(57)【要約】【課題】電源装置を停止させることなく、電源装置を検査することが可能な電源検査装置を提供する。【解決手段】電源検査装置は、入力される三相交流電圧を整流する整流素子を含む整流回路と、整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、を備える電源装置の整流回路及びコンデンサからの出力電流を測定する測定部と、測定部の測定結果に基づいて、出力電流の交流成分を検出する交流検出部と、交流検出部の検出結果に基づいて、整流素子が三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部と、を備える。【選択図】図１
2011239642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される三相交流電圧を整流する整流素子を含む整流回路と、前記整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、を備える電源装置の前記整流回路及び前記コンデンサからの出力電流を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の交流成分を検出する交流検出部と、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする電源検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源検査装置であって、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の直流成分を検出する直流検出部を更に備え、
前記判定部は、
前記直流検出部で検出された前記出力電流の直流成分と、前記交流検出部で検出された前記出力電流の交流成分との比に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源検査装置であって、
前記電源装置は、
前記出力電流が供給されると充電される蓄電池を更に備え、
前記交流検出部は、
前記蓄電池の充電電圧が第１レベルから第２レベルへと上昇している間の前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の交流成分を検出し、
前記直流検出部は、
前記充電電圧が前記第１レベルから前記第２レベルへと上昇している間の前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の直流成分を検出すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電源検査装置であって、
前記整流回路は全波整流回路であり、
前記交流検出部は、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流のうち、前記三相交流電圧の何れか一相の電圧の周波数に応じた周波数の電流を検出し、
前記判定部は、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電源検査装置であって、
前記電源装置は、
前記出力電流が供給されると充電される蓄電池を更に備え、
前記交流検出部は、
前記蓄電池の充電電圧が第１レベルから第２レベルへと上昇している間の前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流のうち、前記何れか一相の電圧の周波数に応じた周波数の電流を検出すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の電源検査装置であって、
前記交流検出部は、
前記出力電流のうち、前記何れか一相の電圧の周波数で変化する電流を検出し、
前記判定部は、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するかを判定すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項７】
請求項４または請求項５に記載の電源検査装置であって、
前記交流検出部は、
前記出力電流のうち、前記何れか一相の電圧の周波数の６倍の周波数で変化する電流を検出し、
前記判定部は、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記コンデンサの容量値が所定の値であるかを判定すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項８】
請求項６に記載の電源検査装置であって、
前記全波整流回路は、前記整流素子としてサイリスタを含み、
前記電源装置は、前記電源装置から出力される出力電圧が所定の電圧となるよう、前記出力電圧に基づいて前記サイリスタを制御する制御装置を更に備え、
前記交流検出部は、
前記出力電流のうち、前記何れか一相の電圧の周波数で変化する電流と、前記何れか一相の電圧の周波数の２倍の周波数で変化する電流と、のうち少なくとも何れか一方を検出し、
前記判定部は、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するかを判定すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電源検査装置であって、
前記全波整流回路は、前記整流素子としてサイリスタを含み、
前記電源装置は、前記電源装置から出力される出力電圧が所定の電圧となるよう、前記出力電圧に基づいて前記サイリスタを制御する制御装置を更に備え、
