(57)【要約】  本発明は、従来技術における、一瞬上昇した直流電圧によって、モータ駆動がフリーランとなると、適応用途が限られてしまうという課題や、減速時において出力が遮断されると、電力変換装置としての回生能力が制限され、適応用途が限られてしまうという課題を解決することを目的としている。  本発明においては、直流電圧を平滑化する直流電圧部と、直流電圧を交流電圧に変換する電力変換部と、前記電力変換部の出力を制御する出力制御部と、前記直流電圧部の電圧を検出する直流電圧検出部と、を備え、前記出力制御部は、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が第一の閾値を超えた時点で前記電力変換部の出力を遮断する制御と、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第一の閾値を超えずに、第一の閾値よりも小さい第二の閾値を超えた状態となる時間に基づいて前記電力変換部の出力を遮断する制御とを行う。
2015097838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を平滑化する直流電圧部と、
直流電圧を交流電圧に変換する電力変換部と、
前記電力変換部の出力を制御する出力制御部と、
前記直流電圧部の電圧を検出する直流電圧検出部と、
を備え、
前記出力制御部は、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が第一の閾値を超えた時点で前記電力変換部の出力を遮断する制御と、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第一の閾値を超えずに第一の閾値よりも小さい第二の閾値を超えた状態となる時間に基づいて前記電力変換部の出力を遮断する制御と、を行うことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記出力制御部は、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第一の閾値を超えずに前記第二の閾値を超えた状態で所定時間経過した場合に、前記電力変換部の出力を遮断する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記直流電圧部は、平滑化コンデンサであって、前記第二の閾値を前記平滑コンデンサの定格電圧に基づいて設定することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記出力制御部は、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第一の閾値を超えずに前記第二の閾値を超えた場合、前記電圧値が前記第一の閾値に近いほど、前記電力変換部の出力を遮断するまでの時間を短く制御することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第一の閾値を超えずに、第一の閾値よりも小さい第二の閾値を超えた状態となる時間を積算する時間積算部を備え、
前記出力制御部は、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第一の閾値を超えずに前記第二の閾値を超えた状態が所定の時間以下経過後、前記第二の閾値を下回った場合、前記時間積算部が積算した時間を０にすることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第一の閾値を超えずに、第一の閾値よりも小さい第二の閾値を超えた状態となる時間を積算する時間積算部を備え、
前記出力制御部は、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第二の閾値を超えた状態が所定の時間以下経過後、前記第二の閾値を下回った場合、前記第二の閾値を下回った時間に応じて前記時間積算部が積算した時間を減じていくことを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記出力制御部は、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第二の閾値を超えた場合、前記時間積算部が積算または減じた時間から、再度積算を開始することを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
