(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直流電源装置と、
複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換して、負荷に交流電力を供給する３レベルインバータ回路と、
前記３レベルインバータ回路の前記正極と前記中性点との間に接続された第１の平滑コンデンサに直列に接続された第１のヒューズと、
前記３レベルインバータ回路の前記中性点と前記負極との間に接続された第２の平滑コンデンサに直列に接続された第２のヒューズと、
を備えて構成される電力変換装置本体を複数台備えて、
前記各電力変換装置本体から前記負荷である複巻線モータに交流電力を供給する構成とし、
前記直流電源装置から前記３レベルインバータ回路に直流電力を供給する直流母線を複数に分離する構成としたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
正極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直流電源装置と、
複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換して、負荷に交流電力を供給する３レベルインバータ回路と、
前記３レベルインバータ回路の前記正極と前記中性点との間に接続された第１の平滑コンデンサに直列に接続された第１のヒューズと、
前記３レベルインバータ回路の前記中性点と前記負極との間に接続された第２の平滑コンデンサに直列に接続された第２のヒューズと、
を備えて構成される電力変換装置本体を複数台備えて、
前記各電力変換装置本体から前記負荷である複巻線モータに交流電力を供給する構成とし、
前記直流電源装置と前記３レベルインバータ回路との間を繋ぐ前記正極、前記負極、前記中性点の３本の直流母線のうちの少なくとも２本の直流母線に第３のヒューズを接続する構成としたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
正極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直流電源装置と、
複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換して、負荷に交流電力を供給する３レベルインバータ回路と、
前記３レベルインバータ回路の前記正極と前記中性点との間に接続された第１の平滑コンデンサに並列に接続された第１の補助コンデンサと、
前記３レベルインバータ回路の前記中性点と前記負極との間に接続された第２の平滑コンデンサに並列に接続された第２の補助コンデンサと、
前記第１の補助コンデンサを流れる電流を検知する第１の電流検知手段と、
前記第２の補助コンデンサを流れる電流を検知する第２の電流検知手段と、
前記第１の電流検知手段により検知された電流及び前記第２の電流検知手段により検知された電流に基づいて、故障を検知する故障検知手段と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
正極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直流電源装置と、
複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換して、負荷に交流電力を供給する３レベルインバータ回路と、
前記３レベルインバータ回路の前記正極と前記中性点との間に接続された第１の平滑コンデンサに並列に接続された第１の補助コンデンサと、
前記３レベルインバータ回路の前記中性点と前記負極との間に接続された第２の平滑コンデンサに並列に接続された第２の補助コンデンサと、
前記第１の補助コンデンサを流れる電流を検知する第１の電流検知手段と、
前記第２の補助コンデンサを流れる電流を検知する第２の電流検知手段と、
前記第１の電流検知手段により検知された電流及び前記第２の電流検知手段により検知された電流に基づいて、故障を検知する故障検知手段と、
を備えて構成される複数台の電力変換装置本体を、共通の直流母線に接続する構成とし、
前記故障検知手段から送出される検知信号が到達する順序を判定することにより、故障が発生した前記３レベルインバータ回路を特定する特定手段を備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
正極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直流電源装置と、