前記交流検出部は、
前記出力電流のうち、前記何れか一相の電圧の周波数の３倍の周波数で変化する電流と、前記何れか一相の電圧の周波数の６倍の周波数で変化する電流と、のうち少なくとも何れか一方を検出し、
前記判定部は、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記コンデンサの容量値が所定の値であるかを判定すること、
を特徴とする電源検査装置。
【請求項１０】
入力される三相交流電圧を整流する整流素子を含む整流回路と、前記整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、を備える電源装置の前記整流回路及び前記コンデンサからの出力電流を測定し、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の交流成分を検出し、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定すること、
を特徴とする電源検査方法。
【請求項１１】
入力される三相交流電圧から出力電圧を生成する電源装置であって、
前記三相交流電圧を整流する整流素子を含む整流回路と、
前記整流回路の出力を平滑化して前記出力電圧を生成するコンデンサと、
前記整流回路及び前記コンデンサからの出力電流を測定し、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する検査装置と、
を備え、
前記検査装置は、
前記出力を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の交流成分を検出する交流検出部と、
前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部と、
を含むことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源検査装置、電源検査方法、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力される交流電圧を整流、平滑化して直流電圧を生成する直流電源装置には蓄電池を含むものがある。このような直流電源装置は、一般に無停電電源装置と呼ばれ、交流電圧が入力されない場合には蓄電池を電源として直流電圧を生成する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０１５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の直流電源装置において、蓄電池や交流電圧を整流する整流回路等が劣化していると、所望の直流電圧が生成されないことがある。このため、蓄電池は、直流電源装置が動作している間に、例えば特許文献１に開示されているような技術で診断される。一方、整流回路等に異常があるか否かの検査は、一般に直流電源装置の動作が停止されている間に実行される。この結果、整流回路等が検査される際には、直流電源装置とともに、直流電源装置の電源が供給される機器等も停止させる必要があった。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、電源装置を停止させることなく、電源装置を検査することが可能な電源検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る電源検査装置は、入力される三相交流電圧を整流する整流素子を含む整流回路と、前記整流回路の出力を平滑化するコンデンサと、を備える電源装置の前記整流回路及び前記コンデンサからの出力電流を測定する測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて、前記出力電流の交流成分を検出する交流検出部と、前記交流検出部の検出結果に基づいて、前記整流素子が前記三相交流電圧のレベルに応じた所定のタイミングで動作するか、前記コンデンサの容量値が所定の値であるか、のうち少なくとも何れか一方を判定する判定部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源装置を停止させることなく、電源装置を検査することが可能な電源検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である直流電源装置１０の構成を示す図である。
【図２】サイリスタ５０〜５２の点弧角が１８０度の際の電源供給装置２０の主要な波形を示す図である。
【図３】点弧角が１８０度でサイリスタ５１が開放故障している際の電源供給装置２０の主要な波形を示す図である。
【図４】サイリスタ５０〜５２の点弧角が９０度の際の電源供給装置２０の主要な波形を示す図である。
【図５】点弧角が９０度でサイリスタ５１が開放故障している際の電源供給装置２０の主要な波形を示す図である。
【図６】コンデンサ３１の容量値が低下した際の出力電流Ｉｏｕｔの波形を示す図である。
【図７】出力電流Ｉｏｕｔの特性を示す図である。
【図８】マイコン８２が実現する機能ブロックを示す図である。
【図９】検査装置２２が直流電源装置１０に異常があるか否かを検査する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】判定処理Ｓ１０７の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。  