データを出力するデータ出力部を備え、
前記データ出力部は、前記時間積算部の時間積算値を表示することを特徴とする請求項５または６に記載の電力変換装置。
【請求項９】
データを出力するデータ出力部を備え、
前記データ出力部は、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第二の閾値を超えた場合、警告を出力することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記直流電圧部は複数の平滑化コンデンサを備え、前記直流電圧検出部はそれぞれの平滑化コンデンサに対して配置され、前記出力制御部は、それぞれの直流電圧検出部が検出した電圧値が第一の閾値を超えた時点で前記電力変換部の出力を遮断し、前前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第二の閾値を超えた状態が、前記所定の時間以上経過した場合、前記電力変換部の出力を遮断する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置における過電圧保護機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１２−７０５７３号公報（特許文献１）がある。この公報には、「直流電圧が上昇し、直流電圧検出器５２によって検出された直流電圧検出値Ｖdcが第２の直流電圧レベルＶOV2を超えると、保護回路５０はゲート駆動回路５１に禁止信号を出力してインバータ装置２の運転の停止を行うが、このときには一時的な直流電圧の上昇と判断してインバータ装置２の外部に異常信号発生器５５から異常出力信号は出力しない。一方、インバータ装置２が一時停止中に直流電圧がさらに上昇し、直流電圧検出値Ｖdcが第１の直流電圧レベルＶOV１を超えると、インバータ装置２の保護が必要と判断してインバータ装置２の外部に異常出力信号を出力する。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−７０５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、電圧の上昇をいち早く察知し、電圧が上がりすぎることを防止するために遮断後、運転を再び開始するあるいは異常出力信号を出力する方法が開示されている。【０００５】
しかしこのような装置では、一瞬上昇した直流電圧によって、モータ駆動がフリーランとなるため、連続してトルクを出す必要がある場合や連続した運転が必要な場合で、使用領域が制限される。減速時において出力が遮断されることにより、電力変換装置としての回生能力は制限され、適応用途も限られてしまう可能性がある。一般的に回生能力が足りない場合には、外部につけた抵抗器で電力を消費させたり、回生コンバータを用いて電力を系統に戻したりする必要があるため、その対策に費用が多くかかってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、直流電圧を平滑化する直流電圧部と、直流電圧を交流電圧に変換する電力変換部と、前記電力変換部の出力を制御する出力制御部と、前記直流電圧部の電圧を検出する直流電圧検出部と、を備え、前記出力制御部は、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が第一の閾値を超えた時点で前記電力変換部の出力を遮断する制御と、前記直流電圧検出部が検出した電圧値が前記第一の閾値を超えずに、第一の閾値よりも小さい第二の閾値を超えた状態となる時間に基づいて前記電力変換部の出力を遮断する制御とを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、直流電圧部の寿命破壊を防ぎつつ、電力変換装置の回生能力を向上させることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１〜３における電力変換装置の構成図の例である。
【図２】実施例１〜３における出力制御部の動作を示したフローチャートである。
【図３】実施例１における直流電圧の閾値と出力遮断までの時間の関係を示した図である。
【図４】実施例１および２における時間積算部の動作を示したフローチャートである。
【図５】実施例１における直流電圧と警告信号と積算時間との関係を示した図である。
【図６】実施例２および３における直流電圧の閾値と出力遮断までの時間の関係を示した図である。
