(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己消弧型半導体スイッチング素子及び該自己消弧型半導体スイッチング素子に逆並列接続される整流素子によって構成されるスイッチングモジユールと、該スイッチングモジュールの故障を検出する故障検出器と、該故障検出器で故障を検知した前記スイッチングモジユールを電気的に短絡させる短絡装置とから成る回路を複数直列に接続することで構成される電力変換器を有し、
前記電力変換器の直流部電圧を検出する直流部電圧検出手段と、前記電力変換器の交流部電圧を低下させる交流部電圧低下手段と、前記故障検出器が前記スイッチングモジユールの故障を検知したら前記電力変換器の直流部電圧の電圧指令値を低下させることで直流電圧を健全時よりも低下させ、かつ、前記交流部電圧低下手段に動作信号を出力する制御装置とを備えていることを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換システムにおいて、
前記直流部電圧検出手段は、平滑コンデンサと、該平滑コンデンサの極間電圧を検出するコンデンサ電圧検出器とから成ることを特徴とする電力変換システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力変換システムにおいて、
前記交流部電圧低下手段は、外部信号によって負荷電流が通電したままタップ切換ができる負荷時タップ切換変圧器であることを特徴とする記載の電力変換システム。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の電力変換システムにおいて、
前記交流部電圧低下手段は、前記電力変換システムの一方の交流端子に外部信号によって負荷電流が通電したままタップ切換ができる負荷時タップ切換変圧器が接続され、他方の交流端子に永久磁石型回転機が接続されて構成され、かつ、前記制御装置からの外部信号に基づいて前記永久磁石型回転機の回転数を制御する回転数制御機構を備えていることを特徴とする電力変換システム。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の電力変換システムにおいて、
前記交流部電圧低下手段は、前記電力変換システムの一方の交流端子に外部信号によって負荷電流が通電したままタップ切換ができる負荷時タップ切換変圧器が接続され、他方の交流端子に巻線型同期機が接続されて構成され、かつ、前記制御装置からの外部信号に基づいて前記巻線型同期機の回転数を制御する回転数制御機構を備えていることを特徴とする電力変換システム。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の電力変換システムにおいて、
前記交流部電圧低下手段は、前記電力変換システムの一方の交流端子に外部信号によって負荷電流が通電したままタップ切換ができる負荷時タップ切換変圧器が接続され、他方の交流端子に巻線型２次励磁回転機が接続されて構成され、かつ、前記制御装置からの外部信号に基づいて前記巻線型２次励磁回転機の回転数を制御する回転数制御機構を備えていることを特徴とする電力変換システム。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の電力変換システムにおいて、
前記交流部電圧低下手段は、前記電力変換システムの一方の交流端子に接続された第１の回転機と、前記電力変換システムの他方の交流端子に接続された第２の回転機とから構成され、かつ、前記制御装置からの外部信号に基づいて前記第１の回転機及び前記第２の回転機の回転数を制御する回転数制御機構を備えていることを特徴とする電力変換システム。
【請求項８】
請求項７に記載の電力変換システムにおいて、
前記第１の回転機と第２の回転機は、巻線型回転機であることを特徴とする電力変換システム。
【請求項９】
請求項７に記載の電力変換システムにおいて、
前記第１の回転機は永久磁石型回転機であり、前記第２の回転機は巻線型回転機であることを特徴とする電力変換システム。
【請求項１０】
請求項３乃至６若しくは請求項７乃至９のいずれか１項に記載の電力変換システムにおいて、
前記電力変換器と前記負荷時タップ切換変圧器若しくは前記電力変換器と回転機とを接続する電路に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電力変換器と電力系統との連系点の電圧を検出する電圧検出器とを備えていることを特徴とする電力変換システム。
【請求項１１】