図１は、本発明の一実施形態である直流電源装置１０の構成例を示す図である。直流電源装置１０は、例えば電気所（不図示）に設けられ、入力される三相交流電圧から、継電器等（不図示）を動作させるための電源を生成する装置であり、電源供給装置２０、変流器２１、及び検査装置２２を含んで構成される。
【００１０】
電源供給装置２０は、三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔから所望の出力電圧Ｖｏｕｔを生成する装置であり、整流回路３０、コンデンサ３１、蓄電池３２、制御装置３３、電源線３５，３６及び配電用遮断器４０〜４５を含んで構成される。
【００１１】
変流器２１（測定部）は、整流回路３０及びコンデンサ３１から出力される電流Ｉｏｕｔを測定する。なお、変流器２１は、いわゆる直流変流器であり、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分及び交流成分を測定する。
【００１２】
検査装置２２は、変流器２１の測定結果に基づいて、電源供給装置２０における整流回路３０、コンデンサ３１、制御装置３３の異常の有無を検査する。詳細は後述するが、例えば整流回路３０やコンデンサ３１が故障すると、出力電流Ｉｏｕｔの交流成分であるリップル電流が大きくなる。このような現象に基づいて、検査装置２２は、例えば、出力電流Ｉｏｕｔのリップル電流の振幅レベルを検出し、整流回路３０やコンデンサ３１の異常の有無を検査する。また、例えば整流回路３０や制御装置３３が故障すると、出力電流Ｉｏｕｔに含まれる電流のうち、三相交流電圧Ｖｒの周波数で変化する電流や、三相交流電圧Ｖｒの周波数の高調波の周波数で変化する電流等が増加する。このため、検査装置２２は、出力電流Ｉｏｕｔのうち、三相交流電圧Ｖｒの周波数で変化する電流や、三相交流電圧Ｖｒの周波数の高調波の周波数で変化する電流を検出し、整流回路３０の異常の有無を検出する。
【００１３】
なお、直流電源装置１０が電源装置に相当し、変流器２１及び検査装置２２が電源検査装置に相当する。
【００１４】
＝＝電源供給装置２０の構成＝＝
ここで、電源供給装置２０の構成について説明する。整流回路３０は、入力される三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔを整流して出力する回路であり、サイリスタ５０〜５２、ダイオード６０〜６２を含んで構成される。なお、サイリスタ５０〜５２、ダイオード６０〜６２はいわゆるブリッジ回路を構成する。
【００１５】
コンデンサ３１は、整流回路３０で整流された電圧を平滑化し、直流の出力電圧Ｖｏｕｔを生成する。コンデンサ３１の一端は、配電用遮断器４０を介して電源線３５に接続され、コンデンサ３１の他端は、配電用遮断器４１を介して電源線３６に接続される。
【００１６】
蓄電池３２は、電源線３５，３６の間に接続され、例えば、停電等で整流回路３０に三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔが入力されない場合に、電源線３５，３６に接続される負荷に直流電源を供給する。また蓄電池３２は、蓄電池３２の電池電圧Ｖｂａｔが出力電圧Ｖｏｕｔの直流レベルと一致するように充電される。
【００１７】
制御装置３３は、出力電圧Ｖｏｕｔの直流レベルに基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔの直流レベルが所定のレベルとなるようにサイリスタ５０〜５２の点弧角を制御する装置である。詳細は後述するが、例えば出力電圧Ｖｏｕｔのレベルを上昇させる場合、制御装置３３は、サイリスタ５０〜５２の点弧角を大きくし、サイリスタ５０〜５２のオン期間（動作期間）を長くする。一方、出力電圧Ｖｏｕｔのレベルを低下させる場合、制御装置３３は、サイリスタ５０〜５２の点弧角を小さくし、サイリスタ５０〜５２のオン期間を短くする。また、制御装置３３は、後述する検査装置２２からの指示に基づいて、サイリスタ５０〜５２を制御する。具体的には、検査装置２２から蓄電池３２を均等充電させる指示が入力されると、出力電圧Ｖｏｕｔの直流レベルが電圧Ｖ１から電圧Ｖ２へと上昇するようにサイリスタ５０〜５２の点弧角を大きくする。この結果、蓄電池３２の電池電圧Ｖｂａｔも電圧Ｖ１から電圧Ｖ２へと上昇するため、蓄電池３２はいわゆる均等充電される。
【００１８】
配電用遮断器４０，４１は、整流回路３０、コンデンサ３１を過電流から保護するための遮断器である。配電用遮断器４２〜４５の夫々は、接続される負荷を過電流から保護するための遮断器である。なお、前述した継電器等の機器（不図示）は、例えば配電用遮断器４２，４３の間に接続されることにより出力電圧Ｖｏｕｔの電源が供給される。
【００１９】
＝＝電源供給装置２０の動作＝＝
ここで、サイリスタ５０〜５２の点弧角が１８０度の際に、整流回路３０に含まれる整流素子の全てが正常である場合と、整流素子の何れか一つが例えば開放故障している場合の電源供給装置２０の動作を説明する。なお、ここでは電源供給装置２０は、負荷として接続された継電器（不図示）の内部に含まれる抵抗（不図示）に電源を供給することとする。つまり、本実施形態では、配電用遮断器４２，４３の間には、等価的に抵抗負荷が接続されていることになる。
【００２０】
＜＜サイリスタ５０〜５２の点弧角が１８０度で整流素子が正常の場合＞＞
図２は、サイリスタ５０〜５２の点弧角が１８０度であり、整流回路３０に含まれる整流素子の全てが正常である場合の電源供給装置２０の主要な波形を説明するための図である。なお、時刻ｔ０〜ｔ６までの期間は、三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの夫々の１周期の期間である。
【００２１】
