KR102089915B1

KR102089915B1 - 방전 기능을 갖는 전력 변환 장치

Info

Publication number: KR102089915B1
Application number: KR1020197000324A
Authority: KR
Inventors: 기미노리 시미즈; 히데또 다까다; 준노스께 이무라
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 산키시스템
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2020-03-16
Also published as: WO2018117058A1; CN109463034A; CN109463034B; JP2018102042A; JP6626431B2; KR20190009829A

Abstract

콘덴서 용량이나 방전 저항값이 상이한 다양한 방전 기능을 갖는 전력 변환 장치에 있어서, 장치마다 이상 판정값을 설정하지 않고, 동일한 수순으로 방전 이상의 검출을 행한다. 입력된 교류를 직류로 변환하는 컨버터부와, 해당 직류를 평활하는 평활 콘덴서와, 해당 직류를 교류로 변환하여 모터에 출력하는 인버터부와, 상기 평활 콘덴서에 충전한 전하를 장치의 정지 시에 방전하는 방전 회로를 갖는 방전 기능을 구비하는 전력 변환 장치로서, 상기 평활 콘덴서의 전압을 검출하는 전압 검출기와, 상기 전압 검출기에서 검출한 검출 전압에 기초하여 방전 이상을 검출하는 방전 이상 검출부를 구비하고, 상기 방전 이상 검출부는, 소정 시간 전후의 검출 전압의 비율인 전압 변화율을 구하는 전압 변화율 검출부와, 구한 전압 변화율과 기준값을 비교하여 이상 판정을 행하는 이상 판정부를 구비한다.

Description

방전 기능을 갖는 전력 변환 장치

본 발명은, 방전 기능을 갖는 전력 변환 장치, 특히 그 방전 이상 검출 기술에 관한 것이다.

대용량의 인버터, 서보 드라이버 등의 전력 변환 장치에 있어서는, 운전 정지 후, 안전을 위해 즉시 충전한 전력을 방전할 필요가 있다. 그 때문에, 방전 회로가 설치되어 있지만, 방전 회로 등에 이상이 있는 경우 등에 보호 동작을 행할 필요가 있다.

이 문제를 해결하는 배경 기술로서 특허 문헌 1에는 「축전기가 출력하는 직류 전압을 상이한 레벨의 직류 전압으로 변환하는 컨버터와, 컨버터로부터 출력된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 부하에 인가하는 인버터와, 컨버터 및 인버터와 병렬로 설치된 평활 콘덴서와, 평활 콘덴서로부터의 방전 전류가 흐르는 저항과, 방전 전류가 흐르는 전류 경로를 개폐하는 스위칭 소자를 갖는 방전 회로와, 평활 콘덴서의 양단 전압을 검출하는 전압 센서를 구비한 시스템에 있어서의, 방전 회로의 고장을 감지하는 방전 회로 고장 감지 장치는, 스위칭 소자에 의한 전류 경로의 개폐 동작을, 2개의 상이한 듀티비에서의 PWM 제어에 의해 단계적으로 행하여, 저듀티비에서의 PWM 제어의 단계에서 얻어지는 양단 전압의 변화율과 고듀티비에서의 PWM 제어의 단계에서 얻어지는 양단 전압의 변화율에 기초하여, 방전 회로의 고장의 유무를 감지한다.」라고 기재되어 있다(요약 참조).

일본 특허 공개 제2015-116097호 공보

근년, 대용량의 인버터나 서보 드라이버에 있어서는, 운전 사이클 중의 피크 커트를 위해 DC 버스에 대용량의 콘덴서를 추가하거나, 에너지 절약을 위해 공통 컨버터 방식을 채용하여, 하나의 컨버터부에 대해 인버터부를 복수 구비하거나 하는 등, DC 버스 상의 콘덴서 용량이 설비에 따라 다양한 값이 된다. 또한 콘덴서 용량에 맞추어 방전 저항도 선정되기 때문에, 방전의 모습은 설비에 따라 상이하여, 방전 동작이나 방전 회로의 이상 검출은 곤란해진다.

