(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源及び交流負荷に接続され、前記電源から入力された入力電力を、前記入力電力と異なる交流の出力電力に変換し、前記出力電力を前記交流負荷に供給するインバータ回路であって、
複数台の変換器が直列に接続された変換器ユニットを含み、
前記複数台の変換器のそれぞれは、
一対の主端子と制御端子とを含む第１スイッチング素子と、
一対の主端子と制御端子とを含み、前記第１スイッチング素子に対して直列に接続された第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子に対して並列に接続された電荷蓄積素子と、
前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との間に接続された第１接続端子と、
前記第１スイッチング素子の前記第２スイッチング素子に接続された主端子と反対側の主端子に接続された第２接続端子と、
を含む
インバータ回路と、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン・オフを制御するための制御信号を前記複数台の変換器毎に生成し、前記制御信号を前記複数台の変換器のそれぞれに入力することにより、前記インバータ回路による電力の変換を制御する制御盤と、
を備え、
前記複数台の変換器のそれぞれは、入力された前記制御信号に基づいて、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン・オフを切り替えるとともに、前記制御信号の異常の検出を行い、前記制御信号の異常を検出した場合に、前記第１スイッチング素子をオン状態に切り替えて、前記第１接続端子と前記第２接続端子との間を導通状態にする制御部を、さらに含み、
前記制御盤は、前記複数台の変換器のそれぞれとの間で送受される信号を基に、前記制御信号の異常を検出した前記変換器の台数が所定数に達したか否かを判定し、前記所定数に達したと判定した場合に、前記インバータ回路の運転を停止させる電力変換装置。
【請求項２】
電源及び交流負荷に接続され、前記電源から入力された入力電力を、前記入力電力と異なる交流の出力電力に変換し、前記出力電力を前記交流負荷に供給するインバータ回路であって、
複数台の変換器が直列に接続された変換器ユニットを含み、
前記複数台の変換器のそれぞれは、
一対の主端子と制御端子とを含む第１スイッチング素子と、
一対の主端子と制御端子とを含み、前記第１スイッチング素子に対して直列に接続された第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子に対して並列に接続された電荷蓄積素子と、
前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との間に接続された第１接続端子と、
前記第１スイッチング素子の前記第２スイッチング素子に接続された主端子と反対側の主端子に接続された第２接続端子と、
を含む
インバータ回路と、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン・オフを制御するための制御信号を前記複数台の変換器毎に生成し、前記制御信号を前記複数台の変換器のそれぞれに入力することにより、前記インバータ回路による電力の変換を制御する制御盤と、
を備え、
前記複数台の変換器のそれぞれは、入力された前記制御信号に基づいて、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン・オフを切り替えるとともに、前記制御信号の異常の検出を行い、前記制御信号の異常を検出した場合に、前記第１スイッチング素子をオン状態に切り替えて、前記第１接続端子と前記第２接続端子との間を導通状態にする制御部を、さらに含み、
前記制御部は、前記電荷蓄積素子の電圧を検出し、前記電荷蓄積素子の電圧が所定値以上か否かを判定し、前記所定値以上である場合に、前記第１接続端子と前記第２接続端子との間を導通状態にし、
前記制御部は、前記第１接続端子と前記第２接続端子との間を前記導通状態にした後、前記電荷蓄積素子の電圧が正常値に復帰したか否かを判定し、復帰したと判定した場合に、前記導通状態を解除させる電力変換装置。
【請求項３】
電源及び交流負荷に接続され、前記電源から入力された入力電力を、前記入力電力と異なる交流の出力電力に変換し、前記出力電力を前記交流負荷に供給するインバータ回路であって、
複数台の変換器が直列に接続された変換器ユニットを含み、
前記複数台の変換器のそれぞれは、
一対の主端子と制御端子とを含む第１スイッチング素子と、
一対の主端子と制御端子とを含み、前記第１スイッチング素子に対して直列に接続された第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子に対して並列に接続された電荷蓄積素子と、
前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との間に接続された第１接続端子と、
前記第１スイッチング素子の前記第２スイッチング素子に接続された主端子と反対側の主端子に接続された第２接続端子と、
を含む
インバータ回路と、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン・オフを制御するための制御信号を前記複数台の変換器毎に生成し、前記制御信号を前記複数台の変換器のそれぞれに入力することにより、前記インバータ回路による電力の変換を制御する制御盤と、
を備え、
前記複数台の変換器のそれぞれは、入力された前記制御信号に基づいて、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン・オフを切り替えるとともに、前記制御信号の異常の検出を行い、前記制御信号の異常を検出した場合に、前記第１スイッチング素子をオン状態に切り替えて、前記第１接続端子と前記第２接続端子との間を導通状態にする制御部を、さらに含み、
前記制御部は、前記電荷蓄積素子の電圧が所定値以上になった場合に、前記電荷蓄積素子の電圧を前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のそれぞれの制御端子に選択的に入力し、前記第１スイッチング素子をオン状態に切り替えることにより、前記第１接続端子と前記第２接続端子との間を前記導通状態にする電力変換装置。
【請求項４】
前記電源に接続された一次巻線と、前記一次巻線と磁気結合した複数の二次巻線と、を含むトランスを、さらに備え、
前記入力電力は、交流電力であり、
前記複数台の変換器のそれぞれは、
前記電荷蓄積素子に対して並列に接続されるとともに、前記トランスの前記二次巻線に接続され、前記二次巻線から供給される交流電力を整流電力に変換し、前記整流電力を前記電荷蓄積素子に供給する整流回路と、
