(57)【要約】【課題】直流コンデンサの劣化予測の信頼性の高い直流コンデンサ試験装置を提供すること。【解決手段】高周波インバータ３の電力を出力する耐圧トランス４の２次コイルと供試直流コンデンサ１および２を直列に接続し、その供試直流コンデンサ１および２の各コンデンサに直流電源を接続し、供試直流コンデンサ１および２に直流電圧を印加した状態で高周波インバータ３による高周波電圧を印加する。これにより供試直流コンデンサ１および２に使用状態に則したリップル分を含む直流電圧を印加して試験することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電源の出力を直列に接続された供試直流コンデンサに印加する高周波電圧印加手段と、直流電源の出力を前記直列に接続された供試直流コンデンサの各々に印加する直流電圧印加手段とを有し、前記各供試直流コンデンサに前記直流電圧印加手段により直流電圧を印加した状態で、前記各供試直流コンデンサに前記高周波電圧印加手段により高周波電圧を印加してなることを特徴とする直流コンデンサ試験装置。
【請求項２】
直流電圧印加手段の直流電圧を任意に可変できることを特徴とする請求項１に記載の直流コンデンサ試験装置。
【請求項３】
高周波電圧印加手段の出力周波数及び電圧を任意に可変できることを特徴とする請求項１に記載の直流コンデンサ試験装置。
【請求項４】
直流電源を、３相可変交流電源とダイオード整流器で構成したことを特徴とする請求項１に記載の直流コンデンサ試験装置。
【請求項５】
高周波電源として、電力用半導体を用いた高周波インバータであることを特徴とする請求項１に記載の直流コンデンサ試験装置。
【請求項６】
供試直流コンデンサの残留電圧を放電させるための放電手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ試験装置。
【請求項７】
直流電圧印加手段及び高周波電圧印加手段に絶縁機能を持たせたことを特徴とする請求項１に記載の直流コンデンサ試験装置。
【請求項８】
直流電圧印加手段及び高周波電圧印加手段をプログラム制御し、時間による試験パラメータを変更できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の直流コンデンサ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流コンデンサの特性試験、信頼性試験などの試験を行う直流コンデンサ試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば平滑回路などに使用する直流コンデンサの特性や信頼性を試験する場合、定格よりも低い電圧の正弦波を印加して、静電容量、ｔａｎδの特性を計測し、また、リップル電圧に対する信頼性試験を行い、その後、直流電圧を課電して、過電圧加速試験を行っている。すなわち、直流コンデンサでは直流課電試験と正弦波課電試験とを別々に実施している。
【０００３】
しかし、この別々の試験で特性や信頼性が充分とされた直流コンデンサでも、直流コンデンサが早期に劣化する場合があり、試験結果によるコンデンサの劣化予測の信頼性が乏しいという問題があった。これは、整流回路の出力から交流成分を取り除き直流出力を得る平滑回路に使用する直流コンデンサでは、交流成分を含む直流電圧がコンデンサに印加される。すなわち、直流平滑用に用いられているコンデンサの内部では、直流電圧が印加されているため極性としては一定で変わりはないが、交流成分によるリップル電圧が重畳されているため、電流はどちらの向きにも流れる。つまり電子が双方向に移動することになる。
【０００４】
一方、コンデンサが劣化する要因としては、漏れ電流の増加が考えられるが、上記のように直流電圧にリップル電圧が重畳される直流コンデンサ特有の現象が、漏れ電流を増加させ、コンデンサの温度上昇を引き起こし劣化を早め、上記別々の試験結果によるコンデンサの劣化予測の信頼性を損ねているものと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、直流コンデンサの劣化予測の信頼性の高い直流コンデンサ試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、直流コンデンサ試験装置であって、高周波電源の出力を直列に接続された供試直流コンデンサに印加する高周波電圧印加手段と、直流電源の出力を前記直列に接続された供試直流コンデンサの各々に印加する直流電圧印加手段とを有し、前記各供試直流コンデンサに前記直流電圧印加手段により直流電圧を印加した状態で、前記各供試直流コンデンサに前記高周波電圧印加手段により高周波電圧を印加してなることを主な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、直流コンデンサに直流電圧を印加した状態で、高周波電圧を印加することができるので、直流コンデンサの使用実情に則した試験結果が得られ、試験結果による直流コンデンサの劣化予測の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
直流コンデンサの劣化予測の信頼性の高い直流コンデンサ試験装置を提供する目的を、供試直流コンデンサに高周波電圧と直流電圧とが印加できるようにすることにより実現した。