まず、時刻ｔ０においては、三相交流電圧Ｖｒが最も高く、三相交流電圧Ｖｓが最も低い。このため、サイリスタ５０及びダイオード６１が動作し、オンする。時刻ｔ０〜時刻ｔ１までの間において、三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓの差は増加した後に低下する。このため、コンデンサ３１の出力電圧Ｖｏｕｔは、時刻ｔ０から三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓの差が最も大きくなる時刻まで上昇し、その後低下する。そして、時刻ｔ１となると、三相交流電圧Ｖｓよりも三相交流電圧Ｖｔが低くなるため、サイリスタ５０及びダイオード６２がオンする。時刻ｔ１〜ｔ２までの間において、三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｔの差は増加した後に低下する。このため、出力電圧Ｖｏｕｔは、時刻ｔ１から三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｔの差が最も大きくなる時刻まで上昇し、その後低下する。
【００２２】
時刻ｔ２となると、三相交流電圧Ｖｒよりも三相交流電圧Ｖｓが高くなる。このため、サイリスタ５１及びダイオード６２がオンする。また、時刻ｔ２〜ｔ３までの間の出力電圧Ｖｏｕｔは、時刻ｔ０〜ｔ１と同様に変化する。そして、時刻ｔ３となると、三相交流電圧Ｖｔよりも三相交流電圧Ｖｒが低くなるため、サイリスタ５１及びダイオード６０がオンする。また、時刻ｔ３〜ｔ４までの間の出力電圧Ｖｏｕｔは、時刻ｔ０〜ｔ１と同様に変化する。
【００２３】
時刻ｔ４となると、三相交流電圧Ｖｓよりも三相交流電圧Ｖｔが高くなるため、サイリスタ５２及びダイオード６０がオンする。また、時刻ｔ４〜ｔ５までの間の出力電圧Ｖｏｕｔは、時刻ｔ０〜ｔ１と同様に変化する。時刻ｔ５となると、三相交流電圧Ｖｒよりも三相交流電圧Ｖｓが最も低くなるため、サイリスタ５２及びダイオード６１がオンする。また、時刻ｔ５〜ｔ６までの間の出力電圧Ｖｏｕｔは、時刻ｔ０〜ｔ１と同様に変化する。そして、時刻ｔ６以降は、時刻ｔ０〜ｔ６までの動作が繰り返される。このように、整流回路３０に含まれる整流素子の全てが正常である場合では、出力電圧Ｖｏｕｔは、三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔが全波整流された波形となる。また、出力電圧Ｖｏｕｔには、三相交流電圧Ｖｒの１周期の期間内に、図２に示すようなピークが６回含まれることになる。
【００２４】
また前述のように、電源供給装置２０は抵抗負荷を駆動するため、出力電流Ｉｏｕｔは、出力電圧Ｖｏｕｔと同様に変化することになる。したがって、出力電流Ｉｏｕｔは、三相交流電圧Ｖｒの周波数の６倍の周波数で変化することになる。
【００２５】
＜＜サイリスタ５０〜５２の点弧角が１８０度でサイリスタ５１が異常の場合＞＞
図３は、サイリスタ５０〜５２の点弧角が１８０度であり、例えば、サイリスタ５１が開放故障している場合の電源供給装置２０の主要な波形を説明するための図である。なお、サイリスタ５０，５２は、図２を用いて説明した場合と同様に動作する。つまり、三相交流電圧Ｖｒが最も高くなる時刻ｔ０〜ｔ２までの期間と、三相交流電圧Ｖｔが最も高くなる時刻ｔ４〜ｔ６までの期間とにおける出力電圧Ｖｏｕｔは、図２と同様に変化するため詳細な説明は省略する。
【００２６】
サイリスタ５１が開放故障している場合、三相交流電圧Ｖｓが最も高くなり、サイリスタ５１がオンすべき時刻ｔ２〜ｔ４までの間において、サイリスタ５１はオフしたままとなる。つまり、サイリスタ５１は、三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔのレベルに応じた所定のタイミングでオンしなくなる。この結果、時刻ｔ２〜ｔ４の間で出力電圧Ｖｏｕｔは低下し、出力電流Ｉｏｕｔも同様に低下する。したがって、出力電流Ｉｏｕｔのリップル電流は、例えば図２に示す場合と比較すると増加する。さらに、出力電流Ｉｏｕｔは、三相交流電圧Ｖｒの１周期の期間内に１回だけ大きく低下する。このため、出力電流Ｉｏｕｔに含まれる電流のうち、三相交流電圧Ｖｒの周波数で変化する電流が大きくなる。
【００２７】
＜＜サイリスタ５０〜５２の点弧角が９０度で整流素子が正常の場合＞＞
図４は、サイリスタ５０〜５２の点弧角が９０度であり、整流回路３０に含まれる整流素子の全てが正常である場合の電源供給装置２０の主要な波形を説明するための図である。なお、時刻ｔ１０〜ｔ１６までの期間は、三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔの夫々の１周期の期間である。
【００２８】
ここで、時刻ｔ１０〜ｔ１２までの期間においては、三相交流電圧Ｖｒが最大となるため、サイリスタ５０がオン可能となる。本実施形態の制御装置３３は、サイリスタ５０がオン可能な期間である時刻ｔ１０〜ｔ１２のうち、例えば、時刻ｔ１１〜ｔ１２までの５０％の期間はサイリスタ５０をオフすることとする。また、制御装置３３は、サイリスタ５１がオン可能な期間である時刻ｔ１２〜ｔ１４のうち、例えば、時刻ｔ１３〜ｔ１４までの５０％の期間はサイリスタ５１をオフすることとする。さらに、制御装置３３は、サイリスタ５２がオン可能な期間である時刻ｔ１４〜ｔ１６のうち、例えば、時刻ｔ１５〜ｔ１６までの５０％の期間はサイリスタ５２をオフすることとする。
【００２９】