複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換して、負荷に交流電力を供給する３レベルインバータ回路と、
前記３レベルインバータ回路の前記正極と前記中性点との間に接続された第１の平滑コンデンサに並列に接続された第１の補助コンデンサと、
前記３レベルインバータ回路の前記中性点と前記負極との間に接続された第２の平滑コンデンサに並列に接続された第２の補助コンデンサと、
前記第１の補助コンデンサを流れる電流を検知する第１の電流検知手段と、
前記第２の補助コンデンサを流れる電流を検知する第２の電流検知手段と、
前記第１の電流検知手段により検知された電流及び前記第２の電流検知手段により検知された電流に基づいて、故障を検知する故障検知手段と、
前記故障検知手段から送出される検知信号が到達する順序を判定することにより、故障が発生した箇所を特定する特定手段と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源装置から供給される直流電力を交流電力に変換して負荷に三相交流電力を供給する中性点電位を有する電力変換装置に係り、特に装置の外形の小型化、直流短絡故障発生時の被害拡大防止、および短絡故障発生箇所の有効な検出による装置故障復旧の容易化を図れるようにした電力変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電力系統の分野においては、直流電源装置から供給される直流電力を交流電力に変換して負荷に三相交流電力を供給する３レベル電力変換装置が、多く用いられてきている。
【０００３】
図１１は、この種の従来の３レベル電力変換装置の構成例を示す回路図である。
【０００４】
図１１において、３レベル電力変換装置は、正極Ｐ、負極Ｎ、および中性点Ｃを有し、直流電力を出力する直流電源装置１１と、当該直流電源装置１１から供給される直流電力を交流電力に逆変換して、負荷１８に三相交流電力を供給する３レベルインバータ回路（以下、インバータ回路部と称する）１２とから構成されている。
【０００５】
インバータ回路部１２は、Ｕ,Ｖ,Ｗ各相毎に、絶縁ゲート形トランジスタ等の半導体スイッチング素子１と、当該各半導体スイッチング素子１に逆並列にそれぞれ接続されたダイオード２と、Ｕ,Ｖ,Ｗ各相の正極Ｐと中性点Ｃとの間に接続された平滑コンデンサ３ａと、Ｕ,Ｖ,Ｗ各相の中性点Ｃと負極Ｎとの間に接続された平滑コンデンサ３ｂとから構成されている。
【０００６】
なお、インバータ回路部１２のＵ,Ｖ,Ｗ各相には、半導体スイッチング素子１の破損等により直流短絡となった場合に、装置を保護する目的でアームヒューズ２７がそれぞれ取り付けられている。
【０００７】
なお、かかる３レベル電力変換装置の動作についてはよく知られているものであり、ここではその説明を省略する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような３レベル電力変換装置においては、近年の半導体スイッチング素子１の高速スイッチング化に伴ない、サージ電圧を抑制するために半導体スイッチング素子１周辺の回路を小型化する必要性が強くなってきている。
【０００９】
アームヒューズ２７は、負荷１８に供給する電流が全て流れ、ヒューズ容量も大型化せざるを得ない。
【００１０】
外形の大きなアームヒューズ２７は、配線インダクタンスの増大を招き、サージ抑制の面で好ましくない。
【００１１】
また、半導体スイッチング素子１の破損等による直流短絡故障が発生した際、半導体スイッチング素子１に故障信号出力等の故障検知機能が備えられていない場合には、素子破損箇所を特定することが困難であり、装置を故障から復旧させるために多くの時間を費やすことになる。
【００１２】
本発明の目的は、装置の外形の小型化、直流短絡故障発生時の被害拡大防止、および短絡故障発生箇所の有効な検出による装置故障復旧の容易化を図ることが可能な電力変換装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に対応する電力変換装置は、正極、負極、および中性点を有し、直流電力を出力する直流電源装置と、複数の半導体スイッチング素子を有してなり、前記直流電源装置から供給される直流電力を交流電力に逆変換して、負荷に交流電力を供給する３レベルインバータ回路と、前記３レベルインバータ回路の前記正極と前記中性点との間に接続された第１の平滑コンデンサに直列に接続された第１のヒューズと、前記３レベルインバータ回路の前記中性点と前記負極との間に接続された第２の平滑コンデンサに直列に接続された第２のヒューズと、を備えて構成される電力変換装置本体を複数台備えて、前記各電力変換装置本体から前記負荷である複巻線モータに交流電力を供給する構成とし、前記直流電源装置から前記３レベルインバータ回路に直流電力を供給する直流母線を複数に分離する構成としている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による３レベル電力変換装置の構成例を示す回路図であり、図１１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００２９】