【実施例１】
【０００９】
図１は本発明の実施例に係る直流コンデンサ試験装置の回路構成を示す図である。図１において、１および２は供試直流コンデンサ、３はトランジスタやＩＧＢＴ等の電力用半導体からなるスイッチＳＷ１、ＳＷ２の交互の切換で高周波交流電力を出力する高周波インバータ、４は耐圧トランス（高周波電圧印加手段）であり、供試直流コンデンサ１および２と耐圧トランス４の２次コイルは直列に接続され、耐圧トランス４の１次コイルは高周波インバータに接続されている。なお、本例の高周波インバータ３は、６００Ｖ、１０ｋＶＡ、１５ｋＨｚのパルスを発生し、耐圧トランス４には４２０／２０Ｖのタップを備えている。
【００１０】
５ａ、５ｂは出力電圧可変の直流電源で、直流電源５ａは供試直流コンデンサ１に接続され、直流電源５ｂは供試直流コンデンサ２に接続され、各直流電源５ａ、５ｂはそれぞれ供試直流コンデンサ１、２に直流電圧を印加する。６は放電回路でスイッチＳＷ３を閉じることにより供試直流コンデンサ１、２の残留電荷を放出する。
【００１１】
このように構成した直流コンデンサ試験装置では、例えばスイッチング周波数１０ｋＨｚ、直流電圧７５０Ｖ、出力電流４２０Ａであるインバータに使用する直流平滑コンデンサ１８７４μＦの場合、この直流平滑コンデンサには、リップル周波数10ｋＨｚ、リップル電流４２０Ａ、直流電圧７５０Ｖが印加されるが、その使用状況に即して試験をすることができる。
【００１２】
この直流平滑コンデンサを試験する場合、その直流平滑コンデンサを供試直流平滑コンデンサ１および２として直流コンデンサ試験装置にセットし、各直流電源５ａ、５ｂで７５０Ｖの直流を発生させて供試直流平滑コンデンサ１および２に印加する。次に、リップル電流４２０Ａを発生させるための供試直流平滑コンデンサに課電されるリップル電圧Ｖｃは、４２０Ａ/（２π×１０ｋＨｚ×１８７４μＦ）＝３．５７Ｖが必要で、耐圧トランス４の２次コイルから見て、供試直流平滑コンデンサ１および２は直列であるので、耐圧トランス４の２次コイルの出力電圧Ｖｉｎｊ＝２×Ｖｃ＝７．１３Ｖを発生させ、この電圧を７５０Ｖの直流電圧に重畳して供試直流平滑コンデンサ１および２に印加する。これにより使用状況に即した試験が一度にできる。
【００１３】
なお、高周波電流を重畳させたときのシュミレーション波形を図２に示す。
【実施例２】
【００１４】
図３は、本発明の別の実施例に係る直流コンデンサ試験装置の回路構成を示す図である。なお、図２において、図１に示す実施例と同一部分には同一の符号を付している。図１に示す実施例と異なる点は、直流電源５ａ、５ｂとして三相交流電源７を用い、出力電圧調整用スライダック８、耐圧整流トランス９ａ、三相ダイオード整流器１０ａを介して供試直流コンデンサ１に、また、整流トランス９ｂ、三相ダイオード整流器１０ａを介して供試直流コンデンサ２に印加するようにした点である。
【００１５】
このように構成すると、三相交流電圧を三相ダイオード整流器で整流した直流電圧を高周波インバータ３の入力直流電圧とするとき、三相ダイオード整流器による６ｆ（例えば商用周波数の６倍の周波数）のリップル電圧をも供試直流平滑コンデンサ１および２に印加することができ、この使用に適した試験を行うことができる。なお、高周波インバータ３を停止し、三相ダイオード整流器１０ａ、１０ｂによる６ｆのリップル電圧のみを供試直流平滑コンデンサ１および２に印加することもできる。この場合のシュミレーション波形を図４に示す。
【００１６】
以上の各実施例では、高周波インバータの出力を、耐圧トランスを介して供試直流コンデンサ１および２に供給し、実施例２においては耐圧整流トランスを介しているので、高圧直流コンデンサの試験に対し、容易に対応することができる。また、課電時間はタイマーで、高周波インバータの入力直流電圧を調整することにより、高周波リップル電圧及び電流を調整し、高周波インバータのスイッチング周波数を調整することにより高周波リップル電圧及び電流の周波数を調整することができる。さらには、これらの調整を使用状況に応じてプログラム化し、自動試験を行うようにすることも容易にできる。さらにまた、各実施例では、２個の直流コンデンサを一度に試験でき、直流コンデンサの試験効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係る直流コンデンサ試験装置の回路構成図である。
【図２】高周波電流を重畳させたときのシュミレーション波形図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る直流コンデンサ試験装置の回路構成図である。
【図４】三相ダイオード整流器による６ｆのリップル電圧を重畳させたときのシュミレーション波形図である。
【符号の説明】
【００１８】
１、２  共試直流コンデンサ
３  高周波インバータ
４  耐圧トランス（高周波電圧印加手段）
５ａ、５ｂ  直流電源
６  放電回路
７  三相交流電源
８  出力電圧調整用スライダック
９ａ、９ｂ  三相整流耐圧トランス
１０ａ、１０ｂ  三相ダイオード整流器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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