【図７】実施例２における直流電圧と警告信号と積算時間との関係を示した図である。
【図８】実施例３における時間積算部の動作を示したフローチャートである。
【図９】実施例３における直流電圧の閾値と積算時間クリアまでの時間との関係を示した図である。
【図１０】実施例３における直流電圧と警告信号と積算時間との関係を示した図である。
【図１１】実施例４における電力変換装置の構成図の例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１０】
本実施例では、電力変換器における過電圧判断の動作例を説明する。【００１１】
図１は、本実施例の電力変換装置と交流電動機１０５の構成図の例である。本実施例では、三相交流電源１０１、直流変換部１０２、平滑コンデンサ１０３、電力変換部１０４、交流電動機１０５、直流電圧検出部１０６、出力制御部１０７、時間積算部１０８、データ出力部１０９を有する。【００１２】
三相交流電源１０１は、例えば電力会社から供給される三相交流電圧や発電機から供給される交流電圧であり、直流変換部１０２に出力する。直流変換部１０２は、例えばダイオードで構成された直流変換回路やIGBTとフライホイールダイオードを用いた直流変換回路で構成され、三相交流電源１０１から入力された交流電圧を、直流電圧に変換し、平滑コンデンサ１０３に出力する。図１では、ダイオードで構成された直流変換部を示している。【００１３】
平滑コンデンサ１０３は、直流変換部１０２から入力された直流電圧を平滑化し、電力変換部１０４に直流電圧を出力する。例えば発電機の出力が直流電圧の場合、平滑コンデンサ１０３は、直流変換部１０２を介さず、直接発電機から直流電圧を入力されても構わない。また、平滑コンデンサ１０３は、単体のコンデンサで構成されてもいいし、複数のコンデンサで構成されても良く、複数のコンデンサは直列につながれても並列につながれても本発明の意図は変わらない。【００１４】
電力変換部１０４は、例えばIGBTとフライホイールダイオードを用いた交流変換回路で構成され、平滑コンデンサ１０３の直流電圧と、出力演算部１０８の出力指令を入力とし、直流電圧を交流電圧に変換し、交流電動機１０５に出力する。交流電動機１０５は、誘導電動機であっても、同期電動機であっても、どちらでも構わない。【００１５】
直流電圧検出部１０６は、平滑コンデンサ１０３にかかる直流電圧を検出し、直流電圧値として取り込み、直流電圧値を出力制御部１０７および時間積算部１０８に出力する。直流電圧検出部１０６は、コンデンサが複数配置されている場合、コンデンサ個々の電圧を検出しても良いし、全体にかかる電圧を検出しても良い。本実施例では、コンデンサが単体で付いている、あるいは複数のコンデンサが全体として一つと見なした状態の例を示している。直流電圧検出部１０６が、複数のコンデンサ個々の電圧値を取得する場合には、取得した電圧値毎に本実施例の電圧判定を行っても良い。【００１６】
出力制御部１０７は、直流電圧検出部１０６が出力した直流電圧値及び、時間積算部１０８が出力した時間積算値を入力とし、電力変換部１０４に出力指令を出力する。また、出力制御部１０７は、直流電圧値が第一の閾値を超えた場合に、過電圧状態と判断し、直流電圧値が第一の閾値よりも小さく、第二の閾値を超えた状態が所定の時間経過した場合に、過電圧継続状態と判断し、電力変換部１０４に遮断指令を出力する。【００１７】
時間積算部１０８は、直流電圧検出部１０６が出力した直流電圧値を入力とし、前記直流電圧値に応じて、時間の積算を行い、出力制御部１０７に時間積算値を出力する。また、時間積算部１０８は、直流電圧値が第二の閾値を超えた状態と時間積算値を、データ出力部１０９に出力する。【００１８】
データ出力部１０９は、例えば、入出力を行う端子台や表示パネル等のユーザインターフェースで構成され、時間積算部１０８が出力した直流電圧値が第二の閾値を超えた状態と時間積算値を入力とし、ユーザインターフェースの端子あるいは表示パネル上に、直流電圧値が第二の閾値を超えた状態を警告状態と判断し警告信号として出力する、あるいは時間積算値を表示する。【００１９】