自己消弧型半導体スイッチング素子及び該自己消弧型半導体スイッチング素子に逆並列接続される整流素子によって構成されるスイッチングモジユールと、該スイッチングモジュールの故障を検出する故障検出器と、該故障検出器で故障を検知した前記スイッチングモジュールを電気的に短絡させる短絡装置とから成る回路を複数直列に接続することで構成される電力変換器の直流部電圧を直流部電圧検出手段で検出すると共に、前記故障検出器が前記スイッチングモジユールの故障を検知した際に、制御装置で前記電力変換器の直流部電圧の電圧指令値を低下させることで直流電圧を健全時よりも低下させ、かつ、交流部電圧低下手段に動作信号を出力することを特徴とする電力変換システムの制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電力変換システムの制御方法において、
前記直流部電圧検出手段は、平滑コンデンサと、該平滑コンデンサの極間電圧を検出するコンデンサ電圧検出器とから成ると共に、前記交流部電圧低下手段は、外部信号によって負荷電流が通電したままタップ切換ができる負荷時タップ切換変圧器若しくは回転機から成り、かつ、前記電力変換器と前記負荷時タップ切換変圧器若しくは回転機とを接続する電路に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電力変換器が前記負荷時タップ切換変圧器若しくは回転機を介して電力系統と連系する連系点の電圧を検出する電圧検出器とを備え、
前記制御装置は、前記コンデンサ電圧検出器で検出されたコンデンサ電圧検出値と、前記電流検出器で検出された電流検出値と、前記電圧検出器で検出された電圧検出値と、前記スイッチングモジュールの状態信号とを入力として、所定のコンデンサ電圧指令値に制御するための前記スイッチングモジユールの駆動信号を出力することを特徴とする電力変換システムの制御方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電力変換システムの制御方法において、
前記スイッチングモジュールの駆動信号を出力するために、前記電圧検出値から電力系統の電圧振幅及び位相が振幅位相演算器で検出され、該振幅位相演算器で検出された位相を基準にｄｑ成分演算器により、前記電流検出値が同位相成分と９０°進相成分とに分解されると共に、直流電圧制御器によってコンデンサ電圧指令値と前記コンデンサ電圧検出値との差分を入力として有効電流指令値が演算され、この算出された電流指令値と電流検出値を入力として交流電流制御器によって電圧指令値が演算され、前記交流電流制御器で演算された電圧指令値からパルス演算器によって前記スイッチングモジュールの駆動信号が演算されることを特徴とする電力変換システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力変換システム及びその制御方法に係り、特に、複数の半導体スイッチング素子を備える電力変換器と電機機器を組み合わせ、半導体スイッチング素子の故障時においても運転を継続するための技術に好適な電力変換システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータやコンバータなどの電力変換器は、パワーＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)やＧＴＯ(Gate Turn Off Thyristor)などの半導体スイッチング素子で構成されている。このような電力変換器は、それらの半導体スイッチング素子のオン・オフを制御することで交流・直流変換など電力を所望の形態に変換することができる。【０００３】
これにより、電力の形態を変換する様々な用途、例えば、電力系統における交流送電網の５０Ｈｚ／６０Ｈｚ周波数変換所や交流送電網と直流送電網とを接続させる交直変換所、或いは自然条件により変動する発電電力を電力系統周波数に整合させて送電する風力発電システムや太陽光発電システムなどに使用される。【０００４】
電力系統システムに使用される電力変換器は、電力変換器の故障が停電の原因となるため、電力変換器を構成する部品の一部が故障した場合においても、電力変換運転を継続することが求められる。また、風力発電システムや太陽光発電システムでは、故障による発電停止は発電事業者の売電損益となるため、発電停止期間を最小化し設備稼働率を向上させることが重要である。洋上や山岳地などの保守のためのアクセスが困難な立地においては、電力変換器の故障時に発電システムが運転継続可能であることは特に重要である。【０００５】
電力変換器を構成する自己消孤型半導体スイッチング素子の故障を検知する方法として、例えば、特許文献１には、自己消弧型半導体スイッチング素子の主電極間の電圧印加を検出する検出信号と自己消弧型半導体スイッチング素子をオン・オフする駆動信号を比較することで、自己消弧型半導体スイッチング素子の短絡故障、開放故障または駆動回路異常を検出する手段が開示されている。【０００６】
