(57)【要約】【課題】従来の抵抗器短絡用スイッチ開放故障の検出方式に対して、検出用センサの使用数を減らし、かつ従来の方式では検出の精度が悪かった小電流においても、高精度で抵抗器短絡用スイッチの開放故障を検出する方法を提供する。【解決手段】充電抵抗器の電位差と入力電流のみを用いて、演算により充電抵抗器の抵抗値を計測し、計測した抵抗値と充電抵抗器の実抵抗値とを比較する。充電抵抗器短絡スイッチの投入指令があるにもかかわらず、このとき両抵抗値間の差が所定値以下の場合は、充電抵抗器短絡用スイッチの開放している状態であり、充電抵抗器短絡用スイッチの開放故障と判断するようにした。【選択図】図１
2005204427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からフィルタリアクトル、充電抵抗器と充電抵抗器短絡用スイッチを並列接続した投入回路、該投入回路の出力側に設けられたコンデンサを持つ電力変換装置において、該電力変換装置が始動し、所定時間経過以降の運転中において、該充電抵抗器の電位差と入力電流を用いて充電抵抗器の抵抗値を計測し、該計測した抵抗値と充電抵抗器の実抵抗値とを比較し、両抵抗値間の差が所定値以下の場合を該充電抵抗器短絡用スイッチの開放故障と判断するようにした投入回路の故障検出方法。
【請求項２】
該充電抵抗器の抵抗値の計測方法として、該電力変換装置の入力電圧と該コンデンサの端子電圧との間の電位差および入力電流を用いて計測するようにした請求項１記述の投入回路の故障検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投入回路を有する電力変換装置における故障検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２に従来の充電抵抗器短絡用スイッチの開放故障検出方法について示す。同図において１は直流電源、２はリアクトル、３は投入回路、４はコンデンサ、５は電力変換部及び負荷、６は抵抗器、７は抵抗器短絡用スイッチ、８、９は電流検出器、１０、１１、１２は電圧検出器、１３は制御部である。まず、コンデンサへの過大な電流を防ぐため、抵抗器短絡用スイッチは開放した状態で加圧し、抵抗器を経由してコンデンサに充電される。コンデンサが充電完了後、抵抗器短絡用スイッチを閉じることにより抵抗器を短絡させ電力変換部が動作開始し電力を出力する。
【０００３】
電力変換部動作中において、抵抗器短絡用スイッチが開放故障した場合、電力変換部へ供給される電流は、抵抗器を経由し流れるため、電流検出器（Ｉ２）に電流が流れることとなる。これを制御部で検出し、抵抗器短絡用スイッチが開放故障となったと判断していた。
【０００４】
前記状態において電流検出器（Ｉ２）を持っていない場合、抵抗器に電流が流れると電圧降下が発生する。このときの抵抗器の電位差（Ｖｒ−Ｖｃ）を検出し、これを制御部で検出し、一定量となった場合、抵抗器短絡用スイッチが開放故障となったと判断していた。また、電流検出器（Ｉ２）電圧検出器（Ｖ２）を持っていない場合は、電源電圧（Ｖｉｎ）とコンデンサ電圧（Ｖｃ）の電位差（Ｖｉｎ−Ｖｃ）が検出できる。これを制御部で検出し、一定量となった場合、抵抗器短絡用スイッチが開放故障となったと判断していた。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２０１００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力変換部動作中に抵抗器短絡用スイッチが開放故障した場合、電力変換部へ供給される電流は、抵抗器を経由し流れる。通常この抵抗器の容量は、コンデンサを充電させるだけの容量を持っていないため、連続して電流を流すことにより抵抗器を焼損させることがある。
【０００６】
そのため抵抗器短絡用スイッチが開放故障を検出することは重要である。従来の方式の抵抗器の電流を検出する場合は、電流検出器（Ｉ２）が必要であり部品点数の増加となる。抵抗器の電位差を検出する場合には電圧検出器（Ｖ２）が必要であり部品点数の増加となる。また、電位差を検出する方法では、電力変換部の負荷が小さい場合には、流れる電流が少ないため電位差が小さく一定量に達しないため、制御部で判断できない条件もあった。次に電源電圧（Ｖｉｎ）とコンデンサ電圧（Ｖｃ）を比較する方法も電力変換部の負荷が小さい場合には、同様な理由により、判断できないことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