図２は、過電圧状態および過電圧継続状態を判断する際の出力制御部１０７の動作を示している。出力制御部１０７は、直流電圧検出部１０６から直流電圧値を取得する（Ｓ２０１）。出力制御部１０７は、取得した直流電圧値と予め決められた第一の閾値、と比較し（Ｓ２０２）、取得した直流電圧値が第一の閾値を超えていれば、電力変換部に出力遮断指令を送る（Ｓ２０３）。第一の閾値は、例えば平滑コンデンサ定格電圧値の１０５％（４００Ｖ定格であれば４２０Ｖ）とする。あるいは、第一の閾値は、使用するコンデンサの寿命試験を行い、電力変換装置に必要とされる寿命を満たす値を設定してもよい。また、出力制御部１０７は、取得した直流電圧値が第一の閾値を下回っていれば、続けて第二の閾値と比較し（Ｓ２０４）、取得した直流電圧値が第二の閾値を超えていれば、時間積算部が積算している積算時間及び比較するために決められた所定の時間を取得する（Ｓ２０５）。第二の閾値は、例えば平滑コンデンサ定格電圧値の１００％（４００Ｖ定格であれば４００Ｖ）とする。あるいは、第二の閾値は、使用するコンデンサの寿命試験を行い、電力変換装置に必要とされる寿命を満たす値を設定する。出力制御部１０７は、取得した積算時間と所定の時間を比較し（Ｓ２０６）、取得した積算時間が所定の時間T0を超えていれば、電力変換部に出力遮断指令を送る（Ｓ２０７）。【００２０】
図３は、本実施例における直流電圧の閾値と出力遮断までの時間の関係を示した図である。T0は、例えば所定の時間として１００秒と設定する。あるいは、T0は、使用するコンデンサの寿命試験を行い、電力変換装置に必要とされる寿命を満たす値を設定する。【００２１】
図３は、取得した直流電圧値が第二の閾値V2より大きく第一の閾値V1よりも小さい場合は、T0時間経過後、出力制御部１０７が出力を遮断するために、電力変換部１０４に遮断指令を出すことを意味している。同様に直流電圧値が第一の閾値V1より大きい場合は、直ちに遮断指令が出される。【００２２】
図４は、時間積算部１０８の動作を示したものである。時間積算部１０８は、直流電圧検出部１０６から直流電圧値を取得する（Ｓ４０１）。時間積算部１０８は、取得した直流電圧値と予め決められた第二の閾値、と比較し（Ｓ４０２）、取得した直流電圧値が第二の閾値を下回っていれば、積算時間を０にクリアする（Ｓ４０３）。時間積算部１０８は、取得した直流電圧値が第二の閾値を超えていれば、直流電圧値から加算時間を取得し（Ｓ４０４）、記憶されている積算時間に加算時間を加算する（Ｓ４０５）。積算時間は、例えばＭＣＵに配置されたメモリやＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等に記憶する。加算時間については図５を用いて説明する。【００２３】
図５は、本実施例における直流電圧と警告信号と積算時間との関係を示した図である。出力制御部１０７が、電力変換部１０４に出力指令を与えた後、時間積算部１０８は、直流電圧監視を開始する。時間積算部１０８は、図５において直流電圧値が第二の閾値Ｖ２を上回ると、時間積算を開始し、データ出力部に警告信号および積算時間を出力する。T0は、例えば所定の時間として１００秒と設定する。積算時間が最大１００％であるとすると、時間積算部１０８は、１秒当たりの加算割合を加算時間として、１秒経過するごとに積算時間に１％を加算する。出力制御部１０７は、積算時間の％値が、所定の時間１００％を超えたかどうかを判断して、電力変換部１０４に遮断指令を与える。出力制御部１０７は、直流電圧値が第一の閾値Ｖ１を上回った場合も、電力変換部１０４に遮断指令を与える。【００２４】
上記の方法により、出力制御部１０７が、直流平滑部、特に本実施例で説明した平滑コンデンサの寿命を考慮した過電圧状態を判断することで、電力変換装置の駆動範囲を広げる。【００２５】
実施例においては、積算時間の％値を用いて制御を行うが、時間そのものを用いて演算してもよいし、時間に基づく値として、時間を他の数値に置き換えた形式でカウントしてもよい。
【実施例２】
【００２６】
本実施例は、実施例１の変形例であって、電力変換器における過電圧判断の動作例を説明する。本実施例では実施例１と、共通する部分については同様の符号を用いて説明し、異なる部分について詳細に説明するものとする。本実施例の構成は、実施例１にて説明した図１と同様であり、三相交流電源１０１、直流変換部１０２、平滑コンデンサ１０３、電力変換部１０４、交流電動機１０５、直流電圧検出部１０６、出力制御部１０７、時間積算部１０８、データ出力部１０９を有する。本実施例は、実施例１と同様、図２に出力制御部１０７の動作を示している。また、本実施例は、実施例１と同様、図４に時間積算部１０８の動作を示している。【００２７】