一対の主端子と制御端子とを含む第３スイッチング素子と、
一対の主端子と制御端子とを含み、前記第３スイッチング素子に対して直列に接続された第４スイッチング素子と、
を、さらに含み、
前記第３スイッチング素子及び前記第４スイッチング素子は、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子に対して並列に接続され、
前記第２接続端子は、前記第３スイッチング素子と前記第４スイッチング素子との間に接続され、前記第３スイッチング素子を介して前記第１スイッチング素子の前記第２スイッチング素子に接続された主端子と反対側の主端子に接続される請求項１〜３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記インバータ回路は、
前記電源に接続される一対の入力端子と、
前記入力端子の一方に接続された第１アーム部と、
前記第１アーム部と前記入力端子の他方との間に接続された第２アーム部と、
前記入力端子の前記一方に接続された第３アーム部と、
前記第３アーム部と前記入力端子の前記他方との間に接続された第４アーム部と、
前記第１アーム部、前記第２アーム部、前記第３アーム部及び前記第４アーム部のそれぞれに設けられた複数の前記変換器ユニットと、
を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数台の変換器を直列に接続した多段構成の電力変換装置がある。各変換器は、複数のスイッチング素子を含む。また、多段構成の電力変換装置は、各スイッチング素子に接続された制御盤を含む。制御盤は、各スイッチング素子に制御信号を入力し、各スイッチング素子のオン・オフを制御することにより、交流又は直流の入力電力を、入力電力と異なる交流電力に変換する。多段構成の電力変換装置では、直列に接続された変換器の数に応じて、出力電圧のレベルを変化させ、出力電力の高調波成分を抑制することができる。いわゆるマルチレベルの電力変換を実現できる。こうした電力変換装置において、安定した動作が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２７２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、安定した動作の電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、インバータ回路と、制御盤と、を備えた電力変換装置が提供される。前記インバータ回路は、電源及び交流負荷に接続され、前記電源から入力された入力電力を、前記入力電力と異なる交流の出力電力に変換し、前記出力電力を前記交流負荷に供給する。前記インバータ回路は、複数台の変換器が直列に接続された変換器ユニットを含む。前記複数台の変換器のそれぞれは、一対の主端子と制御端子とを含む第１スイッチング素子と、一対の主端子と制御端子とを含み、前記第１スイッチング素子に対して直列に接続された第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子に対して並列に接続された電荷蓄積素子と、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との間に接続された第１接続端子と、前記第１スイッチング素子の前記第２スイッチング素子に接続された主端子と反対側の主端子に接続された第２接続端子と、を含む。前記制御盤は、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン・オフを制御するための制御信号を前記複数台の変換器毎に生成し、前記制御信号を前記複数台の変換器のそれぞれに入力することにより、前記インバータ回路による電力の変換を制御する。前記複数台の変換器のそれぞれは、入力された前記制御信号に基づいて、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のオン・オフを切り替えるとともに、前記制御信号の異常の検出を行い、前記制御信号の異常を検出した場合に、前記第１スイッチング素子をオン状態に切り替えて、前記第１接続端子と前記第２接続端子との間を導通状態にする制御部を、さらに含む。前記制御盤は、前記複数台の変換器のそれぞれとの間で送受される信号を基に、前記制御信号の異常を検出した前記変換器の台数が所定数に達したか否かを判定し、前記所定数に達したと判定した場合に、前記インバータ回路の運転を停止させる。
【発明の効果】
【０００６】
安定した動作の電力変換装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る電力変換装置の動作を模式的に表すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態に係る電力変換装置の別の動作を模式的に表すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る別の変換器を模式的に表すブロック図である。
【図６】第２の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
【図７】第２の実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。
【図８】第２の実施形態に係る別の変換器を模式的に表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。  
図１に表したように、電力変換装置１０は、インバータ回路１２と、制御盤１４と、を備える。
【００１０】
インバータ回路１２は、電源２及び交流負荷４に接続される。インバータ回路１２は、電源２から入力された入力電力を、入力電力と異なる交流の出力電力に変換し、出力電力を交流負荷４に供給する。この例において、入力電力は、三相交流電力である。インバータ回路１２は、例えば、三相交流の入力電力を実効値の異なる三相交流の出力電力に変換する。インバータ回路１２は、例えば、入力電力を交流負荷４に対応した実効値の出力電力に変換する。
【００１１】
入力電力及び出力電力は、例えば、単相交流や二相交流でもよい。また、インバータ回路１２は、例えば、三相交流の入力電力を単相交流や二相交流の出力電力に変換してもよい。
【００１２】
交流負荷４は、例えば、三相交流モータなどの電子機器である。この場合、インバータ回路１２は、出力電力を交流負荷４に供給することにより、交流負荷４を駆動する。交流負荷４は、例えば、電力を需要家の受電設備に供給する送電線などの電力系統でもよい。この場合、インバータ回路１２は、出力電力を電力系統に供給する、いわゆる逆潮流を行う。
【００１３】