この結果、時刻ｔ１０〜ｔ１１，ｔ１２〜ｔ１３，ｔ１４〜ｔ１５の間にのみ三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔは整流される。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、１周期の期間において、３回上昇することになる。また、出力電流Ｉｏｕｔは、出力電流Ｖｏｕｔと同様に変化するため、出力電流Ｖｏｕｔは三相交流電圧Ｖｒの周波数の３倍の周波数で変化することになる。
【００３０】
＜＜サイリスタ５０〜５２の点弧角が９０度で整流素子が異常の場合＞＞
図５は、サイリスタ５０〜５２の点弧角が９０度で制御される際に、サイリスタ５１が開放故障している場合の電源供給装置２０の主要な波形を説明するための図である。なお、サイリスタ５０，５２の動作は図４で示した場合と同様であるためここでは省略する。
【００３１】
サイリスタ５１が開放故障している場合、三相交流電圧Ｖｓが最も高くなり、サイリスタ５１がオン時刻ｔ１２〜ｔ１３においてもサイリスタ５１はオフしたままとなる。この結果、出力電圧Ｖｏｕｔは、時刻ｔ１０〜ｔ１１の期間と、時刻ｔ１４〜ｔ１５までの期間には上昇するが、時刻ｔ１１〜ｔ１４の間で低下する。したがって、出力電流Ｉｏｕｔは、三相交流電圧Ｖｒの１周期の期間内に２回だけ大きく増加するため、出力電流Ｉｏｕｔに含まれる電流のうち、三相交流電圧Ｖｒの周波数の２倍の周波数で変化する電流が増加する。また、図５に示したように、出力電圧Ｖｏｕｔは、時刻ｔ１１〜ｔ１４の間に大きく低下するため、出力電流Ｉｏｕｔのリップル電流は、例えば図２に示す場合と比較すると増加する。
【００３２】
＜＜コンデンサ３１の容量が低下した場合の出力電流Ｉｏｕｔの変化＞＞
ここで、図１及び図６を参照しつつ、コンデンサ３１の容量値が経年変化等により低下した場合の出力電流Ｉｏｕｔの変化について説明する。  
コンデンサ３１の容量値が経年変化等により低下すると、コンデンサ３１のインピーダンスは増加するため、出力電流Ｉｏｕｔのリップル電流は、コンデンサ３１に流れにくくなる。このため、コンデンサ３１の容量値が低下すると、出力電流Ｉｏｕｔのリップル電流は増加する。なお、リップル電流の振幅レベルは、コンデンサ３１の容量値の低下に応じて増加する。
【００３３】
＝＝出力電流Ｉｏｕｔの特性＝＝
図７は、前述した各場合における出力電流Ｉｏｕｔの特性をまとめた図である。図７において、“基本波”とは、出力電流Ｉｏｕｔのうち、三相交流電圧Ｖｒの周波数で変化する電流を意味し、“２次”とは、出力電流Ｉｏｕｔのうち、三相交流電圧Ｖｒの周波数の２倍の周波数で変化する電流（以下、第２高調波電流とする）を意味する。さらに、“３次”とは、出力電流Ｉｏｕｔのうち、三相交流電圧Ｖｒの周波数の３倍の周波数で変化する電流（以下、第３高調波電流とする）を意味し、“６次”とは、出力電流Ｉｏｕｔのうち、三相交流電圧Ｖｒの周波数の６倍の周波数で変化する電流（以下、第６高調波電流とする）を意味する。また、“増加”とは、対象となる電流の振幅レベルが増加することを意味し、“小”とは、対象となる電流の振幅レベルの変化が小さいことを意味する。
【００３４】
コンデンサ３１の容量値が低下すると、例えば図６に示したように、出力電流Ｉｏｕｔにおけるリップル電流は増加する。また、サイリスタ５０〜５２の点弧角が例えば大きい場合（例えば１８０等）、出力電流Ｉｏｕｔの交流成分では、図２に示すように第６高調波電流が主要な電流となる。一方、サイリスタ５０〜５２の点弧角が小さい場合（例えば９０度）、出力電流Ｉｏｕｔの交流成分では、図４に示すように第３高調波電流が主要な電流となる。したがって、コンデンサ３１の容量値が低下すると、リップル電流は増加するとともに、リップル電流に含まれる第３高調波電流、または第６高調波電流が増加する。
【００３５】
また、整流素子であるサイリスタ５０〜５２、ダイオード６０〜６２に開放故障等の不良があると、整流素子がオンされない期間が生じることとなるため出力電圧Ｖｏｕｔは必ず低下する。このため、このような場合、出力電流Ｉｏｕｔにおけるリップル電流は増加する。また、サイリスタ５０〜５２の点弧角が例えば大きい場合（例えば１８０等）に、整流素子に開放故障等があると、図３に示すように、出力電流Ｉｏｕｔの交流成分のうち、基本波の電流が増加する。さらに、サイリスタ５０〜５２の点弧角が例えば小さい場合（例えば９０度等）に、整流素子に開放故障等があると、図５に示すように、出力電流Ｉｏｕｔの交流成分のうち、第２高調波電流が増加する。
【００３６】
なお、ここでは、整流素子に開放故障がある場合について説明したが、例えば、制御装置３３が故障し、サイリスタ５０〜５２をオンできない場合や、所望のタイミングでサイリスタ５０〜５２をオンできない場合の出力電流Ｉｏｕｔも図３や図５に示した場合と同様である。つまり、制御装置３３に故障が発生した場合も、出力電流Ｉｏｕｔのうち、基本波の電流、または、第２高調波電流が増加する。
【００３７】
＝＝検査装置２２の詳細＝＝
ここで、図１に示す検査装置２２の詳細について説明する。検査装置２２は、出力電流Ｉｏｕｔに基づいて、整流回路３０、コンデンサ３１、制御装置３３の異常の有無を検査する。
【００３８】
検査装置２２は、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）８０、記憶装置８１、マイコン８２、インターフェース回路（ＩＦ）８３、及び表示器８４を含んで構成される。
【００３９】
ＡＤコンバータ８０は、変流器２１で測定されるアナログの出力電流Ｉｏｕｔをデジタル値に変換する。記憶装置８１は、マイコン８２が実行するプログラムデータや、各種データを記憶する。
【００４０】