すなわち、本実施の形態による３レベル電力変換装置は、図１に示すように、前記図１１におけるインバータ回路部１２のＵ,Ｖ,Ｗ各相に設けていたアームヒューズ２５を省略し、これらに代えて新たに、インバータ回路部１２のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の正極Ｐと中性点Ｃとの間に接続された平滑コンデンサ３ａに、それぞれ直列に直流ヒューズ１３ａを接続し、さらにインバータ回路部１２のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の中性点Ｃと負極Ｎとの間に接続された平滑コンデンサ３ｂに対して、それぞれ直列に直流ヒューズ１３ｂを接続した構成としている。
【００３０】
次に、以上のように構成した本実施の形態による３レベル電力変換装置においては、インバータ回路部１２のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の正極Ｐと中性点Ｃとの間、および中性点Ｃと負極Ｎとの間にそれぞれ接続された平滑コンデンサ３ａおよび３ｂに対してそれぞれ直列に直流ヒューズ１３ａおよび１３ｂを接続していることにより、それぞれの直流ヒューズ１３ａおよび１３ｂには直流電力のリプル分しか電流は流れず、前述した従来の場合に比べて容量の小さなヒューズで機能を満足できるため、配線インダクタンスが従来の場合に比べて小さくなり、半導体スイッチング素子１のサージ電圧の低減、および電力変換装置の外形の小型化を図ることができる。
【００３１】
以下に、かかる点について具体的に説明する。
【００３２】
図２は、従来における１相分の構成例を示す回路図である。
【００３３】
図２において、アームヒューズ２７が接続されている回路には、負荷１８に供給する電流が流れるため、アームヒューズ２７の容量を大きくとる必要があり、ヒューズ２７外形もそれに伴って大型化していた。
【００３４】
そして、この外形の大きなアームヒューズ２７のために、図示破線部で示される配線インダクタンス３1が大きくなり、半導体スイッチング素子１がスイッチングする際に発生するサージ電圧が大きくなるため、それを吸収するスナバ回路の巨大化、およびそのスナバ回路からの発熱を冷却するための冷却装置の巨大化等、電力変換装置の外形が大型化する傾向にあった。
【００３５】
これに対して、本実施の形態では、図３に回路図を示すように、図示位置の直流ヒューズ1３ａ，１３ｂには、直流電力のリプル分しか電流は流れず、図２に示す場合に比べて容量の小さな直流ヒューズ1３ａ，１３ｂで機能を満足することができる。
【００３６】
このため、配線インダクタンス３１が、図２の場合に比べて小さくなり、半導体スイッチング素子１のサージ電圧の低減、および電力変換装置の外形の小型化を図ることができる。
【００３７】
上述したように、本実施の形態による３レベル電力変換装置では、半導体スイッチング素子１のサージ電圧の低減、および電力変換装置の外形の小型化を図ることが可能となる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
本実施の形態による３レベル電力変換装置は、前記図１におけるインバータ回路部１２のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の正極Ｐと中性点Ｃとの間に接続された平滑コンデンサ３ａの中性点Ｃ側に、それぞれ直列に直流ヒューズ１３ａを接続し、さらにインバータ回路部１２のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の中性点Ｃと負極Ｎとの間に接続された平滑コンデンサ３ｂの中性点Ｃ側に、それぞれ直列に直流ヒューズ１３ｂを接続した構成としている。
【００３９】