この例において、電力変換装置１０は、トランス１６をさらに備える。インバータ回路１２は、トランス１６を介して電源２に接続される。トランス１６は、電源２に接続された一次巻線１６ａと、一次巻線１６ａと磁気結合した複数の二次巻線１６ｂと、を含む。インバータ回路１２は、各二次巻線１６ｂのそれぞれに接続されている。この例において、トランス１６は、三相トランスである。
【００１４】
なお、本願明細書において、「接続」には、直接接触して接続される場合の他に、他の導電性部材などを介して電気的に接続される場合も含むものとする。また、トランスなどを介して磁気的に結合している場合も、「接続」に含むものとする。
【００１５】
制御盤１４は、インバータ回路１２に接続されている。制御盤１４は、インバータ回路１２による電力の変換を制御する。制御盤１４は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサを含む。制御盤１４は、例えば、図示を省略したメモリから所定のプログラムを読み出し、そのプログラムを逐次処理することによって、インバータ回路１２の動作を制御する。プログラムを記憶したメモリは、制御盤１４内に設けてもよいし、制御盤１４と別に設け、制御盤１４に接続してもよい。
【００１６】
インバータ回路１２は、複数台の変換器２２が直列に接続された変換器ユニット２０を含む。変換器ユニット２０は、出力電力の相に対応して設けられる。従って、この例では、三相交流の各相に対応した３つの変換器ユニット２０が、インバータ回路１２に設けられる。例えば、出力電力が単相交流である場合には、変換器ユニット２０の数は、１つでよい。
【００１７】
この例では、各変換器ユニット２０の一端が、それぞれ互いに接続され、各変換器ユニット２０の他端が、交流負荷４に接続されている。すなわち、この例では、各変換器ユニット２０が、Ｙ結線されている。各変換器ユニット２０の接続は、例えば、デルタ結線でもよい。すなわち、各変換器ユニット２０の両端に交流負荷４を接続してもよい。例えば、２組の変換器ユニット２０をＶ結線してもよい。インバータ回路１２では、変換器ユニット２０の少なくとも一方の端部が、交流出力点となる。インバータ回路１２では、変換器ユニット２０から交流負荷４に出力電力を供給する。
【００１８】
この例では、各変換器ユニット２０のそれぞれが、直列に接続された３台の変換器２２を含んでいる。各変換器ユニット２０に設けられる変換器２２の台数は、３台以上でもよい。例えば、高圧用のインバータ回路１２では、各変換器ユニット２０のそれぞれにおいて、１００台〜１２０台程度の変換器２２が、直列に接続される。各変換器ユニット２０に設けられる変換器２２の台数は、実質的に同じである。例えば、多数の各変換器２２が接続される場合には、インバータ回路１２の動作に影響のない範囲において、各変換器ユニット２０に設けられる変換器２２の台数が異なってもよい。例えば、１つの変換器ユニット２０に１００台の変換器２２を設けた場合、別の変換器ユニット２０に設ける変換器２２の台数は、１〜２台異なってもよい。
【００１９】
各変換器２２のそれぞれは、トランス１６の各二次巻線１６ｂのそれぞれに接続される。これにより、電源２の入力電力が、トランス１６を介して各変換器２２に供給される。例えば、電源２の入力電力をトランス１６で変圧した電力が、各変換器２２に供給される。この例では、三相交流電力が、各変換器２２に供給される。各二次巻線１６ｂの数は、各変換器２２の台数と実質的に同じである。従って、この例では、９つの二次巻線１６ｂが、トランス１６に設けられている。トランス１６に設けられる二次巻線１６ｂの数は、インバータ回路１２に設けられる変換器２２の台数以上であればよい。
【００２０】
図２は、第１の実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。  
図２に表したように、変換器２２は、第１接続端子２２ａと、第２接続端子２２ｂと、第１スイッチング素子３１と、第２スイッチング素子３２と、第３スイッチング素子３３と、第４スイッチング素子３４と、電荷蓄積素子３５と、抵抗素子３６と、整流回路３８と、制御部４０と、を含む。
【００２１】
各スイッチング素子３１〜３４のそれぞれは、一対の主端子と、制御端子と、を含む。制御端子は、一対の主端子間に流れる電流を制御する。各スイッチング素子３１〜３４には、例えば、ＩＧＢＴなどの自己消弧素子が用いられる。一対の主端子は、例えば、エミッタ及びコレクタであり、制御端子は、例えば、ゲートである。また、各スイッチング素子３１〜３４には、ノーマリオフ型の素子が用いられる。
【００２２】
第２スイッチング素子３２の一対の主端子（電流経路）は、第１スイッチング素子３１の一対の主端子に対して直列に接続されている。第４スイッチング素子３４の一対の主端子は、第３スイッチング素子３３の一対の主端子に対して直列に接続されている。また、第３スイッチング素子３３及び第４スイッチング素子３４は、第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２に対して並列に接続されている。
【００２３】
第１接続端子２２ａは、第１スイッチング素子３１と第２スイッチング素子３２との間に接続されている。第２接続端子２２ｂは、第３スイッチング素子３３と第４スイッチング素子３４との間に接続されている。この例において、第２接続端子２２ｂは、第３スイッチング素子３３を介して第１スイッチング素子３１の第２スイッチング素子３２に接続された主端子と反対側の主端子に接続される。
【００２４】
変換器２２では、各接続端子２２ａ、２２ｂが、交流出力点となる。すなわち、この例において、変換器２２は、各スイッチング素子３１〜３４によってフルブリッジ回路を構成している。第１スイッチング素子３１及び第３スイッチング素子３３は、いわゆるローサイドスイッチであり、第２スイッチング素子３２及び第４スイッチング素子３４は、いわゆるハイサイドスイッチである。
【００２５】
変換器ユニット２０に含まれる各変換器２２は、各接続端子２２ａ、２２ｂを介して互いに直列に接続される。すなわち、１つの変換器２２の第１接続端子２２ａは、別の１つの変換器２２の第２接続端子２２ｂに接続される。
【００２６】
また、第１スイッチング素子３１には、一対の主端子に対して逆並列にダイオード５１が接続されている。ダイオード５１の順方向は、第１スイッチング素子３１の一対の主端子間に流れる電流の向きに対して逆向きである。同様に、第２スイッチング素子３２には、一対の主端子に対して逆並列にダイオード５２が接続されている。第３スイッチング素子３３には、一対の主端子に対して逆並列にダイオード５３が接続されている。第４スイッチング素子３４には、一対の主端子に対して逆並列にダイオード５４が接続されている。各ダイオード５１〜５４は、いわゆる還流ダイオードである。
【００２７】