図６は、本実施例における直流電圧の閾値と出力遮断までの時間の関係を示した図である。T１は例えば所定の時間として０秒と設定する。T2は例えば所定の時間として１００秒と設定する。T3は例えば所定の時間として６０秒と設定する。T4は例えば所定の時間として３０秒と設定する。あるいは、T0からT4で示すような時間の値は、使用するコンデンサの寿命試験を行い、電圧値と漏れ電流の関係から電力変換装置に必要とされる寿命を満たすような値を設定してもよい。図３は、T0時間経過後、出力制御部１０７が出力を遮断するために、電力変換部１０４に遮断指令を出すことを意味している。【００２８】
図７は、本実施例における直流電圧と警告信号と積算時間との関係を示した図である。出力制御部１０７が、電力変換部１０４に出力指令を与えた後、時間積算部１０８は、直流電圧監視を開始する。時間積算部１０８は、図７において直流電圧値が第二の閾値Ｖ２を上回ると、時間積算を開始し、データ出力部に警告信号および積算時間を出力する。【００２９】
図７のTxは、直流電圧値が第二の閾値を超えた度合いにより異なる。例えば、直流電圧値が第二の閾値V２となった場合に所定の時間T2を１００秒と設定する。積算時間が最大１００％であるとすると、時間積算部１０８は、１秒当たりの加算割合を加算時間として、１秒経過するごとに積算時間に１％を加算する。【００３０】
また、例えば、直流電圧値が閾値V３（V2＜V3＜V1）となった場合に所定の時間T3を６０秒と設定する。積算時間が最大１００％であるとすると、時間積算部１０８は、１秒当たりの加算割合を加算時間として、１秒経過するごとに積算時間に１００/６０％を加算する。すなわち、時間積算部１０８が、直流電圧値がV３の状態となった場合、１秒当たり１００/６０％を加算するため、積算時間は６０秒後に１００％となる。【００３１】
また、例えば、直流電圧値が閾値V４（V2＜V3＜V4＜V1）となった場合に所定の時間T4を３０秒と設定する。積算時間が最大１００％であるとすると、時間積算部１０８は、１秒当たりの加算割合を加算時間として、１秒経過するごとに積算時間に１００/３０％を加算する。すなわち、時間積算部１０８が、直流電圧値がV４の状態となった場合、１秒当たり１００/３０％を加算するため、積算時間は３０秒後に１００％となる。【００３２】
また、例えば、直流電圧値が第一の閾値V１となった場合に所定の時間T１を０秒と設定する。積算時間が最大１００％であるとすると、時間積算部１０８は、１秒当たりの加算割合を加算時間として、１秒経過するごとに積算時間に１００％を加算する。すなわち、時間積算部１０８が、直流電圧値がV１の状態となった場合、１秒当たり１００％を加算するため、積算時間は１秒後に１００％となる。【００３３】
図７は、直流電圧が変動しているため、図６の直流電圧値と時間の関係に基づいて、直流電圧が上昇するにつれ、積算時間の加算が徐々に多くなっている様子を示している。本実施例では、基準となる時間を１秒と設定したが、より早い周期を基準としても良い。【００３４】
出力制御部１０７は、実施例１同様、積算時間の％値が、所定の時間１００％を超えたかどうかを判断して、電力変換部１０４に遮断指令を与える。出力制御部１０７は、直流電圧値が第一の閾値Ｖ１を上回った場合も、電力変換部１０４に遮断指令を与える。【００３５】
上記の方法により、出力制御部１０７が、直流平滑部、特に本実施例で説明した平滑コンデンサの寿命を考慮した過電圧状態を判断することで、電力変換装置の駆動範囲を広げる。
【実施例３】
【００３６】
本実施例は、実施例２の変形例であって、電力変換器における過電圧判断の動作例を説明する。本実施例では実施例１と、共通する部分については同様の符号を用いて説明し、異なる部分について詳細に説明するものとする。本実施例の構成は、実施例１にて説明した図１と同様であり、三相交流電源１０１、直流変換部１０２、平滑コンデンサ１０３、電力変換部１０４、交流電動機１０５、直流電圧検出部１０６、出力制御部１０７、時間積算部１０８、データ出力部１０９を有する。本実施例は、実施例１と同様、図２に出力制御部１０７の動作を示している。【００３７】