マイコン８２は、記憶装置８１に記憶されたプログラムデータを実行することにより、各種機能を実現する。具体的には、マイコン８２は図８に示すような、直流検出部９０、交流検出部９１、判定部９２、及び処理部９３の機能を実現する。
【００４１】
直流検出部９０は、デジタル化された出力電流Ｉｏｕｔに基づいて、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分、すなわち直流レベルを検出する。
【００４２】
交流検出部９１は、デジタル化された出力電流Ｉｏｕｔに基づいて、出力電流Ｉｏｕｔにおける交流成分、すなわちリップル電流の振幅レベルを検出する。また、交流検出部９１は、デジタル化された出力電流Ｉｏｕｔをフーリエ変換し、三相交流電圧Ｖｒの周波数で変化する基本波の電流と、第２〜第６高調波電流とを検出する。
【００４３】
判定部９２は、直流検出部９０及び交流検出部９１の検出結果に基づいて、整流回路３０、コンデンサ３１、及び制御装置３３に異常が有るかを判定する。判定部９２は、出力電流Ｉｏｕｔの直流レベルとリップル電流の振幅レベルとの比、すなわち、直流成分に対するリップル電流の割合（リップル電流／直流電流）、基本波の電流、第２〜第６高調波電流の各振幅レベルを計算する。
【００４４】
また、判定部９２は、リップル電流の割合が所定以上である場合に、整流回路３０、コンデンサ３１、制御装置３３の何れかに異常が有ると判定する。また、判定部９２は、基本波の電流、第２〜第６高調波電流の各振幅レベルに基づいて、整流回路３０等の異常の有無を判定する。具体的には、判定部９２は、基本波の電流、または第２高調波電流の振幅レベルが最大である場合には、整流器３０、または制御装置３３に異常があると判定する。また、判定部９２は、第３高調波電流の振幅レベルが所定以上であるか、第６高調波電流の振幅レベルが所定以上である場合にコンデンサ３１に異常があると判定する。
【００４５】
処理部９３は、出力電流Ｉｏｕｔの直流レベルが所定値より小さい場合には、蓄電池３２の均等充電を開始させるための均等充電指示を、インターフェース回路８３を介して制御装置３３に出力する。なお、蓄電池３２の均等充電が開始されると、前述のようにサイリスタ５０〜５２の点弧角は大きくなるため、出力電流Ｉｏｕｔの直流レベルは増加する。また、処理部９３は、判定部９２が計算した、リップル電流の割合や、基本波、高調波電流の振幅レベル等を表示器８４に表示させる。さらに、処理部９３は、判定部９２が整流回路３０等に異常が有ることを判定すると、リップル電流の割合や、基本波、高調波電流等の波形や、判定した時刻を記憶装置８１に記録する。また、処理部９３は、判定部９２が整流回路３０等に異常が有ることを判定すると、異常があったことを示す警報を、インターフェース回路８３に出力する。
【００４６】
インターフェース回路８３は、処理部９３からの指示に基づいて、均等充電指示を制御装置３３に出力し、直流電源装置１０の外部に警報を出力する。
【００４７】
表示器８４は、リップル電流の割合や、基本波、高調波電流の振幅レベル等を表示する表示パネルである。このため、詳細は後述するが、例えば、利用者が表示器８４のパネルを確認することにより、整流回路３０等の異常の有無を判定することもできる。
【００４８】
＝＝検査装置２２の処理の一例＝＝
ここで、図９を参照しつつ、検査装置２２が直流電源装置１０に異常があるか否かを検査する処理の一例を説明する。検査装置２２は、例えば所定周期ごとに図９に示した処理を実行することとする。また、図９に示すフローチャートの処理の主体はマイコン８２が実現する各機能ブロックである。
【００４９】
まず、直流検出部９０は出力電流Ｉｏｕｔの直流レベルを検出する（Ｓ１００）。そして、処理部９３は、直流検出部９０で検出された出力電流Ｉｏｕｔの直流レベルが所定以上であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。直流レベルが所定以上である場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、直流検出部９０は出力電流Ｉｏｕｔの直流レベルを検出し、交流検出部９１は、出力電流Ｉｏｕｔの交流成分であるリップル電流、基本波の電流、第２〜第６高調波電流を検出する（Ｓ１０４）。一方、直流レベルが所定以上でない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理部９３は、蓄電池３２の均等充電を開始させるべく均等充電指示を出力する（Ｓ１０２）。処理Ｓ１０２が実行されると、蓄電池２３の均等充電が開始されるため、出力電流Ｉｏｕｔは増加し始める。そして、処理部９３は、出力電流Ｉｏｕｔが十分増加するのに要する一定時間が経過すると（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、直流検出部９０に出力電流Ｉｏｕｔの直流レベルを検出させ、交流検出部９１にリップル電流、基本波の電流、第２〜第６高調波電流を検出させる（Ｓ１０４）。そして、処理Ｓ１０４が実行されると、判定部９２は、処理Ｓ１０４での検出結果に基づいて、リップル電流の割合、基本波の電流、第２〜第６高調波電流の各振幅レベルを計算する（Ｓ１０５）。処理部９３は、判定部９２が計算した、リップル電流の割合や、基本波、高調波電流の振幅レベルを表示器８４に表示させる（Ｓ１０６）。そして、判定部９２は、リップル電流の割合や、基本波、高調波電流の振幅レベルに基づいて、直流電源装置１０に異常があるか否かの判定処理を実行する（Ｓ１０７）。
【００５０】