また、電力変換器の故障時にも運転継続可能とする技術として、例えば、特許文献２には、単相の電力変換モジュールを多数直列接続することで構成された相モジュールを少なくとも２つ以上もつ電力変換器において、相モジュールを構成する単相の電力変換モジュールが故障した場合に、その他の健全な相モジュールの対応する単相の電力変換モジュールの出力する電圧を０であるように制御することで、電力変換を継続する技術が開示されている。【０００７】
更に、特許文献３には、自己消孤型半導体スイッチング素子とそれに逆並列接続された整流用ダイオード素子によって構成されるスイッチングモジュールに、電気的に並列に圧接型スイッチング素子を接続することで、自己消弧型半導体スイッチング素子が故障した時に、圧接型スイッチング素子が短絡状態となることで、電力変換を継続する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１１６０８号公報
【特許文献２】特表２００９−５０９４８３号公報
【特許文献３】特開２００１−２３８４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１に記載の技術で自己消弧型半導体スイッチング素子の故障を検出し、特許文献２や特許文献３に記載の技術によって電力変換器の運転を継続するためには、相を構成するモジュールが多数直列に接続されることで電力変換器が構成されていることが前提となる。なぜなら、多数直列に接続されたモジュールのうち１個乃至２個等が故障した場合に、健全時に故障モジュールで分担していた電圧を故障していないモジュールで分担することが必要となるからである。【００１０】
しかしながら、健全なモジュールが分担する電圧は、故障したモジュールが増えれば増加する。モジュールに使用される自己消弧型半導体スイッチング素子や還流用ダイオード素子には、それが耐え得る最大の電圧（耐圧）が規定されており、相を構成するモジュールの全数に対して故障しても運転継続ができるモジュール数には上限がある。この上限数を超えて故障が発生した場合には、健全なモジュールが耐圧不足により連鎖的に故障し、電力変換器が運転を継続することができない。【００１１】
また、風力発電システムや太陽光発電システム等は、高圧（６００Ｖ超７ｋＶ以下）下や低圧（６００Ｖ以下）下での使用が多いため、健全状態での運転を考慮すると前記モジュールの多直列数は多くなく、モジュールの故障時に運転継続を実施するために特許文献１乃至３に記載の技術を適用することは、健全時に各モジュールで分担すべき電圧に対して必要以上に高耐圧の素子を多数直列に接続して構成することになり、導通損失の増加や部品点数の増加となる。【００１２】
このように、少ない部品点数で低損失に電力変換器の故障時運転継続を実現するためには、故障時に各健全なモジュールに印加される電圧が、常にモジュールを構成する自己消弧型半導体スイッチング素子等の耐圧上限値以下とすることが必要である。【００１３】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、電力変換器を構成する自己消弧型半導体スイッチング素子等のモジュールが故障した場合であっても、電力変換器に印加される電圧を低減できる電力変換システム及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の電力変換システムは、上記目的を達成するために、自己消弧型半導体スイッチング素子及び該自己消弧型半導体スイッチング素子に逆並列接続される整流素子によって構成されるスイッチングモジュールと、該スイッチングモジュールの故障を検出する故障検出器と、該故障検出器で故障を検知した前記スイッチングモジユールを電気的に短絡させる短絡装置とから成る回路を複数直列に接続することで構成される電力変換器を有し、前記電力変換器の直流部電圧を検出する直流部電圧検出手段と、前記電力変換器の交流部電圧を低下させる交流部電圧低下手段と、前記故障検出器が前記スイッチングモジュールの故障を検知したら前記電力変換器の直流部電圧の電圧指令値を低下させることで直流電圧を健全時よりも低下させ、かつ、前記交流部電圧低下手段に動作信号を出力する制御装置とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の電力変換システムの制御方法は、上記目的を達成するために、自己消弧型半導体スイッチング素子及び該自己消弧型半導体スイッチング素子に逆並列接続される整流素子によって構成されるスイッチングモジユールと、該スイッチングモジュールの故障を検出する故障検出