図８は、時間積算部１０８の動作を示したものである。時間積算部１０８は、直流電圧検出部１０６から直流電圧値を取得する（Ｓ８０１）。時間積算部１０８は、取得した直流電圧値と予め決められた第二の閾値、と比較し（Ｓ８０２）、取得した直流電圧値が第二の閾値を下回っていれば、直流電圧値から減算時間を取得し（Ｓ８０３）、記憶されている積算時間に減算時間を減算する（Ｓ８０４）。時間積算部１０８は、取得した直流電圧値が第二の閾値を超えていれば、直流電圧値から加算時間を取得し（Ｓ８０５）、記憶されている積算時間に加算時間を加算する（Ｓ８０６）。積算時間は、例えばＭＣＵに配置されたメモリやＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等に記憶する。加算時間については、実施例１と同様に図６を用いる。減算時間については、図９を用いて説明する。【００３８】
図９は、本実施例における直流電圧の閾値と積算時間が１００％から０％になるまでの時間の関係を示した図である。直流電圧の閾値V2における時間としてT7は１００秒と設定する。これは閾値V2では、積算時間が１００％から０％になるまでの時間はT7（１００秒）であることを意味する。同様に直流電圧の閾値V6（V6＜V2）における時間としてT6は例えば６０秒と設定する。同様に直流電圧の閾値V5（V5＜V6＜V2）における時間としてT5は例えば３０秒と設定する。あるいは、T5からT7で示すような時間の値は、使用するコンデンサの寿命試験を行い、電圧値と漏れ電流の関係から電力変換装置に必要とされる寿命を満たすような値を設定してもよい。【００３９】
図１０は、本実施例における直流電圧と警告信号と積算時間との関係を示した図である。出力制御部１０７が、電力変換部１０４に出力指令を与えた後、時間積算部１０８は、直流電圧監視を開始する。時間積算部１０８は、図１０において直流電圧値が第二の閾値Ｖ２を下回っている場合、積算時間が０％であれば、さらなる減算は行わない。時間積算部１０８は直流電圧値が第二の閾値Ｖ２を上回ると、時間積算を開始し、データ出力部に警告信号および積算時間を出力する。時間積算部１０８は、直流電圧値が第二の閾値Ｖ２を上回っている場合、実施例２と同様に積算時間を加算していく。【００４０】
時間積算部１０８は、直流電圧値が第二の閾値Ｖ２を下回った場合、積算時間を減算していく。例えば、直流電圧値が第二の閾値V２となった場合に所定の時間T2を１００秒と設定する。積算時間が最大１００％であるとすると、時間積算部１０８は、１秒当たりの減算割合を減算時間として、１秒経過するごとに積算時間に１％を減算する。実施例２では、直流電圧値が第二の閾値V２となった場合に、積算時間に１％を加算するとあり、本実施例では、第二の閾値V２となった場合には、加算時間及び減算時間が一致するため、積算時間を変化させない動作となる。第二の閾値V２となった場合の動作は、第二の閾値V２以上となった場合に加算し、第二の閾値V２を下回った場合に減算する、としてもいいし、第二の閾値V２を上回った場合に加算し、第二の閾値V２以下となった場合に減算する、としてもよく、本方法の意図は変わらない。【００４１】
また、例えば、直流電圧値が閾値V６を下回った場合に所定の時間T６を６０秒と設定する。積算時間が最大１００％であるとすると、時間積算部１０８は、１秒当たりの減算割合を減算時間として、１秒経過するごとに積算時間に１００/６０％を減算する。すなわち、時間積算部１０８が、直流電圧値がV６の状態となった場合、１秒当たり１００/６０％を減算するため、積算時間は最大６０秒後に０％となる。【００４２】
また、例えば、直流電圧値が閾値V５を下回った場合に所定の時間T5を３０秒と設定する。積算時間が最大１００％であるとすると、時間積算部１０８は、１秒当たりの減算割合を減算時間として、１秒経過するごとに積算時間に１００/３０％を減算する。すなわち、時間積算部１０８が、直流電圧値がV５の状態となった場合、１秒当たり１００/３０％を減算するため、積算時間は最大３０秒後に０％となる。【００４３】
時間積算部１０８は、再び直流電圧値が第二の閾値Ｖ２を上回った場合、その直流電圧値に応じて積算時間を加算していく。本実施例では、基準となる時間を１秒と設定したが、より早い周期を基準としても良い。【００４４】
出力制御部１０７は、実施例２同様、積算時間の％値が、所定の時間１００％を超えたかどうかを判断して、電力変換部１０４に遮断指令を与える。出力制御部１０７は、直流電圧値が第一の閾値Ｖ１を上回った場合も、電力変換部１０４に遮断指令を与える。【００４５】
上記の方法により、出力制御部１０７が、直流平滑部、特に本実施例で説明した平滑コンデンサの寿命を考慮した過電圧状態を判断することで、電力変換装置の駆動範囲を広げる。
【実施例４】
【００４６】