ここで、判定処理Ｓ１０７は例えば、図１０に示すような処理である。以下、判定処理の詳細を説明する。まず、判定部９２はリップル電流の割合が所定以上かを判定する（Ｓ２００）。リップル電流の割合が所定以上である場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、判定部９２は、整流回路３０、コンデンサ３１、制御装置３３のうち少なくとも何れかに異常があることを判定する（Ｓ２０１）。一方、リップル電流の割合が所定以上でない場合（Ｓ２００：ＮＯ）、判定部９２は基本波、高調波電流のうち、レベルが最大となる電流を判定する（Ｓ２０２）。レベルが最大となる電流が、基本波の電流、または第２高調波電流である場合（Ｓ２０２：基本波、第２高調波）、判定部９２は、整流回路３０、または制御装置３３に異常があることを判定する（Ｓ２０３）。一方、レベルが最大となる電流が、基本波の電流、第２高調波電流以外である場合（Ｓ２０２：基本波、第２高調波以外）、判定部９２は、第３高調波電流が所定以上であるか、または第６高調波電流が所定以上であるかを判定する（Ｓ２０４）。そして、第３高調波電流が所定以上、または第６高調波電流が所定以上である場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、判定部９２は、コンデンサ３１に異常があることを判定する（Ｓ２０５）。一方、第３高調波電流が所定以上、または第６高調波電流が所定以上でない場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、判定部９２は、直流電源装置１０には異常が無いことを判定する（Ｓ２０６）。
【００５１】
そして、図９に示すように、判定部９２が異常ありと判定した場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、処理部９３は、リップル電流の割合や、基本波、高調波電流等の波形や、判定した時刻を記憶装置８１に記録し、異常があったことを示す警報を出力する（Ｓ１０９）。一方、判定部９２が異常なしと判定した場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理は終了される。
【００５２】
以上、本実施形態の直流電源装置１０について説明した。本実施形態では、例えば、リップル電流の割合等に基づいて、整流回路３０等に異常があるか否かが判定されたが、例えば、リップル電流の大きさのみに基づいて異常の有無を判定しても良い。例えば、図３，５に示すように、サイリスタ５０〜５２、ダイオード６０〜６２が三相交流電圧Ｖｒ，Ｖｓ，Ｖｔに応じた所定のタイミングでオンしない場合にはリップル電流は増加する。また、図６に示すように、コンデンサ３１の容量値が所定の値（例えば、出荷時の値）から低下すると、リップル電流は増加する。このため、リップル電流の大きさにのみ基づいて、サイリスタ５０〜５２等が所定のタイミングでオンしていないことや、コンデンサ３１の容量値が低下していることを判定することができる。このような場合、直流電源装置１０を停止させること無く、直流電源装置１０の異常の検出が可能となる。また、異常が検出されると、利用者は直流電源装置１０を停止し故障した素子等を交換できる。このため、故障した状態で直流電源装置１０を動作させることを防ぐことができるため、直流電源装置１０に対する負担を軽減できる。さらに、故障した素子が交換されると、出力電流Ｉｏｕｔにおけるリップル電流は小さくなる。このため、直流電源装置１０が駆動する負荷への影響も小さくなる。また、出力電圧Ｖｏｕｔに含まれる高調波等を検出する場合も、故障箇所の特定は可能となる。しかしながら、出力電圧Ｖｏｕｔは、出力電流Ｉｏｕｔに比べ、直流電源装置１０が駆動する負荷の影響を受け易い。このため、出力電流Ｉｏｕｔを測定することにより、精度良く故障箇所の特定が可能となる。
【００５３】
一般に、直流電源装置１０の負荷が小さい場合、リップル電流の変化は小さくなる。このため、リップル電流のみに基づいて整流回路３０等の異常を検出することが難しい場合がある。本実施形態の判定部９２は、出力電流Ｉｏｕｔの直流レベルとリップル電流の振幅レベルとの比、すなわち、リップル電流の割合に基づいて、サイリスタ５０等の異常を判定している（例えば、処理Ｓ２００）。したがって、例えば、リップル電流のみに基づいて異常の判定する場合と比べ、精度良く判定ができる。
【００５４】
また、直流検出部９０、交流検出部９１の夫々は、蓄電池２３が均等充電されて電圧Ｖ１から電圧Ｖ２へと上昇している間に、出力電流Ｉｏｕｔの直流成分、リップル電流を検出する（例えば、処理Ｓ１０２〜Ｓ１０４）。このため、例えば、直流電源装置１０が駆動する負荷によらず、出力電流Ｉｏｕｔを増加させることができる。判定部９２は、出力電流Ｉｏｕｔが増加した際に検出されたリップル電流等に基づいて整流回路３０等の異常を判定するため、判定の精度を向上させることができる。
【００５５】
また、判定部８２は、例えば、処理Ｓ２０２〜Ｓ２０６にあるように、基本波の電流、高調波電流に基づいて、整流回路３０等の異常の有無が判定する。このように、例えば、リップル電流の割合を用いない場合であっても、整流回路３０等の異常の有無の判定は可能である。
【００５６】
また、直流電源装置１０の負荷電流が小さい場合、例えば整流回路３０等が故障している場合であっても、出力電流Ｉｏｕｔに含まれる基本波の電流、高調波電流の増加は抑制される。交流検出部９１は、蓄電池２３が均等充電されて電圧Ｖ１から電圧Ｖ２へと上昇している間に、基本波の電流、第２〜第６高調波電流を検出する（例えば、処理Ｓ１０２〜Ｓ１０４）。このため、本実施形態では、異常の有無の判定の精度を向上させることができる。