器と、該故障検出器で故障を検知した前記スイッチングモジユールを電気的に短絡させる短絡装置とから成る回路を複数直列に接続することで構成される電力変換器の直流部電圧を直流部電圧検出手段で検出すると共に、前記故障検出器が前記スイッチングモジユールの故障を検知した際に、制御装置で前記電力変換器の直流部電圧の電圧指令値を低下させることで直流電圧を健全時よりも低下させ、かつ、交流部電圧低下手段に動作信号を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電力変換器を構成する自己消弧型半導体スイッチング素子等のモジュールが故障した場合であっても、電力変換器に印加される電圧を低減でき、健全なモジュールに印加される電圧が耐圧以上となることで連鎖的に故障することがなくなり、運転継続を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
[図１]本発明の電力変換システムの実施例１を示し、交流部電圧低下手段として負荷時タップ切換変圧器を用いた例の概略構成図である。
[図２]図１の電力変換システムにおける制御装置に組み込まれている平滑コンデンサの電圧を所定の電圧に制御する仕方を説明するためのブロック図である。
[図３]本発明の電力変換システムの実施例２を示し、交流部電圧低下手段として負荷時タップ切換変圧器と永久磁石型回転機若しくは巻線型同期機を用いた例の概略構成図である。
[図４]本発明の電力変換システムの実施例２を示し、交流部電圧低下手段として負荷時タップ切換変圧器と巻線型２次励磁回転機を用いた例の概略構成図である。
[図５]図３に示した永久磁石型回転機若しくは巻線型同期機の場合の回転数と誘起電圧の関係を示す特性図である。
[図６]図４に示した巻線型２次励磁回転機の場合の回転数と誘起電圧の関係を示す特性図である。
[図７]本発明の電力変換システムの実施例３を示し、交流部電圧低下手段として第１の回転機と第２の回転機を用いた例の概略構成図である。
[図８]図７に示した第１及び第２の回転機が巻線型２次励磁回転機の場合の回転数と誘起電圧の関係を示す特性図である。
[図９]図７に示した第１の回転機が永久磁石型回転機若しくは巻線型同期機、第２の回転機が巻線型２次励磁回転機の場合の回転数と誘起電圧の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の電力変換システム及びその制御方法を説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【実施例１】
【００１９】
図１に、本発明の電力変換システムの実施例１を示す。該図に示す如く、電力変換器１は、自己消弧型半導体スイッチング素子２と、それに逆並列接続された整流素子であるダイオード素子３で構成される半導体スイッチングモジュール４と、この半導体スイッチングモジュール４の故障を検出する故障検出器６と、半導体スイッチングモジュール４に並列接続され、故障検出器６で故障を検出した半導体スイッチングモジュール４を電気的に短絡する短絡装置５とから成る回路を複数直列に接続することで相回路が構成されている。なお、短絡装置５は、短絡装置単独で動作しても良いし、故障検出器６の検出値によって動作するようにしても良い。【００２０】
また、電力変換器１の直流部は、平滑コンデンサ７が実装され、コンデンサ電圧検出器８によって平滑コンデンサ７の極間電圧が監視され、この平滑コンデンサ７とコンデンサ電圧検出器８で直流部電圧検出手段が形成されている。【００２１】
一方、電力変換器１の交流部は、外部信号によって負荷電流が通電したままタップ切換えができる負荷時タップ切換器付変圧器（交流部電圧低下手段）１２と接続され、電力変換器１と負荷時タップ切換器付変圧器１２とを接続する電路に流れる電流が電流検出器９によって監視され、電力変換器１と電力系統２６の連系点１３での電圧が電圧検出器１０によって監視されている。【００２２】
また、故障検知器６が半導体スイッチングモジュール４の故障を検知したら電力変換器１の直流部電圧の電圧指令値を低下させることで直流電圧を健全時よりも低下させ、かつ、負荷時タップ切換器付変圧器１２に動作信号を出力する制御装置１１を備えている。【００２３】
電力変換器１を制御する制御装置１１には、平滑コンデンサ７の電圧を所定の電圧に制御する制御手段が組み込まれており、上記した各検出値、即ち、コンデンサ電圧検出器８によるコンデンサ電圧検出値Ｓ１、電流検出器９による電流検出値Ｓ２、電圧検出器１０による電圧検出値Ｓ３を用いてフィードバック制御を実施する。この場合の制御の仕方を図２に示す。【００２４】