図１に本発明の抵抗器短絡用スイッチ開放故障の検出方法を示す。同図において１は直流電源、２はリアクトル、３は投入回路、４はコンデンサ、５は電力変換部及び負荷、６は充電抵抗器、７は抵抗器短絡用スイッチ、８は電流検出器、１０、１１は電圧検出器、１３は制御部である。一連の回路動作は、従来と同じである。図１において、入力電流（Ｉｉｎ）と抵抗器の電位差（Ｖｒ−Ｖｃ）より、投入回路の抵抗値（Ｒｃｈ）を制御部で計算する。このようにして計測した抵抗値と別途判明している実抵抗値とを比較して、その差が所定値以下であれば充電抵抗短絡スイッチが開放している状態であり、スイッチの開放故障と判断する方法である。
【０００８】
請求項２において、電圧検出器（Ｖ２）がない場合は、入力電流（Ｉｉｎ）と電源電圧（Ｖｉｎ）とコンデンサの電位差（Ｖｉｎ−Ｖｃ）より、入力回路を含んだ投入回路の抵抗値（Ｒｉｎ）を計算しこの抵抗値と実抵抗値を比較してスイッチの開放故障と判断する方法である。また、過渡状態時にはリアクトルの電圧を計算し、補正することにより投入回路の抵抗値（Ｒｃｈ）を計算しこの抵抗値と実抵抗値を比較してスイッチの開放故障と判断する方法である。
【発明の効果】
【０００９】
通常このような電力変換システムでは、電源電圧（Ｖｉｎ）、入力電流（Ｉｉｎ）、コンデンサ電圧（Ｖｃ）を監視するセンサを使用しているため、本発明の故障検出方法は専用にセンサを追加する必要がなく、従来検出できなかった小電流域においても確実に故障の検出ができ、抵抗器の焼損を防ぐことが可能となり、実用上おおいに有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
スイッチの開放故障の検出を最小のセンサ数で実現した。
【実施例１】
【００１１】
図１に本発明の充電抵抗器短絡用スイッチが開放故障の検出方法を示す。同図において１は直流電源、２はリアクトル、３は投入回路、４はコンデンサ、５は電力変換部及び負荷、６は充電抵抗器、７は充電抵抗器短絡用スイッチ、８は電流検出器、１０、１１は電圧検出器、１３は制御部である。一連の回路動作は、従来と同じである。図１において、入力電流（Ｉｉｎ）と抵抗器の電位差（Ｖｒ−Ｖｃ）は検出でき、投入回路の抵抗値（Ｒｃｈ）は
Ｒｃｈ＝Ｖｒ−Ｖｃ／Ｉｉｎ  ただし、Ｉｉｎ≠０
として求めることが出来る。
【００１２】
また電圧検出器（Ｖ２）がない場合は、入力電流（Ｉｉｎ）と電源電圧とコンデンサの電位差（Ｖｉｎ−Ｖｃ）より、入力回路を含んだ投入回路の抵抗値（Ｒｉｎ）は
Ｒｉｎ＝Ｖｉｎ−Ｖｃ／Ｉｉｎ  ただし、Ｉｉｎ≠０、Ｉｉｎ＝一定
として求めることが出来る。
【００１３】
上記の方法はＩｉｎが一定の状態であり、Ｉｉｎが一定な状態でない場合のリアクトル電圧（Ｖｌ（ｔ））は
Ｖｌ（ｔ）＝Ｌ  ｄｉ／ｄｔ＋Ｌｒ×Ｉｉｎ（ｔ）    Ｌｒ：リアクトル直流抵抗
で計算でき投入回路の抵抗値（Ｒｃｈ）はこれを使用し
Ｒｃｈ＝［（Ｖｉｎ（ｔ）−Ｖｌ（ｔ））−Ｖｃ（ｔ）］／Ｉｉｎ（ｔ）
として求めることが出来る。以上の計算した抵抗値と実抵抗値を比較し、ずれがあった場合、スイッチの開放故障と判断する。当然ながら計算した抵抗値と挿入されている抵抗値が一致した場合にも、スイッチの開放故障と判断できる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本検出方法論理を装置の制御部に組み込むことにより、小電流域においても確実に投入回路故障の検出ができ、抵抗器の焼損を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】従来の一実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１６】
１    直流電源
２    リアクトル
３    投入回路
４    コンデンサ
５    電力変換部及び負荷
６    抵抗器
７    スイッチ
８    電流検出器
９    電流検出器
１０    電圧検出器
１１    電圧検出器
１２    電圧検出器
１３    制御部
【図１】
2005204427.tif 000003
【図２】
2005204427.tif 000004