電荷蓄積素子３５は、第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２に対して並列に接続されるとともに、第３スイッチング素子３３及び第４スイッチング素子３４に対して並列に接続される。この例では、変換器２２が、直列に接続された２つの電荷蓄積素子３５を含み、各電荷蓄積素子３５が、各スイッチング素子３１〜３４に並列に接続されている。電荷蓄積素子３５には、例えば、コンデンサや蓄電池などが用いられる。電荷蓄積素子３５は、電荷を蓄積可能な任意の素子でよい。各スイッチング素子３１〜３４に並列に接続される電荷蓄積素子３５の数は、１つでもよいし、３つ以上でもよい。
【００２８】
抵抗素子３６は、電荷蓄積素子３５に並列に接続されている。この例では、変換器２２が、直列に接続された２つの抵抗素子３６を含み、各抵抗素子３６が、各電荷蓄積素子３５に並列に接続されている。各抵抗素子３６の接続点は、各電荷蓄積素子３５の接続点に接続されている。各抵抗素子３６は、例えば、各電荷蓄積素子３５の電圧を調整する。各抵抗素子３６は、いわゆるバランス抵抗である。
【００２９】
整流回路３８は、各電荷蓄積素子３５及び各抵抗素子３６に対して並列に接続されている。また、整流回路３８は、トランス１６の二次巻線１６ｂに接続されている。この例において、整流回路３８は、三相ブリッジ回路である。整流回路３８は、二次巻線１６ｂから供給される三相交流電力を整流電力（例えば脈流電力）に変換する。
【００３０】
各電荷蓄積素子３５は、整流回路３８から出力された整流電力を平滑化することにより、整流電力を直流電力に変換する。すなわち、各電荷蓄積素子３５は、いわゆる平滑コンデンサである。ここで、各電荷蓄積素子３５から出力される直流電力の電圧を、電圧Ｖｃとする。
【００３１】
変換器２２では、第２スイッチング素子３２及び第３スイッチング素子３３をオン状態にし、第１スイッチング素子３１及び第４スイッチング素子３４をオフ状態にした場合に、各接続端子２２ａ、２２ｂ間に＋Ｖｃが出力される。
【００３２】
第１スイッチング素子３１及び第４スイッチング素子３４をオン状態にし、第２スイッチング素子３２及び第３スイッチング素子３３をオフ状態にした場合に、各接続端子２２ａ、２２ｂ間に−Ｖｃが出力される。
【００３３】
そして、第１スイッチング素子３１及び第３スイッチング素子３３をオン状態にし、第２スイッチング素子３２及び第４スイッチング素子３４をオフ状態にした場合、または、第２スイッチング素子３２及び第４スイッチング素子３４をオン状態にし、第１スイッチング素子３１及び第３スイッチング素子３３をオフ状態にした場合に、各接続端子２２ａ、２２ｂ間に０Ｖが出力される。
【００３４】
このように、変換器２２では、オン・オフする各スイッチング素子３１〜３４の組み合わせによって、＋Ｖｃ、０、−Ｖｃの３レベルの電力を出力することができる。変換器２２は、例えば、パワーセルと呼ばれる場合もある。
【００３５】
インバータ回路１２では、各変換器ユニット２０の出力電圧が、各変換器２２の出力電圧を加算した電圧となる。すなわち、各変換器ユニット２０の出力電圧は、＋３Ｖｃ、＋２Ｖｃ、＋Ｖｃ、０、−Ｖｃ、−２Ｖｃ、及び、−３Ｖｃの７レベルに変化する。電力変換装置１０は、いわゆるＭＶ（Medium Voltage）型の電力変換装置である。
【００３６】
制御部４０は、駆動回路４１と、伝送回路４２と、保護回路４３と、信号生成回路４４と、を含む。伝送回路４２は、信号線２３を介して制御盤１４に接続されている。また、伝送回路４２は、駆動回路４１及び信号生成回路４４に接続されている。伝送回路４２は、変換器２２と制御盤１４との間の信号の送受を制御する。制御盤１４は、各スイッチング素子３１〜３４のオン・オフを制御するための制御信号を信号線２３を介して伝送回路４２に送信する。伝送回路４２は、受信した制御信号を駆動回路４１に入力する。
【００３７】
駆動回路４１は、入力された制御信号に基づいて、各スイッチング素子３１〜３４のオン・オフを切り替える。これにより、制御盤１４からの制御信号に応じて、各スイッチング素子３１〜３４のオン・オフが制御される。制御盤１４は、各変換器２２毎に制御信号を生成し、各変換器２２のそれぞれの各スイッチング素子３１〜３４のオン・オフを制御することにより、インバータ回路１２による電力の変換を制御する。
【００３８】
また、伝送回路４２は、信号線２３の断線などにともなう制御信号の異常を検出する。例えば、制御信号の入力の異常を検出する。換言すれば、伝送回路４２は、信号線２３の異常を検出する。伝送回路４２は、例えば、所定の信号を制御盤１４に送信し、制御盤１４からの応答が無い場合に、制御信号に異常が発生していると判断する。すなわち、制御盤１４から適切な制御信号が入力されていないと判断する。伝送回路４２は、制御信号の異常を検出すると、制御信号の異常を示す検出信号を信号生成回路４４に入力する。伝送回路４２は、例えば、制御盤１４から制御信号が入力されていない状態において、定期的に制御信号の異常の検出を行う。なお、制御信号の異常の検出方法は、上記に限ることなく、任意の方法でよい。
【００３９】
保護回路４３は、各電荷蓄積素子３５の電圧を検出する。保護回路４３は、例えば、各抵抗素子３６の両端の電圧から各電荷蓄積素子３５の電圧を検出する。保護回路４３は、各電荷蓄積素子３５の電圧の検出値を基に、各電荷蓄積素子３５の電圧が所定値以上か否かを判定する。すなわち、保護回路４３は、各電荷蓄積素子３５の過電圧を検出する。
【００４０】
保護回路４３は、信号線２４を介して制御盤１４に接続されている。また、保護回路４３は、信号生成回路４４に接続されている。保護回路４３は、各電荷蓄積素子３５の電圧が所定値以上であると判定すると、各電荷蓄積素子３５の電圧の異常の検出を示す検出信号を制御盤１４及び信号生成回路４４に入力する。すなわち、保護回路４３は、各電荷蓄積素子３５の過電圧の検出を示す検出信号を制御盤１４及び信号生成回路４４に入力する。保護回路４３は、異常を検出した後、例えば、所定の解除操作が実行されるまで、検出信号の出力を継続する。解除操作とは、例えば、電力変換装置１０の電源がオン・オフ（再起動）や、解除信号の入力などである。解除信号は、例えば、信号線２３などの異常が復帰した後、制御盤１４から入力される。解除信号は、例えば、変換器２２に設けられた解除ボタンなどの操作部から入力してもよい。
【００４１】
信号生成回路４４は、駆動回路４１に接続されている。信号生成回路４４は、伝送回路４２から検出信号が入力されるとともに、保護回路４３から検出信号が入力された際に、異常検出時の動作の実行を指示する指令信号を生成し、その指令信号を駆動回路４１に入力する。すなわち、信号生成回路４４は、制御信号の異常が伝送回路４２で検出され、各電荷蓄積素子３５の電圧の異常が保護回路４３で検出された際に、指令信号を駆動回路４１に入力する。
【００４２】
駆動回路４１は、指令信号を受けると、各スイッチング素子３１〜３４のオン・オフにより、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にする。このように、制御部４０は、制御信号の異常の検出を行い、制御信号の異常を検出した場合に、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にする。