次に、以上のように構成した本実施の形態による３レベル電力変換装置においては、インバータ回路部１２のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の正極Ｐと中性点Ｃとの間、および中性点Ｃと負極Ｎとの間にそれぞれ接続された平滑コンデンサ３ａおよび３ｂに対して中性点Ｃ側にそれぞれ直列に直流ヒューズ１３ａおよび１３ｂを接続していることにより、それぞれの直流ヒューズ１３ａおよび１３ｂには直流電力のリプル分しか電流は流れず、前述した従来の場合に比べて容量の小さなヒューズで機能を満足できるため、配線インダクタンスが従来の場合に比べて小さくなり、半導体スイッチング素子１のサージ電圧の低減、および電力変換装置の外形の小型化を図ることができる。
【００４０】
以下に、かかる点について具体的に説明する。
【００４１】
すなわち、従来の回路では、前記図２で説明したように、アームヒューズ２７が接続されている回路には、負荷１８に供給する電流が流れるため、アームヒューズ２７の容量を大きくとる必要があり、ヒューズ２７外形もそれに伴って大型化していた。
【００４２】
そして、この外形の大きなアームヒューズ２７のために、図示破線部で示される配線インダクタンス３1が大きくなり、半導体スイッチング素子１がスイッチングする際に発生するサージ電圧が大きくなるため、それを吸収するスナバ回路の巨大化、およびそのスナバ回路からの発熱を冷却するための冷却装置の巨大化等、電力変換装置の外形が大型化する傾向にあった。
【００４３】
これに対して、本実施の形態では、前記図３で説明した場合と同様に、図示位置の直流ヒューズ1３ａ，１３ｂには、直流電力のリプル分しか電流は流れず、図２に示す場合に比べて容量の小さな直流ヒューズ1３ａ，１３ｂで機能を満足することができる。
【００４４】
このため、配線インダクタンス３１が、図２の場合に比べて小さくなり、半導体スイッチング素子１のサージ電圧の低減、および電力変換装置の外形の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、この場合、特に直流ヒューズ1３ａ，１３ｂを平滑コンデンサ３ａ    ，３ｂの中性点Ｃ側に接続していることにより、中性点Ｃを接地している場合には、直流ヒューズ1３ａ，１３ｂの対アース耐圧を下げる効果を得ることもできる。
【００４６】
上述したように、本実施の形態による３レベル電力変換装置では、半導体スイッチング素子１のサージ電圧の低減、および電力変換装置の外形の小型化を図ることが可能となる。
【００４７】
また、中性点Ｃを接地している場合には、直流ヒューズ1３ａ，１３ｂの対アース耐圧を下げることも可能となる。
【００４８】
（第３の実施の形態）
図４は、本実施の形態による３レベル電力変換装置の構成例を示す回路図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４９】
すなわち、本実施の形態による３レベル電力変換装置は、図４に示すように、前記図１における電力変換装置の直流電源装置１１およびインバータ回路部１２を複数台（図では２台）備えて、各電力変換装置から負荷１８である複巻線モータ（図では２巻線モータ）１９に交流電力を供給する構成とし、直流電源装置１１からインバータ回路部１２に直流電力を供給する直流母線、すなわち直流電源装置１１と直流電源装置とインバータ回路部１２との間を繋ぐ正極、負極、中性点の３本の直流母線Ｂ１，Ｂ２を、複数（図では２つ）に分離する構成としている。
【００５０】
次に、以上のように構成した本実施の形態による３レベル電力変換装置においては、複数台の電力変換装置の直流電源装置１１およびインバータ回路部１２を使用して、負荷である２巻線モータ１９に交流電力を供給する場合に、直流電源装置１１からインバータ回路部１２へ直流電力を供給する直流母線Ｂ１，Ｂ２を２つに分離して構成していることにより、直流短絡故障時に溶断するヒューズの個数を減らすことが可能となり、よって装置復旧を容易に行なうことができ、経済的とすることができる。
【００５１】
すなわち、直流短絡故障が発生した場合、その直流母線Ｂ１，Ｂ２に接続されている直流ヒューズは全て溶断するため、多数の直流ヒューズ交換等の手間がかかり、経済的ではない。
【００５２】
この点、本実施の形態では、直流母線Ｂ１，Ｂ２を分離していることにより、直流短絡故障時に溶断する直流ヒューズの個数を減らすことが可能となり、よって装置故障復旧を容易に行なうことができ、経済的となる。
【００５３】
上述したように、本実施の形態による３レベル電力変換装置では、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることが可能であると共に、装置故障復旧を容易に行なうことができ、経済性を向上することが可能となる。