특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 미리 정해진 방전 회로에서 또한, 미리 정해진 2개의 상이한 방전 동작 시의 평활 콘덴서 양단 전압의 전압 변화율을 정상값과 비교하여 방전 회로 이상을 판정하기 때문에, 상기와 같이 설비에 따라 콘덴서 용량, 방전 저항값이 다양하여 일률적으로 정해지지 않는 경우, 각각의 시스템마다 정상값을 정해 둘 수 없다. 또한 콘덴서의 용량이 변화됨으로써 보호 동작의 기준이 되는 전압은 미리 정해진 값으로는 장치에 대해 적당하지 않은 경우도 있다고 생각된다.

본 발명은, 콘덴서 용량이나 방전 저항값이 상이한 다양한 방전 기능을 갖는 전력 변환 장치에 있어서, 장치마다 이상 판정값을 설정하지 않고, 동일한 수순으로 방전 이상의 검출을 행하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 방전 동작 중의 어떤 일정 시간의 DC 버스의 전압 변화율을 구하여 회로 시상수 상당의 값을 만들어 내고, 그 값의 변동에 따라 회로의 이상을 검출한다.

본 발명의 전력 변환 장치의 일례를 들면, 입력된 교류를 직류로 변환하는 컨버터부와, 해당 직류를 평활하는 평활 콘덴서와, 해당 직류를 교류로 변환하여 모터에 출력하는 인버터부와, 상기 평활 콘덴서에 충전한 전하를 장치의 정지 시에 방전하는 방전 회로를 갖는 방전 기능을 구비하는 전력 변환 장치로서, 상기 평활 콘덴서의 전압을 검출하는 전압 검출기와, 상기 전압 검출기에서 검출한 검출 전압에 기초하여 방전 이상을 검출하는 방전 이상 검출부를 구비하고, 상기 방전 이상 검출부는, 소정 시간 전후의 검출 전압의 비율인 전압 변화율을 구하는 전압 변화율 검출부와, 구한 전압 변화율과 기준값을 비교하여 이상 판정을 행하는 이상 판정부를 구비하는 것이다.

본 발명에 따르면, 콘덴서 용량이나 방전 저항값이 상이한 다양한 방전 기능을 갖는 전력 변환 장치에 있어서, 장치마다 이상 판정값을 설정하지 않고, 동일한 수순으로 방전 이상의 검출을 행할 수 있다. 또한, 회로 시상수 그 자체를 구하지 않음으로써, 계산의 비용을 삭감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 전력 변환 장치의 개략도이다.
도 2는 실시예 1의 방전 회로의 등가 회로를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 방전 회로의 방전 시의 전압 변화를 도시하는 도면이다.
도 4는 실시예 1의 방전 회로 이상 시의 전압 변화를 도시하는 도면이다.
도 5는 실시예 1의 전압 변화율 검출부를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시예 1의 이상 판정부를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2의 방전 회로 이상 시의 전압 변화를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예 3의 이상 판정부를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예 4의 전력 변환 장치의 개략도이다.
도 10은 실시예 4의 이상 판정부를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 실시예를 설명하기 위한 각 도면에 있어서, 동일한 구성 요소는 가능한 한 동일한 명칭, 부호를 붙이고, 그 반복 설명을 생략한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1의 전력 변환 장치의 개략도이다. 전력 변환 장치(1)는, 평활 콘덴서(4), 방전 회로(5), 전압 검출 회로(6), 컨버터부(7), 인버터부(8), 회로 제어부(10)를 내장하고, 외부 콘덴서(2), 외부 방전 저항(3)이 접속되어 있다. 도 1의 구성은, 피크 커트를 위해 외부 콘덴서(2)와 외부 방전 저항(3)이 접속된 것이다. 전술한 공통 컨버터 방식이라도, 인버터부(8)부터 모터(9)까지가 병렬로 복수 접속될 뿐이며, 기본 구성은 동일하다. 또한, 도 1 내에서 방전 회로(5), 인버터부(8) 및 컨버터부(7)에 다이오드나 트랜지스터의 기호를 사용하고 있지만 일례이며, 마찬가지의 기능을 제공하는 것이면 종류는 불문한다. 또한, 회로 제어부(10)는 인버터부(8)의 스위치 소자나 방전 회로(5)의 스위치 소자(13) 등을 제어한다.

우선, 도 2 및 도 3을 사용하여, 본 발명의 원리를 설명한다.