本実施例は、実施例１の変形例であって、電力変換器における過電圧判断の動作例を説明する。本実施例では実施例１と、共通する部分については同様の符号を用いて説明し、異なる部分について詳細に説明するものとする。本実施例の構成は、実施例１にて説明した図１の変形として、三相交流電源１０１、直流変換部１０２、平滑コンデンサ１１３A、平滑コンデンサ１１３B、電力変換部１０４、交流電動機１０５、直流電圧検出部１１６、出力制御部１１７、時間積算部１１８、データ出力部１１９を有する。【００４７】
平滑コンデンサ１１３Aおよび１１３Bは、直流変換部１０２から入力された直流電圧を平滑化し、電力変換部１０４に直流電圧を出力する。例えば発電機の出力が直流電圧の場合、平滑コンデンサ１０３は、直流変換部１０２を介さず、直接発電機から直流電圧を入力されても構わない。本実施例では、複数のコンデンサが直列につながれている様子を示している。【００４８】
直流電圧検出部１１６は、平滑コンデンサ１１３Aおよび１１３Bにかかる二系統の直流電圧を別々に検出し、直流電圧値として取り込み、直流電圧値を出力制御部１１７および時間積算部１１８に二系統分を出力する。【００４９】
出力制御部１１７は、直流電圧検出部１１６が出力した二系統分の直流電圧値及び、時間積算部１０８が出力した二系統分の時間積算値を入力とし、電力変換部１０４に出力指令を出力する。また、出力制御部１１７は、二系統分の直流電圧値いずれか一方が第一の閾値を超えた場合に、過電圧状態と判断し、二系統分の直流電圧値いずれか一方が第二の閾値を超えた状態が所定の時間経過した場合に、過電圧継続状態と判断し、電力変換部１０４に遮断指令を出力する。【００５０】
時間積算部１０８は、直流電圧検出部１０６が出力した二系統分の直流電圧値を入力とし、前記二系統分の直流電圧値に応じて、二系統別々に時間の積算を行い、出力制御部１０７に二系統分の時間積算値を出力する。また、時間積算部１０８は、直流電圧値が第二の閾値を超えた二系統分の状態と二系統分の時間積算値を、データ出力部１１９に出力する。【００５１】
データ出力部１１９は、例えば、入出力を行う端子台や表示パネル等のユーザインターフェースで構成され、時間積算部１１８が出力した二系統分の直流電圧値が第二の閾値を超えた二系統分の状態と二系統分の時間積算値を入力とし、ユーザインターフェースの端子あるいは表示パネル上に、直流電圧値が第二の閾値を超えた状態を警告状態と判断し警告信号として二系統分別々に出力する、あるいは時間積算値を二系統分別々に表示する。【００５２】
実施例４においては、実施例１または実施例２または実施例３で実施した過電圧判断の方法を二系統別々に行うものであり、平滑コンデンサ１１３Aおよび１１３Bうを個別に状態監視することにより、より正確に過電圧状態を判断できる。なお、平滑化コンデンサは、２つに限定されるものではなく、複数の平滑化コンデンサを別々に判断しても、本発明の意図は変わらない。【００５３】
上記の方法により、出力制御部１１７が、直流平滑部、特に本実施例で説明した平滑コンデンサの寿命を考慮した過電圧状態を判断することで、電力変換装置の駆動範囲を広げる。【００５４】
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やす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。【００５５】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。【００５６】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０１・・・三相交流電源、１０２・・・直流変換部、１０３・・・平滑コンデンサ、１０４・・・電力変換部、１０５・・・交流電動機、１０６・・・直流電圧検出部、１０７・・・出力制御部、１０８・・・時間積算部、１０９・・・データ出力部、１１３Ａ・・・平滑コンデンサＡ、１１３Ｂ・・・平滑コンデンサＢ、１１６・・・直流電圧検出部、１１７・・・出力制御部、１１８・・・時間積算部、１１９・・・データ出力部
【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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【図１１】
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【国際調査報告】
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