図２に示す如く、制御装置１１では、コンデサ電圧検出器８によって検出されたコンデンサ電圧検出値Ｓ１と電流検出値Ｓ２及び電圧検出値Ｓ３と半導体スイッチングモジュール４の状態信号Ｓ４を入力として、コンデンサ電圧指令値演算器１７で演算されて、所定のコンデンサ電圧指令値Ｓ１＊に制御するための半導体スイッチング素子駆動信号Ｓ５を出力する。【００２５】
前述の半導体スイッチング素子駆動信号Ｓ５を算出するために、電圧検出値Ｓ３から電力系統２６の電圧振幅及び位相が振幅位相演算器２７で検出され、この振幅位相演算器２７で検出された位相を基準にｄｑ成分演算器２８により、電流検出値Ｓ２が同位相成分（有効電流成分）と９０°進相成分（無効電流成分）とに分解され、直流電圧制御器１４によってコンデンサ電圧指令値Ｓ１＊とコンデンサ電圧検出値Ｓ１との差分を入力として、有効電流指令値Ｓ２＊dが演算される。直流電圧制御器１４で算出された電流指令値Ｓ２＊と電流検出値Ｓ２を入力として、交流電流制御器１５によって電圧指令値Ｓ３＊が演算され、交流電流制御器１５で演算された電圧指令値Ｓ３＊からパルス演算器１６によって半導体スイッチング素子駆動信号Ｓ５が演算される。【００２６】
なお、図１では、２レベル電力変換器構成を図示しているが、これに限らず、任意の電力変換器の構成及びそれを構成する半導体スイッチングモジュール４の状態に応じて、パルス演算器１６は、適したパルスを演算するものとする。【００２７】
また、図２を用いてコンデンサ電圧の制御の仕方を説明したが、各検出値のいくつかは他の検出値を用いて演算された推定値でも良いし、フィードバック制御に限らなくても良い。更に、図２において無効電流指令値Ｓ２＊ｑは零としたが、力率条件等の指定やその他無効電流による制御対象がある場合は、零以外の任意の値として良く、本発明の効果には関係しない。【００２８】
また、コンデンサ電圧指令値Ｓ１＊は、故障検出器６が出力する半導体スイッチングモジュール４の状態信号Ｓ４から相を構成する半導体スイッチングモジュール４の故障の有無を検知し、半導体スイッチングモジュール４の全数に対する故障モジュール数に応じて、コンデンサ電圧指令値Ｓ１＊を演算し、かつ、接続された機器の発生電圧を低下させる機構に対する外部信号Ｓ６を出力する。例えば、コンデンサ電圧指令値Ｓ１＊の初期値をＳ１＊ｉｎｉ、相当たりのスイッチングモジュールの全数をＮａｌｌ、各相の故障したモジュール数の最大値をＮ、半導体スイッチングモジュール４を構成する半導体素子（自己消弧型半導体スイッチング素子２、ダイオード素子３）のうち耐圧の小さい方の値をｖ[Ｖ]、耐圧に対するマージンをαとすると、コンデンサ電圧指令値Ｓ１＊は、Ｓ１＊＝ＭＩＮ（Ｓ１＊ｉｎｉ（Ｎａｌｌ−Ｎ）／Ｎａｌｌ，α（Ｎａｌｌ−Ｎ）ｖ）とすれば良い。ただし、αは１以下の数であり、ＭＩＮは引数のうち小さい方の値を選択する関数である。【００２９】
また、負荷タップ切換器付変圧器１２は、外部信号Ｓ６の受信により、交流線間電圧のピーク値が（Ｎａｌｌ−Ｎ）ｖ／√２を超えないタップへ切換る。【００３０】
このように本実施例によれば、電力変換器１を構成する半導体スイッチングモジュール４が故障した場合において、健全な半導体スイッチングモジュール４に印加される電圧を耐圧以下とすることができ、連鎖的に故障することを防ぎ、かつ、運転継続を実現する電力変換器システムを得ることができる。
【実施例２】
【００３１】
図３及び図４に、本発明の電力変換システムの実施例２を示す。図３は、回転機の固定子巻線２０が電力変換器１と接続している回転機が永久磁石型若しくは巻線型の同期機１８の場合であり、巻線型の同期機１８の場合の励磁装置は省略して図示している。図４は、回転機の回転子巻線２１が電力変換器１と接続している回転機が巻線型２次励磁回転機１９の場合である。【００３２】
上述した図１に示す実施例１では、電力変換器１の交流端が負荷時タップ切換器付変圧器１２に接続しているのに対して、本実施例では、電力変換器１の交流端の一方が永久磁石型若しくは巻線型の同期機１８或いは巻線型２次励磁回転機１９に接続している点が異なり、以下、永久磁石型若しくは巻線型の同期機１８と巻線型２次励磁回転機１９に係る部分について説明する。【００３３】
通常、回転数に対する誘起電圧特性は、回転機の種類によって異なる。即ち、図３に示す永久磁石型若しくは巻線型の同期機１８の場合、回転数によって回転機の固定子巻線２０に鎖交する磁束の時間変化率が決まるため、図５に示すように、回転数と誘起電圧が略線形の関係となる。【００３４】
一方、図４に示す巻線型２次励磁回転機１９の場合、回転機の固定子巻線２０が電力系統２６の商用周波数電源によって励磁されるため、回転機の極数をｐ、商用周波数をｆ[Ｈｚ]とすると、（１）式で求まる同期回転数と回転数との差（一般にすべりと呼ばれる）によって誘起電圧の大きさが決まり、図６に示す関係がある。【００３５】