일반적으로 방전 시의 회로는 전원 차단 후에 동작시키기 때문에, 도 2와 같은 콘덴서(21), 방전 저항(22), 스위치(23)가 직렬로 접속된 등가 회로로 표시된다. 이 회로는, 스위치(23)가 온하여 콘덴서(21)에 충전된 전하가 방전 저항(22)을 통해 방전된다. 도 2의 콘덴서(21)는 도 1의 내부 콘덴서(14)와 외부 콘덴서(2)를 합친 것, 방전 저항(22)은 외부 방전 저항(3), 스위치(23)는 방전 회로(5)의 스위치 소자(13)에 상당한다.

이때, 회로가 정상적으로 방전 가능한 경우, t를 시간으로 하면, 콘덴서(21)의 양단 전압 V(t)는

V(t)=V0ㆍexp(-t/τ)[V]

로 표시된다.

여기서,

V0 : t=0일 때의 전압

exp : 자연 지수 함수

τ : 회로 시상수이며, 도 2의 등가 회로에서는 τ=CR

C : 콘덴서(21)의 정전 용량

R : 방전 저항(22)의 저항값

이다.

다음으로 어떤 시각 t1과, dt 시간 후의 t2=t1+dt에 있어서의 콘덴서의 양단 전압은

V(t1)=V0ㆍexp(-t1/τ)

V(t2)=V0ㆍexp(-t2/τ)=V0ㆍexp(-(t1+dt)/τ)

가 되고,

dt 동안의 전압 변화율 A는

A=V(t2)/V(t1)=exp(-dt/τ)

가 된다. τ는 회로 시상수이므로 일정하고, dt를 일정하게 하였을 때, 변화율 A는 시각 t에 상관없이 일정해진다.

따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 방전 시간 중에 있어서는 dt를 어느 시점에서 취해도 변화율 A의 비율로 전압이 감소된다.

다음으로, 회로 상에 이상이 발생한 경우에 대하여 생각한다. 도 4에, 방전 기간 중에 회로에 이상이 발생한 경우의 DC 전압 변화의 그래프를 도시한다. 예를 들어 병렬로 접속된 방전 저항(3) 중 몇 개가 소손되거나 하여 저항값이 커지는 경우, 즉, 상기의 계산에서 R이 커져 시상수 τ가 커지는 경우에, 전압 변화율 B1을 구하면, 정상 시의 전압 변화율 A에 대하여,

B1>A

가 된다. 도 4 중에서는 파선(이상 시(시상수 대))과 같은 경우이다. 특히, 저항기가 모두 개방 상태에서 고장난 경우나 회로 상에서 단선이 발생한 경우에는, DC 전압은 일정한 값이 된다.

반대로, 방전 저항이 내부에서 단락되거나 하여 저항값이 작아지는 경우, 즉 상기의 계산에서 R이 작아져 시상수 τ가 작아지는 경우에, 전압 변화율 B2를 구하면

B2<A

가 된다. 도 4 중에서는 일점쇄선(이상 시(시상수 소))과 같은 경우이다.

또한, 도 2의 등가 회로 상에 도시되지 않은 요소, 예를 들어 도 1 중의 전원(12)과 컨버터부(7) 사이에 설치한 차단기(11)의 동작이 불충분한 경우나, 전력 변환 장치(1)의 동작 정지 후임에도 불구하고 모터(9)가 외력으로 구동되어 발전 상태로 된 경우 등도, 추가로 평활 콘덴서(4)가 충전되게 되므로, 전압의 변화는 도 4 상에서는 정상 방전 시의 곡선으로부터 파선(이상 시(시상수 대))의 곡선이 된다. 상기의 계산 방법에 의해 구한 전압 변화율은 정상 시의 전압 변화율 A와 비교하여 상이한 값이 된다.

이상과 같이, 정상 시의 전압 변화율 A와 이상 시의 전압 변화율 B1, B2는 상이한 값이 되기 때문에, 각각을 비교함으로써 방전 회로의 이상 검출이 가능해진다.

여기서, dt의 크기나 전압을 취득하는 타이밍, 빈도 등은 전력 변환 장치나 전력 변환 장치를 포함하는 시스템의 설계에 의하기 때문에, 여기에서는 특별히 상관없다.

또한, 상기에서 전압 변화율 A는 이상 판정의 기준값으로 되어 있지만, 회로 설계상의 전압 검출 오차나 설계상의 마진으로써, 약간의 차를 갖고 있어도 문제없다.