【００４３】
駆動回路４１は、例えば、ローサイド側の第１スイッチング素子３１及び第３スイッチング素子３３をオン状態にし、ハイサイド側の第２スイッチング素子３２及び第４スイッチング素子３４をオフ状態にすることにより、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にする。駆動回路４１は、例えば、ハイサイド側の第２スイッチング素子３２及び第４スイッチング素子３４をオン状態にし、ローサイド側の第１スイッチング素子３１及び第３スイッチング素子３３をオフ状態にすることにより、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にしてもよい。
【００４４】
ここで、「導通状態」とは、各スイッチング素子３１〜３４を選択的にオン状態にして、各接続端子２２ａ、２２ｂ間に電流が流れるようにした状態である。換言すれば、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を短絡させた状態である。一方、「非導通状態」とは、各スイッチング素子３１〜３４をオフ状態にして、各接続端子２２ａ、２２ｂ間に実質的に電流が流れないようにした状態である。「非導通状態」は、例えば、変換器２２の動作に影響を及ぼさない範囲の微弱な電流が各接続端子２２ａ、２２ｂ間に流れる状態でもよい。
【００４５】
指令信号は、各スイッチング素子３１〜３４の制御端子に入力する制御信号（ゲート信号）そのものでもよいし、駆動回路４１に各スイッチング素子３１〜３４の制御を指示する信号でもよい。
【００４６】
制御盤１４は、検出信号を受信した場合に、その変換器２２の制御信号に異常が生じていると判断する。そして、制御盤１４は、各変換器２２からの検出信号を基に、制御信号の異常を検出した変換器２２の台数が所定数に達したか否かを判定する。この例では、各電荷蓄積素子３５の電圧の異常の検出を示す検出信号を制御盤１４に入力している。これに限ることなく、制御盤１４に入力する検出信号は、例えば、伝送回路４２で検出された制御信号の異常を示す検出信号でもよい。すなわち、制御盤１４に入力する検出信号は、制御信号の異常を制御盤１４側で認識可能な任意の信号でよい。例えば、制御盤１４から所定の信号を伝送回路４２に送り、伝送回路４２からの応答が無い場合に、制御信号に異常が発生していると判断してもよい。このように、制御信号に異常が生じているか否かを制御盤１４で判定する信号は、制御盤１４と複数台の変換器２２のそれぞれとの間で送受され、この判定が可能な任意の信号でよい。「変換器２２からの信号を基に」には、変換器２２から制御盤１４に入力されるべき信号が制御盤１４に入力されなかった場合も含むものとする。
【００４７】
制御盤１４は、例えば、各変換器ユニット２０毎に、制御信号の異常を検出した変換器２２の台数が所定数に達したか否かを判定する。例えば、変換器ユニットに含まれる変換器２２の台数に対して、異常の検出された変換器２２の台数が所定数に達したか否かを判定する。制御盤１４は、所定数に達したと判定した場合、インバータ回路１２の運転を停止させる。制御盤１４は、例えば、各変換器２２への制御信号の入力を停止し、各スイッチング素子３１〜３４をオフ状態にすることにより、インバータ回路１２の運転を停止させる。すなわち、インバータ回路１２からの電力の出力を停止させる。制御盤１４は、例えば、変換器ユニット２０に１２０台の変換器２２が直列に接続されている場合、６台程度の変換器２２の異常が検出された際に、所定数に達したと判定してインバータ回路１２の運転を停止させる。
【００４８】
制御盤１４は、例えば、インバータ回路１２に含まれる変換器２２の総数を基に、所定数に達したか否かを判定してもよい。すなわち、各変換器２２の総数に対して、異常の検出された変換器２２の数が所定数に達したか否かを判定してもよい。例えば、変換器ユニット２０毎の判定と、総数に対する判定との双方を行ってもよい。
【００４９】
図３は、第１の実施形態に係る電力変換装置の動作を模式的に表すフローチャートである。  
次に、図３に表すフローチャートを基に、電力変換装置１０の動作について説明する。  電力変換装置１０の制御盤１４は、動作を開始すると、各変換器２２毎に制御信号を生成し、制御信号を各変換器２２に送信する。制御信号は、信号線２３及び伝送回路４２を介して駆動回路４１に入力される。駆動回路４１は、入力された制御信号に基づいて各スイッチング素子３１〜３４のオン・オフを制御する。これにより、電源２の入力電力が、交流負荷４に応じた交流の出力電力に変換され、出力電力が、交流負荷４に供給される。
【００５０】
各変換器２２の伝送回路４２は、動作を開始した後、制御信号の入力が無い場合に、制御信号の異常の検出を行う（図３のステップＳ１）。伝送回路４２は、制御信号の異常を検出すると、検出信号を信号生成回路４４に入力する。
【００５１】
また、各変換器２２の保護回路４３は、動作を開始した後、各電荷蓄積素子３５の電圧が所定値以上か否かの判定を行う（図３のステップＳ２）。保護回路４３は、各電荷蓄積素子３５の電圧の異常を検出すると、検出信号を信号生成回路４４及び制御盤１４に入力する。
【００５２】
信号生成回路４４は、伝送回路４２から検出信号が入力されるとともに、保護回路４３から検出信号が入力されると、指令信号を生成し、指令信号を駆動回路４１に入力する。駆動回路４１は、指令信号の入力に応じて、前述のように各スイッチング素子３１〜３４のオン・オフを切り替え、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にする（図３のステップＳ３）。
【００５３】
制御盤１４は、各変換器２２からの検出信号を基に、制御信号の異常を検出した変換器２２の台数が所定数に達したか否かを判定する（図３のステップＳ４）。制御盤１４は、所定数未満であると判定した場合、各変換器２２への制御信号の送信を継続する。すなわち、制御盤１４は、所定数未満と判定した場合、インバータ回路１２の運転を継続させる。
【００５４】
一方、制御盤１４は、所定数に達したと判定した場合、各変換器２２への制御信号の送信を停止し、インバータ回路１２の運転を停止させる（図３のステップＳ５）。
【００５５】
前述のように、各スイッチング素子３１〜３４は、ノーマリオフ型である。このため、例えば、信号線２３などに異常が生じ、制御信号が伝送回路４２に適切に入力されなくなると、各スイッチング素子３１〜３４がオフ状態になり、各接続端子２２ａ、２２ｂ間が非導通状態になってしまう。従って、変換器ユニット２０に含まれる各変換器２２のいずれかにおいて、各接続端子２２ａ、２２ｂ間が非導通状態になると、変換器ユニット２０自体に電流が流れなくなってしまう。
【００５６】
