して
    所定の順序で点弧指令を与えるパルス幅変調方式の単位
    インバータ制御手段と、 前記単位インバータの交流出力に基づき前記単位インバ
    ータの運転異常状態を検出する運転異常検出手段と、 前記単位インバータの直流入力の異常を検出する直流異
    常検出手段と、 前記運転異常検出手段及び直流異常検出手段が共に異常
    を検出したとき、該当する単位インバータに対応する前
    記バイパススイッチに閉路指令を与えることにより、前
    記ヒューズを溶断させるバイパススイッチ制御手段と、 を具備し、前記単位インバータ制御手段により前記イン
    バータ群のうち異常が発生した相の単位インバータの変
    調率を１倍以上として運転するようにした多重式インバ
    ータ装置。
  8. 【請求項８】 交流電力を直流電力に変換する整流器
    と、 前記整流器の直流電力を交流電力に変換するものであっ
    て、複数の半導体素子をブリッジ接続してなる電圧形単
    位インバータを複数個設け、該各単位インバータの入力
    側をそれぞれ平滑コンデンサを介して前記整流器に並列
    に接続され、該各単位インバータの出力側を直列接続
    し、かつ交流負荷に接続するインバータ群と、 前記整流器と前記単位インバータの間に直列接続したヒ
    ューズと、 前記整流器と前記単位インバータの間であって、前記単
    位インバータに並列に接続され、電気的に閉路したとき
    負荷電流を循環させる流路を形成するバイパススイッチ
    と、 前記単位インバータを構成している半導体素子に対して
    所定の順序で点弧指令を与えるパルス幅変調方式の単位
    インバータ制御手段と、 前記単位インバータの交流出力に基づき前記単位インバ
    ータの運転異常状態を検出する運転異常検出手段と、 前記単位インバータの直流入力の異常を検出する直流異
    常検出手段と、 前記運転異常検出手段及び直流異常検出手段が共に異常
    を検出したとき、該当する単位インバータに対応する前
    記バイパススイッチに閉路指令を与えることにより、前
    記ヒューズを溶断させるバイパススイッチ制御手段と、 を具備し、前記運転異常検出手段により検出された相の
    インバータ群の数に合せ、健全相のインバータ群の運転
    数を運転するようにした多重式インバータ装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100786696B1 (ko) 2002-10-21 2007-12-21 현대중공업 주식회사 직렬통신을 이용한 ｈ-브릿지 인버터 시스템
JP2015192545A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社デンソー 異常検出装置
KR20170050605A (ko) * 2015-10-30 2017-05-11 현대모비스 주식회사 고장 회피 회로를 가지는 멀티레벨 인버터
JP2018023253A (ja) * 2016-08-05 2018-02-08 富士電機株式会社 インバータ装置
WO2018087891A1 (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
WO2019145044A1 (en) * 2018-01-26 2019-08-01 Abb Schweiz Ag Protection of switching cells for a voltage source converter

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100786696B1 (ko) 2002-10-21 2007-12-21 현대중공업 주식회사 직렬통신을 이용한 ｈ-브릿지 인버터 시스템
JP2015192545A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社デンソー 異常検出装置
KR20170050605A (ko) * 2015-10-30 2017-05-11 현대모비스 주식회사 고장 회피 회로를 가지는 멀티레벨 인버터
JP2018023253A (ja) * 2016-08-05 2018-02-08 富士電機株式会社 インバータ装置
WO2018087891A1 (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
WO2019145044A1 (en) * 2018-01-26 2019-08-01 Abb Schweiz Ag Protection of switching cells for a voltage source converter

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