도 2 내지 도 4에서 설명한 원리에 기초하여, 회로의 방전 이상을 검출하는 구성을 설명한다. 도 1에 있어서, 전력 변환 장치는 방전 이상 검출부(15)를 구비하고 있고, 방전 이상 검출부(15)는, 전압 변화율 검출부(16), 이상 판정부(17), 출력부(18), 기준값을 기억하는 기억부(19)를 구비하고 있다.

전압 변화율 검출부(16)는, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 샘플링부(51)와 제산부(52)를 포함한다. 전압 검출 회로(6)에서 검출한 DC 버스의 직류 전압은, 샘플링부(51)에서 소정 시간 dt마다 샘플링된다. 그리고, 제산부(52)에서, dt 시간 전후의 직류 전압의 비, 즉 dt 시간 후의 직류 전압값을 제산함으로써 전압 변화율 B를 구한다.

이상 판정부(17)는, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 상한 비교부(61)와 하한 비교부(62)를 포함한다. 전압 변화율 검출부(16)에서 구한 전압 변화율 신호 B는, 상한 비교부(61)와 하한 비교부(62)에 가해진다. 상한 비교부(61)에서는, 전압 변화율 신호 B와 기준값을 비교하여, 전압 변화율 신호 B가 기준값을 초과한 경우에, 이상 판정 신호를 출력한다. 기준값으로서, 전압 변화율의 정상값 A의 α배(여기서, α>1)인 αA를 사용함으로써, 도 4에 있어서의 시상수가 커지는 이상을 검출할 수 있다. 반대로, 하한 비교부(62)에서는, 전압 변화율 신호 B와 기준값을 비교하여, 전압 변화율 신호 B가 기준값을 하회한 경우에, 이상 판정 신호를 출력한다. 기준값으로서, 전압 변화율의 정상값 A의 β배(여기서, β<1)인 βA를 사용함으로써, 도 4에 있어서의 시상수가 소로 되는 이상을 검출할 수 있다.

기억부(19)는 기준값을 기억하고, 이상 판정부(17)에 공급한다. 또한, 전압 변화율 검출부에서 구한 전압 변화율 B를 수시로 기억하도록 해도 된다.

출력부(18)는 이상 판정부(17)에서 얻어진 이상 판정 신호에 기초하여, 이상 상태를 표시 혹은 경보한다. 또한, 통신 수단을 구비하고, 외부의 태블릿 단말기 등에 송신하도록 해도 된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 방전 기간 중에 회로에 이상이 발생하면, 방전 도중에 전압 변화율이 변화된다. 방전 개시 시의 전압 변화율 A를 구하고, 이 값에 기초하여 이상 판정부(17)의 기준값 αA, βA를 설정한다. 그리고, 이상 판정부(17)에서, 그 후 구한 전압 변화율 신호 B와 순차적으로 비교함으로써, 방전 기간 중의 회로의 이상을 검출할 수 있다.

또한, 기준값은, 미리 구해 둔 이전의 정상적인 방전 시의 전압 변화율로부터 작성해도 된다.

본 실시예에 따르면, 정상적인 방전 시의 전압 변화율을 기준값으로 함으로써, 콘덴서 용량이나 방전 저항값이 상이한 다양한 방전 기능을 갖는 전력 변환 장치에 있어서, 장치마다 이상 판정값을 설정하지 않고, 동일한 수순으로 방전 이상의 검출을 행할 수 있다. 또한, 회로 시상수 그 자체를 구하지 않음으로써, 계산의 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 방전 개시 시에 구한 전압 변화율에 기초하여 기준값을 설정함으로써, 1방전 기간 중의 이상을 확실하게 검출할 수도 있다.

실시예 2

도 7에, 방전 개시 전부터 회로에 이상이 발생한 경우의 DC 전압 변화의 그래프를 도시한다. 도 1에 도시한 전력 변환 장치에 있어서, 예를 들어 방전 동작 개시 전에 방전 저항(3)의 저항값이 커져 있거나, 혹은, 작아지거나 한 경우, 방전 동작 개시 시부터 전압 변화율 B1, B2가 이상 판정 레벨이 된다. 실시예 2는 이 회로의 이상을 검출하는 것이다.

본 실시예에서는, 도 1 및 도 6에 도시한 이상 판정부(17)에 있어서, 기준값 αA, βA에 사용하는 전압 변화율 A로서 전회의 방전 시의 정상적인 전압 변화율을 사용한다. 전회의 방전 시의 정상적인 전압 변화율 A는, 기억부(19)에 기억해 두고 이상 판정부(17)에 보낸다. 전회의 방전 시의 정상적인 전압 변화율 A를 사용하여 이상 판정함으로써, 방전 개시 시부터 이상 판정이 가능해진다.