また、変換器ユニット２０に含まれる各変換器２２のいずれかに異常が生じ、残りの各変換器２２が正常に動作している場合、異常が生じた変換器２２の各電荷蓄積素子３５に過電圧が生じてしまう。例えば、各ダイオード５１〜５４を介して各電荷蓄積素子３５に電流が流れることにより、各電荷蓄積素子３５に過電圧が生じてしまう。
【００５７】
このため、電力変換装置では、各変換器に含まれる電荷蓄積素子の過電圧の検出を行い、過電圧の検出に応じてインバータ回路の運転を停止させることが行われている。しかしながら、多数の変換器が直列に接続された電力変換装置において、各変換器のいずれか１つの異常に応じて逐一インバータ回路の運転を停止させると、例えば、電力変換装置のメンテナンスに手間がかかってしまう。例えば、変換効率が低下してしまう。
【００５８】
これに対して、本実施形態に係る電力変換装置１０では、各変換器２２の制御部４０が、制御信号の異常を検出した状態で各電荷蓄積素子３５の電圧の異常を検出した際に、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にする。これにより、制御信号に異常が生じた場合にも、変換器ユニット２０に電流を流すことができる。換言すれば、異常の発生した変換器２２をバイパスすることができる。
【００５９】
従って、電力変換装置１０では、各変換器２２のいずれかで制御信号の異常が生じた場合にも、インバータ回路１２の運転を継続させることができる。例えば、メンテナンスの手間を抑制することができる。例えば、変換効率の低下を抑制することができる。本実施形態に係る電力変換装置１０では、安定した動作を得ることができる。
【００６０】
また、電力変換装置１０では、制御盤１４が、異常の検出された変換器２２の台数が所定数に達したか否かを判定し、所定数に達した場合に、インバータ回路１２の運転を停止させる。これにより、例えば、正常に動作する残りの各変換器２２に過度な負荷がかかることを抑制することができる。電力変換装置１０の動作をより安定させることができる。
【００６１】
制御盤１４は、所定数未満であると判定してインバータ回路１２の運転を継続させる場合、例えば、正常に動作する変換器２２の台数の違いによって、各変換器ユニット２０の出力電圧に偏りが生じないようにする。制御盤１４は、例えば、正常に動作する変換器２２の台数に応じて、各変換器ユニット２０毎に各変換器２２の出力電圧を調整する。
【００６２】
例えば、変換器２２に異常が生じた場合に、異常の生じた変換器２２と同じ変換器ユニット２０の残りの各変換器２２の出力電圧を高くする。例えば、異常の生じた変換器２２の出力電圧分を、残りの各変換器２２で等分する。すなわち、変換器２２に異常が生じた場合にも、変換器ユニット２０の出力電圧を正常時と実質的に同じにする。これにより、例えば、異常の発生した変換器２２をバイパスした場合にも、適切な出力電力を得ることができる。制御盤１４の判定する変換器２２の台数の所定数は、例えば、変換器ユニット２０毎の出力電圧の調整が困難となる数に設定すればよい。
【００６３】
上記実施形態では、制御部４０が、制御信号の異常を検出した状態で各電荷蓄積素子３５の電圧の異常を検出した際に、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にしている。これに限ることなく、例えば、伝送回路４２で制御信号の異常が検出されたことに応答して、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にしてもよい。
【００６４】
さらには、制御信号の異常を検出することなく、各電荷蓄積素子３５の電圧の異常を検出した際に、制御信号に異常が生じていると判断して、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にしてもよい。
【００６５】
上記実施形態では、信号線２４を介して保護回路４３を制御盤１４に接続している。これに限ることなく、例えば、保護回路４３を伝送回路４２に接続し、伝送回路４２及び信号線２３を介して保護回路４３からの検出信号を制御盤１４に入力してもよい。この場合、制御盤１４は、例えば、所定の信号を伝送回路４２に送り、伝送回路４２からの応答が無い時に、変換器２２に異常が生じていると判定してもよい。制御盤１４における異常の生じている変換器２２の判定方法は、任意の方法でよい。
【００６６】
図４は、第１の実施形態に係る電力変換装置の別の動作を模式的に表すフローチャートである。  
図４に表したように、この例では、所定数未満であると制御盤１４が判定してインバータ回路１２の運転を継続させる場合に、制御信号の異常が発生した変換器２２の制御部４０の保護回路４３が、各電荷蓄積素子３５の電圧が正常値に復帰したか否かを判定する。保護回路４３は、復帰していないと判定した場合、検出信号の出力を継続し、各接続端子２２ａ、２２ｂ間の導通状態を維持する。一方、保護回路４３は、復帰したと判定した場合、検出信号の出力を停止し、各接続端子２２ａ、２２ｂ間の導通状態を解除させる。
【００６７】
各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にした場合、各接続端子２２ａ、２２ｂ側から各電荷蓄積素子３５に流入する電流が実質的に無くなる。このため、各電荷蓄積素子３５に蓄積された電荷は、各抵抗素子３６などに放電される。従って、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にした場合、各電荷蓄積素子３５の電圧は、時間の経過とともに低下する。
【００６８】
この例では、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にした後、各電荷蓄積素子３５の電圧が正常値に復帰した際に、各接続端子２２ａ、２２ｂ間の導通状態を解除する。制御信号の異常が継続している場合には、各接続端子２２ａ、２２ｂ間の導通状態を解除した後、各電荷蓄積素子３５の電圧が再び所定値以上になり、各接続端子２２ａ、２２ｂ間が導通状態になる。一方、制御信号の異常が解消されている場合には、各接続端子２２ａ、２２ｂ間の導通状態を解除することにより、変換器２２を正常な動作に復帰させることができる。これにより、例えば、電力変換装置１０の動作をより安定させることができる。
【００６９】
なお、導通状態にした後の判定に用いられる正常値は、異常判定時の所定値と同じでもよいし、所定値と異なってもよい。例えば、正常値は、異常判定時の所定値よりも低く設定する。これにより、例えば、導通状態を解除した後に、各電荷蓄積素子３５の電圧がすぐに所定値以上になってしまうことを抑制することができる。
【００７０】
図５は、第１の実施形態に係る別の変換器を模式的に表すブロック図である。  
図５は、上記実施形態の変換器２２に置き換えて用いられる別の変換器６０を模式的に表す。なお、上記実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７１】