【００５７】
また、整流回路３０がいわゆる全波整流回路として動作している際に、例えば、整流回路３０の何れかの整流素子が故障すると、出力電流Ｉｏｕｔにおいては基本波の電流が増加する。このようは出力電流Ｉｏｕｔの特性を加味しつつ、判定部９２は、交流検出部９１で検出された基本波の電流を用いて判定処理（Ｓ１０７）を実施している。このため、判定部９２は、整流素子が所定のタイミングで動作するか否か、すなわち、所定のタイミングでオンするかを判定できる（例えば、処理Ｓ２０２，Ｓ２０３）。なお、整流素子が所定のタイミングでオンしない場合には、整流回路３０または、制御装置３３の何れかが故障していることになるため、故障箇所の特定も可能となる。
【００５８】
また、整流回路３０がいわゆる全波整流回路として動作している際に、コンデンサ３１の容量が低下すると第６高調波電流の振幅レベルが大きくなる。このようは出力電流Ｉｏｕｔの特性を加味しつつ、判定部９２は、交流検出部９１で検出された第６高調波電流を用いて判定処理（Ｓ１０７）を実施している。このため、判定部９２は、コンデンサ３１の容量が所定の値であるか否かを判定できる（例えば、処理Ｓ２０４）。また、コンデンサ３１の容量が所定の値でない場合には、コンデンサ３１に経年劣化が発生しているか、故障していることになり、コンデンサ３１に異常が発生していることを特定できる。
【００５９】
また、整流回路３０は、サイリスタ５０〜５２を含んでいるため、整流回路３０の何れかの整流素子に故障があった場合、第２高調波電流が増加することがある。このようは出力電流Ｉｏｕｔの特性を加味しつつ、判定部９２は、基本波の電流、または第２高調波電流を用いて判定処理（Ｓ１０７）を実施している。このため、判定部９２は、サイリスタ５０〜５２の点弧角によらず、整流素子が所定のタイミングでオンするか否かを判定できる（例えば、処理Ｓ２０２，Ｓ２０３）。
【００６０】
また、整流回路３０は、サイリスタ５０〜５２を含んでいるため、コンデンサ３１の容量が低下すると第３高調波電流の振幅レベルが大きくなることがある。このようは出力電流Ｉｏｕｔの特性を加味しつつ、判定部９２は、第３高調波電流、第６高調波電流を用いて判定処理（Ｓ１０７）を実施している。このため、判定部９２は、サイリスタ５０〜５２の点弧角によらず、コンデンサ３１の容量が所定の値であるか否かを判定できる（例えば、処理Ｓ２０４）。
【００６１】
また、変流器２１で出力電流Ｉｏｕｔを測定し、変流器２１の測定結果に基づいてリップル電流を検出し、検出結果に基づいて故障箇所の判定をしても良い。
【００６２】
前述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良されるとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００６３】
本実施形態では、処理Ｓ２００，Ｓ２０２，Ｓ２０４の全てが実行されたが、何れか一つの処理であっても良い。
【００６４】
変流器２１及び検査装置２２は、直流電源装置１０の内部に設けられているが、外部に設けられていても良い。
【００６５】
また、整流回路３０は、全てダイオードで構成されても良いし、全てサイリスタで構成されても良い。また、整流回路３０は、半波整流回路であっても良い。この場合には、点弧角が９０度の場合と同様の出力電流Ｉｏｕｔが出力されるため、検査装置２２を用いることにより、整流回路３０等の異常を検出可能である。
【００６６】
また、蓄電池３２を含まないような一般的なＡＣ−ＤＣコンバータに含まれる整流回路等の異常も、変流器２１及び検査装置２２を用いることにより検出できる。
【００６７】
また、直流電源装置１０において、例えばコンデンサ３１と蓄電池３２との間にＬＣフィルタ等が設けられている場合であっても、コンデンサ３１から出力される出力電流Ｉｏｕｔを検出することにより、整流回路３０等の異常を検出することができる。
【００６８】
また、前述したＬＣフィルタ等から負荷へ出力される電流を検出することとしても良い。このような場合、高調波成分等のレベルはＬＣフィルタにより減衰されるが、ＬＣフィルタから出力される電流の周波数成分は本実施形態と同様である。このため、本実施形態と同様に整流回路３０等の異常を検出できる。
【００６９】
また、処理Ｓ２０２では、基本波の電流が最大となるかが判定されているが、例えば、基本波の電流の振幅レベルと所定レベルとを比較しても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１０  直流電源装置
２０  電源供給装置
２１  変流器
２２  検査装置  
３０  整流回路
３１  コンデンサ
３２  蓄電池
３３  制御装置
３５，３６  電源線
４０〜４５  配電用遮断器
５０〜５２  サイリスタ
６０〜６２  ダイオード
８０  ＡＤコンバータ
８１  記憶装置
８２  マイコン
８３  インターフェース回路
８４  表示器
９０  直流検出部
９１  交流検出部
９２  判定部
９３  処理部
【図１】
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【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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【図１０】
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