실시예 3

도 1의 전력 변환 장치에 있어서, 예를 들어 내부 콘덴서(14)나 외부 콘덴서(2)의 주위 온도가 상정보다 높은 경우, 가속, 감속이 빈번하게 일어나는 엄격한 운전 패턴에서 사용되면 경년 변화에 의해 콘덴서의 용량이 점차 저하되는 경우가 있다. 실시예 3은 이와 같은 고장의 예조를 검출하는 것이다.

도 8의 (a)에 본 실시예의 이상 판정부를, 또한, 도 8의 (b)에 이상 판정부에 사용하는 기준값을 도시한다. 상한 비교부(61)에서는, 비교의 기준값으로서 α1A 및 α2A(여기서, α1, α2>1, α1>α2)를 사용한다. 그리고, 전압 변화율 신호 B가 기준값 α2A를 초과하고 기준값 α1A 이하인 경우에, 고장 예조 신호를 출력한다. 또한, 전압 변화율 신호 B가 기준값 α1A를 초과한 경우에는, 이상 판정 신호를 출력한다. 마찬가지로, 하한 비교부(62)에서는, 비교의 기준값으로서 β1A 및 β2A(여기서, β1, β2<1, β1<β2)를 사용한다. 그리고, 전압 변화율 신호 B가 기준값 β2A를 하회하고 기준값 β1A 이상인 경우에, 고장 예조 신호를 출력한다. 또한, 전압 변화율 신호 B가 기준값 β1A를 하회한 경우에는, 이상 판정 신호를 출력한다.

콘덴서의 용량이 저하되면 방전의 시상수가 작아지므로, 전압 변화율이 소정의 기준값보다도 작아진 것을 검출함으로써, 고장의 예조를 검출할 수 있다. 또한, 상한 비교부에 기준값 α2A를 설정함으로써, 시상수가 커지는 고장의 예조를 검출할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 이상 판정의 판정값보다도 작은 판정값을 설정함으로써 고장의 예조 판정을 행하고, 고장 예조 신호에 기초하여 메인터넌스 시기를 통지할 수 있다.

실시예 4

도 1의 전력 변환 장치에 있어서, 방전 동작 시에 모터(9)가 외부력으로 강제적으로 회전시켜진 경우, 모터(9)가 발전기가 되어, 평활 콘덴서(4)나 외부 콘덴서(2)에 회생 에너지가 충전된다. 그 때문에, 도 4나 도 7의 방전 전압을 도시하는 도면에 있어서, DC 전압의 변화는 이상 시(시상수 대)의 전압 변화율 B1의 곡선 과 같이 된다. 실시예 4는 외부력에 의해 모터가 발전기가 되는 것에 의한 이상 판정인지, 그 이외의 이상 판정인지를 검출할 수 있도록 하는 것이다.

도 9에, 실시예 4의 전력 변환 장치의 개략도를, 도 10에, 실시예 4의 이상 판정부(17)를 도시한다.

본 실시예에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 모터축에 위치 검출기(20)를 접속하여 모터축 각도 신호 D를 구하고, 이상 판정부(17)에 보낸다. 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 이상 판정부(17)에는 회전수 연산부(63) 및 회전수 이상 판정부(64)를 설치한다. 모터축 각도 신호 D로부터 회전수 연산부(63)에 의해 모터 회전수를 산출하고, 회전수 이상 판정부(64)에 보낸다. 회전수 이상 판정부(64)에서는, 모터 회전수와 기준값 γC 및 δC(여기서, γ>1, δ<-1)를 비교함으로써, 모터의 회전, 즉 방전 동작 시의 모터 회전 이상을 검출한다. 도 10의 (b)에, 회전수 이상 판정부(64)에서 사용하는 기준값을 나타낸다.

판정부(65)에서, 상한 비교부(61) 및 하한 비교부(62)에서 얻어진 이상 판정 신호와, 회전 이상 판정부(64)에서 얻어진 모터의 회전 이상 신호를 합하여 판정함으로써, 외부 방전 저항(3), 평활 콘덴서(4), 외부 콘덴서(2) 등에 의한 시상수의 변화에 의한 이상 판정인지, 외부력에 의해 모터가 발전기가 되는 것에 의한 이상 판정인지를 구별하는 것이 가능해진다.