【００５４】
（第４の実施の形態）
図５は、本実施の形態による３レベル電力変換装置の構成例を示す回路図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００５５】
すなわち、本実施の形態による３レベル電力変換装置は、図５に示すように、前記図１における電力変換装置の直流電源装置１１およびインバータ回路部１２を複数台（図では２台）備えて、各電力変換装置から負荷１８である複巻線モータ（図では２巻線モータ）１９に交流電力を供給する構成とし、直流電源装置１１からインバータ回路部１２に直流電力を供給する直流母線、すなわち直流電源装置１１と直流電源装置とインバータ回路部１２との間を繋ぐ正極、負極、中性点の３本の直流母線Ｂ１，Ｂ２のうちの少なくとも２本（図では２本）の直流母線間に、直流母線ヒューズ２０を接続する構成する構成としている。
【００５６】
次に、以上のように構成した本実施の形態による３レベル電力変換装置においては、複数台の電力変換装置の直流電源装置１１およびインバータ回路部１２を使用して、負荷である２巻線モータ１９に交流電力を供給する場合に、直流電源装置１１からインバータ回路部１２へ直流電力を供給する直流母線Ｂ１，Ｂ２間に直流母線ヒューズ２０を接続して構成していることにより、直流母線Ｂ１，Ｂ２同士の接合部に直流母線ヒューズ２０を接続して、直流短絡故障時に溶断するヒューズの個数を減らすことが可能となり、よって装置故障復旧を容易に行なうことができ、経済的とすることができる。
【００５７】
すなわち、直流短絡故障が発生した場合、その直流母線Ｂ１，Ｂ２に接続されている直流ヒューズは全て溶断するため、多数の直流ヒューズ交換等の手間がかかり、経済的ではない。
【００５８】
この点、本実施の形態では、直流母線Ｂ１，Ｂ２同士の接合部に直流母線ヒューズ２０を接続していることにより、直流短絡故障時に溶断する直流ヒューズの個数を減らすことが可能となり、よって装置故障復旧を容易に行なうことができ、経済的となる。
【００５９】
上述したように、本実施の形態による３レベル電力変換装置では、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることが可能であると共に、装置故障復旧を容易に行なうことができ、経済性を向上することが可能となる。
【００６０】
（第５の実施の形態）
図６は、本実施の形態による３レベル電力変換装置の構成例を示す回路図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６１】
すなわち、本実施の形態による３レベル電力変換装置は、図６に示すように、前記図１におけるインバータ回路部１２のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の平滑コンデンサ３ａ，３ｂに直列に設けていた直流ヒューズ１３ａ，１３ｂを省略し、これらに代えて新たに、平滑コンデンサ３ａ，３ｂに対して、電流検知器２１ａ，２１ｂおよび補助コンデンサ２２ａ，２２ｂの直列回路を並列に接続して、新たなインバータ回路部２５を構成し、さらに検知手段２３を備えた構成としている。
【００６２】
電流検知器２１ａ，２１ｂは、補助コンデンサ２２ａ，２２ｂを流れる電流を検知する。
【００６３】
検知手段２３は、電流検知器２１ａ，２１ｂにより検知された検知信号を検知する。
【００６４】
次に、以上のように構成した本実施の形態による３レベル電力変換装置においては、電力変換装置の正極Ｐと中性点Ｃとの間、もしくは中性点Ｃと負極Ｎとの間にて直流短絡故障が発生した場合に、補助コンデンサ２２ａ，２２ｂを流れる短絡電流を電流検知器２１ａ，２１ｂにて検知し、その検知信号を検知手段２３にて受信して、電力変換装置における直流短絡故障の発生を検知することが可能となり、よって短絡故障発生時の被害拡大を防止することができる。
【００６５】
図７は、検知手段２３の詳細な構成例を示すブロック図である。
【００６６】
すなわち、図７に示すように、検知手段２３においては、比較器２９を使って電流検知器２１ａ，２１ｂにて検知した電流値と、検出レベル設定器２８からの設定値とを比較し、電流値が設定値以上であれば、直流短絡発生とみなして検知信号３２を出力する。
【００６７】
すなわち、検出レベル設定器２８の設定値はあらかじめ設定しておき、この設定値以上の電流が電流検知器２１に流れていれば、直流短絡故障の発生を検知することが可能となる。
【００６８】
上述したように、本実施の形態による３レベル電力変換装置では、直流短絡故障の発生を検知することができ、短絡故障発生時の被害拡大を防止することが可能となる。