図５に表したように、変換器６０の制御部４０は、スイッチング素子６２と、電圧検出回路６４と、過電圧検出回路６６と、を含む。また、変換器６０では、保護回路４３及び信号生成回路４４が省略されている。
【００７２】
過電圧検出回路６６は、各電荷蓄積素子３５に対して並列に接続されている。過電圧検出回路６６は、例えば、ツェナーダイオードを含む。これにより、各電荷蓄積素子３５の電圧が、ツェナーダイオードの降伏電圧を超えた時に、過電圧検出回路６６に電流が流れる。換言すれば、過電圧検出回路６６は、各電荷蓄積素子３５の電圧が所定値以上か否かを判定する。
【００７３】
スイッチング素子６２は、一対の主端子を含む。スイッチング素子６２の一方の主端子は、過電圧検出回路６６に接続されている。スイッチング素子６２の一方の主端子は、例えば、過電圧検出回路６６のツェナーダイオードのアノードに接続される。すなわち、スイッチング素子６２の一方の主端子は、過電圧検出回路６６を介して各電荷蓄積素子３５に接続される。スイッチング素子６２の一方の主端子は、各電荷蓄積素子３５の陽極に接続される。
【００７４】
スイッチング素子６２の他方の主端子は、第１スイッチング素子３１の制御端子、及び、第３スイッチング素子３３の制御端子に接続されている。スイッチング素子６２の他方の主端子は、第２スイッチング素子３２の制御端子、及び、第４スイッチング素子３４の制御端子に接続してもよい。すなわち、スイッチング素子６２の他方の主端子は、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にする各スイッチング素子３１〜３４のセットに接続される。スイッチング素子６２には、例えば、ノーマリオン型の素子が用いられる。
【００７５】
電圧検出回路６４は、例えば、各接続端子２２ａ、２２ｂ間の電圧を検出し、各接続端子２２ａ、２２ｂ間の電圧に応じてスイッチング素子６２のオン・オフを制御する。電圧検出回路６４は、例えば、各接続端子２２ａ、２２ｂ間の電圧が所定値未満の時に、スイッチング素子６２をオン状態にし、各接続端子２２ａ、２２ｂ間の電圧が所定値以上の時に、スイッチング素子６２をオフ状態にする。
【００７６】
スイッチング素子６２及び電圧検出回路６４には、例えば、機械式のリレーが用いられる。スイッチング素子６２は、例えば、機械式リレーのｂ接点である。電圧検出回路６４は、例えば、機械式リレーのコイル部（電磁石）である。これにより、各スイッチング素子３１〜３４が正常に動作し、各接続端子２２ａ、２２ｂ間に所定の電圧が生じている場合には、電圧検出回路６４が接点を駆動し、スイッチング素子６２をオフ状態にする。一方、制御信号に異常が生じて各スイッチング素子３１〜３４がオフ状態になった場合、すなわち、各接続端子２２ａ、２２ｂ間が非導通状態になった場合には、電圧検出回路６４の磁力が弱まり、スイッチング素子６２がオン状態になる。
【００７７】
変換器６０では、制御信号に異常が生じ、各接続端子２２ａ、２２ｂ間が非導通状態になると、上記のように、スイッチング素子６２がオン状態になる。各接続端子２２ａ、２２ｂ間が非導通状態になり、各電荷蓄積素子３５の電圧が所定値以上になると、過電圧検出回路６６に電流が流れる。これにより、各電荷蓄積素子３５の電圧が、過電圧検出回路６６及びスイッチング素子６２を介して、第１スイッチング素子３１の制御端子、及び、第３スイッチング素子３３の制御端子に供給され、第１スイッチング素子３１及び第３スイッチング素子３３がオン状態になる。すなわち、各接続端子２２ａ、２２ｂ間が、導通状態になる。各電荷蓄積素子３５の電荷が放電され、所定値未満になると、各接続端子２２ａ、２２ｂ間の導通状態が解除される。
【００７８】
変換器６０の制御部４０は、各電荷蓄積素子３５の電圧が所定値以上になった場合に、制御信号に異常が生じていると判断する。すなわち、変換器６０の制御部４０は、各電荷蓄積素子３５の電圧によって、制御信号の異常検出を行う。そして、変換器６０の制御部４０は、各電荷蓄積素子３５の電圧が所定値以上になった場合に、各電荷蓄積素子３５の電圧を各スイッチング素子３１〜３４の制御端子に選択的に入力し、各スイッチング素子３１〜３４のオン・オフを切り替えることにより、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にする。
【００７９】
このように、各電荷蓄積素子３５の過電圧状態の検出のみで、各接続端子２２ａ、２２ｂ間を導通状態にしてもよい。この変換器６０を用いた場合にも、上記実施形態と同様に、安定した動作の電力変換装置１０を得ることができる。
【００８０】
（第２の実施形態）  
図６は、第２の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。  
図６に表したように、電力変換装置１００のインバータ回路１１２は、一対の入力端子８０ａ、８０ｂと、第１〜第６の６つのアーム部８１ａ〜８１ｆと、を含む。
【００８１】
一対の入力端子８０ａ、８０ｂは、電源２に接続される。この例において、電源２は、直流電源である。電源２から供給される入力電力は、直流電力である。入力端子８０ａは、電源２の陽極に接続され、入力端子８０ｂは、電源２の負極に接続される。電源２は、例えば、商用電源などから供給される交流電力を直流電力に変換する整流器である。電源２は、直流電力を供給可能な任意の電源でよい。
【００８２】
第１アーム部８１ａは、入力端子８０ａに接続される。第２アーム部８１ｂは、第１アーム部８１ａと入力端子８０ｂとの間に接続される。すなわち、第１アーム部８１ａ及び第２アーム部８１ｂは、電源２に対して直列に接続される。
【００８３】
第３アーム部８１ｃは、入力端子８０ａに接続される。第４アーム部８１ｄは、第３アーム部８１ｃと入力端子８０ｂとの間に接続される。すなわち、第３アーム部８１ｃ及び第４アーム部８１ｄは、第１アーム部８１ａ及び第２アーム部８１ｂに対して並列に接続される。
【００８４】
第５アーム部８１ｅは、入力端子８０ａに接続される。第６アーム部８１ｆは、第５アーム部８１ｅと入力端子８０ｂとの間に接続される。すなわち、第５アーム部８１ｅ及び第６アーム部８１ｆは、第１アーム部８１ａ及び第２アーム部８１ｂに対して並列に接続されるとともに、第３アーム部８１ｃ及び第４アーム部８１ｄに対して並列に接続される。
【００８５】
インバータ回路１１２では、第１アーム部８１ａ及び第２アーム部８１ｂによって第１レグＬＧ１が構成され、第３アーム部８１ｃ及び第４アーム部８１ｄによって第２レグＬＧ２が構成され、第５アーム部８１ｅ及び第６アーム部８１ｆによって第３レグＬＧ３が構成される。すなわち、この例において、インバータ回路１１２は、３レグ、６アームの三相インバータである。インバータ回路１１２は、例えば、２レグ、４アームの単相インバータでもよい。すなわち、インバータ回路１１２は、第１アーム部８１ａ〜第４アーム部８１ｄを少なくとも含んでいればよい。