또한, 상기에서는 모터 회전수를, 위치 검출기(20)의 모터축 각도 신호로부터 회전수 연산부(63)에 의해 연산하였지만, 모터축에 속도 검출기(타코 제너레이터)를 접속하여 측정해도 된다.

본 실시예에 따르면, 방전 동작 시의 모터의 회전 이상을 합하여 이상 판정을 행함으로써, 외부력에 의해 모터가 발전기가 되는 것에 의한 이상 판정인지, 외부 방전 저항(3), 평활 콘덴서(4) 등에 의한 시상수의 변화에 의한 이상 판정인지를 구별할 수 있다.

본 발명은 상기한 각 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어떤 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가ㆍ삭제ㆍ치환을 하는 것이 가능하다.

또한, 상기의 각 구성, 기능, 처리부, 처리 수단 등은, 그것들의 일부 또는 전부를, 예를 들어 집적 회로로 설계하는 것 등에 의해 하드웨어로 실현해도 된다. 또한, 상기의 각 구성, 기능 등은, 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하고, 실행함으로써 소프트웨어로 실현해도 된다. 각 기능을 실현하는 프로그램, 테이블, 파일 등의 정보는, 메모리나, 하드 디스크, SSD(Solid State Drive) 등의 기록 장치, 또는, IC 카드, SD 카드, DVD 등의 기록 매체에 둘 수 있다.

또한, 제어선이나 정보선은 설명상 필요하다고 생각되는 것을 나타내고 있으며, 제품상 반드시 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있다고는 할 수 없다. 실제로는 거의 모든 구성이 서로 접속되어 있다고 생각해도 된다.

1 : 전력 변환 장치
2 : 외부 콘덴서
3 : 외부 방전 저항
4 : 평활 콘덴서
5 : 방전 회로
6 : 전압 검출 회로
7 : 컨버터부
8 : 인버터부
9 : 모터
10 : 회로 제어부
11 : 차단기
12 : 교류 전원
13 : 스위치 소자
14 : 내부 콘덴서
15 : 방전 이상 검출부
16 : 전압 변화율 검출부
17 : 이상 판정부
18 : 출력부
19 : 기억부(기준값)
20 : 위치 검출기
21 : 콘덴서
22 : 방전 저항
23 : 스위치
51 : 샘플링부
52 : 제산부
61 : 상한 비교부
62 : 하한 비교부
63 : 회전수 연산부
64 : 회전수 이상 판정부
65 : 판정부

Claims

입력된 교류를 직류로 변환하는 컨버터부와, 해당 직류를 평활하는 평활 콘덴서와, 해당 직류를 교류로 변환하여 모터에 출력하는 인버터부와, 상기 평활 콘덴서에 충전한 전하를 장치의 정지 시에 방전하는 방전 회로를 갖는 방전 기능을 구비하는 전력 변환 장치로서,
상기 평활 콘덴서의 전압을 검출하는 전압 검출기와,
상기 전압 검출기에서 검출한 검출 전압에 기초하여 방전 이상을 검출하는 방전 이상 검출부를 구비하고,
상기 방전 이상 검출부는,
소정 시간 전후의 검출 전압의 비율인 전압 변화율을 구하는 전압 변화율 검출부와,
구한 전압 변화율과 기준값을 비교하여 이상 판정을 행하는 이상 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
상기 이상 판정부는, 방전 기간 중의 일정 기간에 구한 전압 변화율을 비교의 기준값으로 하고, 동일 방전 기간 중에 다시 구한 전압 변화율과 비교하여, 이상 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
상기 이상 판정부는, 미리 구한 정상 시의 전압 변화율을 비교의 기준값으로 하고, 방전 기간 중에 구한 전압 변화율과 비교하여, 이상 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 이상 판정부는, 또한, 이상 판정을 행하는 비교의 기준값보다도 정상값에 가까운 전압 변화율을 예조 판정의 비교의 기준값으로 하고, 방전 기간 중에 구한 전압 변화율과 비교하여, 이상의 예조 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
모터의 회전 검출 수단을 더 구비하고,
상기 이상 판정부는, 모터의 회전 이상을 검출하고, 전압 변화율의 변화로부터 구한 이상이, 회로의 이상에 의한 것인지, 모터의 회전에 의한 이상인지를 구별하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.