同期回転数[ｒｐｍ]＝１２０ｆ／ｐ        （１）
従って、回転数制御機構２２は、電力変換器１の制御装置１１から出力される外部信号Ｓ６及び回転数検出器２５で検出された永久磁石型若しくは巻線型の同期機１８又は巻線型２次励磁回転機１９の回転数を受信し、図５及び図６に示される誘起電圧特性に基づいて回転数範囲を制限する。永久磁石型若しくは巻線型の同期機１８の場合、所定の電圧以下に誘起電圧を下げるため、その回転数は低速域に制限される。一方、巻線型２次励磁回転機１９の場合、所定の電圧以下に誘起電圧を下げるため、その回転数は同期回転数近傍の領域に制限される。【００３６】
なお、上述した回転数制御機構２２は、例えば、風力発電システムであれば風車制御器であり、風速に対する風車回転数を制御するブレードのピッチ角を制御することで、回転機の回転数を制御する。また、水力発電システムであれば水車制御器であり、水の流入に対する水車回転数を制御するガイドベーンやランナーベーン等を制御することで、回転機の回転数を制御する。【００３７】
このような本実施例の構成とすることでも、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３８】
図７に、本発明の電力変換システムの実施例３を示す。本実施例は、実施例２の負荷時タップ切換器付変圧器１２に代えて第２の回転機２４を設け、永久磁石型若しくは巻線型の同期機１８又は巻線型２次励磁回転機１９を第１の回転機２３とした構成である。図７に示す実施例３では、第１の回転機２３及び第２の回転機２４が共に巻線型回転機であり、第１の回転機２３と第の回転機２４が同軸で回転する場合を図示している。【００３９】
なお、回転軸が異なる場合には第１の回転機２３及び第２の回転機２４それぞれに対して、回転数制御機構２２及び回転数検出器２５を備えても良い。また、同期機の場合には、図３に示す回転界磁型であっても、固定界磁型であっても良い。【００４０】
本実施例の第１の回転機２３及び第２の回転機２４が巻線型回転機の場合に、電力変換器１に印加される誘起電圧と回転数の関係を図８に示す。【００４１】
実施例２で述べた巻線型励磁機の場合と詳細は同一であり、図８中に示すように、所定の電圧以下に制限する場合、第１の回転機２３と第２の回転機２４のそれぞれの誘起電圧が同時に所定の電圧以下となる回転数領域に制限する必要がある。第１の回転機２３と第２の回転機２４がそれぞれ永久磁石型回転機と巻線型回転機であった場合は、図９中に示す回転数領域に制限すれば良い。【００４２】
このような本実施例の構成とすることでも、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【実施例４】
【００４３】
特に図示しないが、例えば、太陽光発電システム等の直流電圧を制御するシステムに対して、実施例１における平滑コンデンサ７の電圧制御に代えて、直流電圧を制御するシステムにおける電圧制御によって所定の電圧以下に制御すれば良く、電力の形態が直流であるか交流であるかに係らず、電力変換器１に印加される電圧を電力変換器１の故障状態に応じて所定の電圧以下に制御することで、半導体スイッチングモジュール４の故障時に、連鎖的に半導体スイッチングモジュール４が故障することなく、運転継続させる場合にも本発明が適用できる。【００４４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１…電力変換器、２…自己消弧型半導体スイッチング素子、３…ダイオード素子、４…半導体スイッチングモジュール、５…短絡装置、６…故障検出器、７…平滑コンデンサ、８…コンデンサ電圧検出器、９…電流検出器、１０…電圧検出器、１１…制御装置、１２…負荷時タップ切換器付変圧器、１３…連系点、１４…直流電圧制御器、１５…交流電流制御器、１６…パルス演算器、１７…コンデンサ電圧指令値演算器、１８…巻線型の同期機、１９…巻線型２次励磁回転機、２０…回転機の固定子巻線、２１…回転機の回転子巻線、２２…回転数制御機構、２３…第１の回転機、２４…第２の回転機、２５…回転数検出器、２６…電力系統、２７…振幅位相演算器、２８…ｄｑ成分演算器、Ｓ１…コンデンサ電圧検出値、Ｓ１＊…コンデンサ電圧指令値、Ｓ２…電流検出値、Ｓ２＊…電流指令値、Ｓ３…電圧検出値、Ｓ３＊…電圧指令値、Ｓ４…半導体スイッチングモジュールの状態信号、Ｓ５…半導体スイッチング素子駆動信号、Ｓ６…外部信号。
【図１】
0005855790.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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