【００８６】
各アーム部８１ａ〜８１ｆは、直列に接続された複数台の変換器８２を含む。すなわち、インバータ回路１１２では、各アーム部８１ａ〜８１ｆのそれぞれが、変換器ユニット２０を含む。この例において、電力変換装置１００は、いわゆるＭＭＣ（Modular Multilevel Converter）型の電力変換装置である。
【００８７】
インバータ回路１１２では、第１アーム部８１ａと第２アーム部８１ｂとの接続点、第３アーム部８１ｃと第４アーム部８１ｄとの接続点、及び、第５アーム部８１ｅと第６アーム部８１ｆとの接続点のそれぞれが、交流出力点となる。従って、インバータ回路１１２では、交流負荷４が、各アーム部８１ａ〜８１ｆの各接続点に接続される。
【００８８】
図７は、第２の実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。  
図７に表したように、変換器８２は、第１接続端子８２ａと、第２接続端子８２ｂと、第１スイッチング素子３１と、第２スイッチング素子３２と、電荷蓄積素子３５と、抵抗素子３６と、制御部４０と、を含む。
【００８９】
第２スイッチング素子３２の一対の主端子は、第１スイッチング素子３１の一対の主端子に対して直列に接続される。各電荷蓄積素子３５は、第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２に対して並列に接続される。第１接続端子８２ａは、第１スイッチング素子３１と第２スイッチング素子３２との間に接続される。第２接続端子８２ｂは、第１スイッチング素子３１の第２スイッチング素子３２に接続された主端子と反対側の主端子に接続される。
【００９０】
変換器８２では、整流回路３８が省略されている。変換器８２に対する電力の供給は、各接続端子８２ａ、８２ｂを介して行われる。この例において、変換器８２は、いわゆる双方向チョッパである。第１スイッチング素子３１は、いわゆるローサイドスイッチであり、第２スイッチング素子３２は、いわゆるハイサイドスイッチである。
【００９１】
変換器８２の駆動回路４１は、信号生成回路４４から指令信号を受けると、各スイッチング素子３１、３２のオン・オフにより、各接続端子８２ａ、８２ｂ間を導通状態にする。この例において、駆動回路４１は、第１スイッチング素子３１をオン状態にし、第２スイッチング素子３２をオフ状態にすることにより、各接続端子８２ａ、８２ｂ間を導通状態にする。
【００９２】
これにより、電力変換装置１００においても、異常の発生した変換器８２をバイパスすることができる。従って、電力変換装置１００においても、上記第１の実施形態の電力変換装置１０と同様に、各変換器８２のいずれかで制御信号の異常が生じた場合にも、インバータ回路１１２の運転を継続させることができる。本実施形態に係る電力変換装置１００においても、安定した動作を得ることができる。
【００９３】
図８は、第２の実施形態に係る別の変換器を模式的に表すブロック図である。  
図８に表したように、変換器８４は、第３スイッチング素子３３と、第４スイッチング素子３４と、をさらに含む。第４スイッチング素子３４の一対の主端子は、第３スイッチング素子３３の一対の主端子に対して直列に接続される。また、第３スイッチング素子３３及び第４スイッチング素子３４は、第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２に対して並列に接続される。各電荷蓄積素子３５は、第１スイッチング素子３１及び第２スイッチング素子３２に対して並列に接続されるとともに、第３スイッチング素子３３及び第４スイッチング素子３４に対して並列に接続される。
【００９４】
変換器８４の第１接続端子８４ａは、第１スイッチング素子３１と第２スイッチング素子３２との間に接続されている。第２接続端子８４ｂは、第３スイッチング素子３３と第４スイッチング素子３４との間に接続されている。この例において、第２接続端子８４ｂは、第３スイッチング素子３３を介して第１スイッチング素子３１の第２スイッチング素子３２に接続された主端子と反対側の主端子に接続される。すなわち、この例において、変換器８４は、フルブリッジ回路である。
【００９５】
変換器８４の駆動回路４１は、信号生成回路４４から指令信号を受けると、上記第１の実施形態と同様に、ローサイド側の第１スイッチング素子３１及び第３スイッチング素子３３をオン状態にし、ハイサイド側の第２スイッチング素子３２及び第４スイッチング素子３４をオフ状態にすることにより、各接続端子８４ａ、８４ｂ間を導通状態にする。または、ハイサイド側の第２スイッチング素子３２及び第４スイッチング素子３４をオン状態にし、ローサイド側の第１スイッチング素子３１及び第３スイッチング素子３３をオフ状態にすることにより、各接続端子８４ａ、８４ｂ間を導通状態にする。
【００９６】
これにより、変換器８４においても、異常の発生した変換器８４をバイパスすることができる。この変換器８４を用いた場合にも、上記実施形態と同様に、安定した動作の電力変換装置１０を得ることができる。このように、ＭＭＣ型の電力変換装置１００に用いられる変換器８４は、フルブリッジ回路でもよい。また、ＭＭＣ型の電力変換装置１００に用いられる変換器は、図５に表した変換器６０のように、各電荷蓄積素子３５の過電圧状態の検出のみで、各接続端子８４ａ、８４ｂ間を導通状態にする変換器でもよい。
【００９７】
上記各実施形態では、ＭＶ型の電力変換装置１０及びＭＭＣ型の電力変換装置１００を示している。電力変換装置は、これに限ることなく、複数台の変換器を直列に接続する他の電力変換装置でもよい。
【００９８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９９】
２…電源、４…交流負荷、１０、１００…電力変換装置、１２、１１２…インバータ回路、１４…制御盤、１６…トランス、２０…変換器ユニット、２２、６０、８２、８４…変換器、２３、２４…信号線、３１…第１スイッチング素子、３２…第２スイッチング素子、３３…第３スイッチング素子、３４…第４スイッチング素子、３５…電荷蓄積素子、３６…抵抗素子、３８…整流回路、４０…制御部、４１…駆動回路、４２…伝送回路、４３…保護回路、４４…信号生成回路、５１〜５４…ダイオード、６２…スイッチング素子、６４…電圧検出回路、６６…過電圧検出回路、８１ａ〜８１ｆ…アーム部
【図１】
0006288773.tif 000002
【図２】
0006288773.tif 000003
【図３】
0006288773.tif 000004
【図４】
0006288773.tif 000005
【図５】
0006288773.tif 000006
【図６】
0006288773.tif 000007
【図７】
0006288773.tif 000008
【図８】
0006288773.tif 000009