【００６９】
（第６の実施の形態）
図８は、本実施の形態による３レベル電力変換装置の構成例を示す回路図であり、図６と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００７０】
すなわち、本実施の形態による３レベル電力変換装置は、図８に示すように、前記図６における電力変換装置のインバータ回路部２５を複数台（図では２台）備えて、複数台のインバータ回路部２５を、共通の直流母線Ｂに接続する構成とし、さらに特定手段２４を備えた構成としている。
【００７１】
特定手段２４は、前記検知手段２３から送出される検知信号が到達する順序を判定することにより、直流短絡故障が発生したインバータ回路部２５を特定する。
【００７２】
次に、以上のように構成した本実施の形態による３レベル電力変換装置においては、電力変換装置の正極Ｐと中性点Ｃとの間、もしくは中性点Ｃと負極Ｎとの間にて直流短絡故障が発生した場合に、補助コンデンサ２２ａ，２２ｂを流れる短絡電流を電流検知器２１ａ，２１ｂにて検知し、その検知信号を検知手段２３にて受信して、その検知信号３２から最初に検知した検知信号を特定手段２４によって特定し、電力変換装置における直流短絡故障が発生した箇所を特定することが可能となり、よって短絡故障発生箇所を有効に検出して装置故障復旧を容易に行なうことができる。
【００７３】
すなわち、直流短絡故障がインバータ回路部２５のいずれかで発生した場合、その直流短絡電流が他のインバータ回路部２５へ到達するまでに、数マイクロ秒の時間差が存在する。
【００７４】
そこで、本実施の形態では、これを利用して、インバータ回路部２５の検知手段２３によって検知された直流短絡故障の検知信号３２を特定手段２４に伝え、この検知信号３２の中で一番先に特定手段２４に到達した信号を特定することにより、直流短絡故障が発生したインバータ回路部２５を特定することができる。
【００７５】
図９は、特定手段２４の詳細な構成例を示すブロック図である。
【００７６】
すなわち、図９に示すように、特定手段２４においては、検知信号３２が入力され、ブロック回路３３を通過して、ラッチ回路３４に到達する。
【００７７】
最初に、ラッチ回路３４に到達した検知信号３２は、特定信号３５を出力すると共に、フィードバックされて、他の全ての検知信号３２に対するブロック回路３４に入力され、他の全ての検知信号３２をブロックする。
【００７８】
これにより、最初に特定手段２４に入力された検知信号３２のみをラッチすることができ、直流短絡故障が発生したインバータ回路部２５を特定することが可能となる。
【００７９】
上述したように、本実施の形態による３レベル電力変換装置では、直流短絡故障が発生した箇所を特定することが可能となり、よって短絡故障発生箇所を有効に検出して、装置故障復旧を容易に行なうことが可能となる。
【００８０】
（第７の実施の形態）
図１０は、本実施の形態による３レベル電力変換装置の構成例を示す回路図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８１】
すなわち、本実施の形態による３レベル電力変換装置は、図１０に示すように、前記図１におけるインバータ回路部１２のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の平滑コンデンサ３ａ，３ｂに直列に設けていた直流ヒューズ１３ａ，１３ｂを省略し、これらに代えて新たに、インバータ回路部１２のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の平滑コンデンサ３ａ，３ｂに対して、電流検知器２１ａ，２１ｂおよび補助コンデンサ２２ａ，２２ｂの直列回路をそれぞれ並列に接続して、新たなインバータ回路部２６を構成し、さらに検知手段２３と、特定手段２４とを備えた構成としている。
【００８２】
電流検知器２１ａ，２１ｂは、インバータ回路部２６のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の補助コンデンサ２２ａ，２２ｂを流れる電流を検知する。
【００８３】
検知手段２３は、インバータ回路部２６のＵ相３レベルインバータ回路１５、Ｖ相３レベルインバータ回路１６、およびＷ相３レベルインバータ回路１７の電流検知器２１ａ，２１ｂにより検知された検知信号を検知する。
【００８４】
特定手段２４は、検知手段２３から送出される検知信号が到達する順序を判定することにより、直流短絡故障が発生した３レベルインバータ回路部を特定する。
【００８５】
次に、以上のように構成した本実施の形態による３レベル電力変換装置においては、電力変換装置の正極Ｐと中性点Ｃとの間、もしくは中性点Ｃと負極Ｎとの間にて直流短絡故障が発生した場合に、補助コンデンサ２２ａ，２２ｂを流れる短絡電流を電流検知器２１ａ，２１ｂで検出し、その信号を検知手段２３にて受信して、その検知信号３２から最初に検知した検知信号を特定手段２４によって特定し、直流短絡故障が発生した相を特定することが可能となり、よって短絡故障発生相を有効に検出して装置故障復旧を容易に行なうことができる。
【００８６】
すなわち、直流短絡故障が例えばＵ相３レベルインバータ回路１５で発生した場合、他のＶ相３レベルインバータ回路１６、Ｗ相３レベルインバータ回路１７へ直流短絡電流が到達するまでに、数マイクロ秒の時間差が存在する。
【００８７】
そこで、本実施の形態では、これを利用して、各相の平滑コンデンサ３ａ，３ｂに並列に接続された電流検知器２１ａ，２１ｂおよび補助コンデンサ２２ａ，２２ｂにて検出された直流短絡故障の検知信号３２を特定手段２４に伝え、この検知信号３２の中で一番先に特定手段２４に到達した信号を特定することにより、直流短絡故障が発生した相を特定することができる。
【００８８】
上述したように、本実施の形態による３レベル電力変換装置では、直流短絡故障が発生した相を特定することが可能となり、よって短絡故障発生相を有効に検出して、装置故障復旧を容易に行なうことが可能となる。
【００８９】
（その他の実施の形態）
尚、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することが可能である。
また、各実施の形態は可能な限り適宜組合わせて実施してもよく、その場合には組合わせた作用効果を得ることができる。
さらに、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより、種々の発明を抽出することができる。
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも一つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも一つ）が得られる場合には、この構成要件が削除された構成を発明として抽出することができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電力変換装置のサージ電圧低減による装置小型化、および直流短絡事故発生時のヒューズ溶断個数の削減、および直流短絡事故発生箇所の特定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による３レベル電力変換装置の第１の実施の形態を示す回路図。
【図２】従来技術における問題点を説明するための回路図。
【図３】同第１の実施の形態の３レベル電力変換装置における作用効果を説明するための回路図。
【図４】本発明による３レベル電力変換装置の第３の実施の形態を示す回路図。
【図５】本発明による３レベル電力変換装置の第４の実施の形態を示す回路図。
【図６】本発明による３レベル電力変換装置の第５の実施の形態を示す回路図。
【図７】同第５の実施の形態の３レベル電力変換装置における検知手段２３の詳細な構成例を示すブロック図。
【図８】本発明による３レベル電力変換装置の第６の実施の形態を示す回路図。
【図９】同第６の実施の形態の３レベル電力変換装置における特定手段２４の詳細な構成例を示すブロック図。
【図１０】本発明による３レベル電力変換装置の第７の実施の形態を示す回路図。
【図１１】従来の３レベル電力変換装置の構成例を示す回路図。
【符号の説明】
１…半導体スイッチング素子
２…イオード
３ａ，３ｂ…平滑コンデンサ
１１…直流電源装置
１２…インバータ回路部
１３ａ，１３ｂ…直流ヒューズ
１５…Ｕ相３レベルインバータ回路
１６…Ｖ相３レベルインバータ回路
１７…Ｗ相３レベルインバータ回路
１８…負荷
１９…２巻線モータ
２０…直流母線ヒューズ
２１…電流検知器
２２…補助コンデンサ
２３…検知手段
２４…特定手段
２５…インバータ回路部
２６…インバータ回路部
２７…アームヒューズ
２８…検出レベル設定器
２９…比較器
３０…半導体スイッチング素子
３1…配線インダクタンス
３２…検知信号
３３…ブロック回路
３４…ラッチ回路
３５…特定信号。
【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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