(57)【要約】  被試験機に対する電源容量を小さくすることにより、大容量のＰＷＭコンバータ用入力フィルタに対して定格電圧・定格電流での通電評価試験装置を提供する。  交流電源の出力端子に接続される入力フィルタと、この入力フィルタの出力端子に接続され、交流電源を直流電源に変換するＰＷＭコンバータと、を備えた被試験機の前記入力フィルタの通電評価試験装置であって、前記通電評価試験装置は、前記被試験機の入力フィルタ及びＰＷＭコンバータと同様に構成された入力フィルタ及びＰＷＭコンバータと、前記被試験機と並列に接続され、かつ、被試験機のＰＷＭコンバータの出力端子と当該通電評価試験装置の出力端子間に接続した直流リアクトルと、前記被試験機のＰＷＭコンバータは電圧制御し、前記通電評価試験装置のＰＷＭコンバータは電流制御するＰＷＭ制御部と、を備えた。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の出力端子に接続される入力フィルタと、この入力フィルタの出力端子に接続され、交流電源を直流電源に変換するＰＷＭコンバータと、を備えた被試験機の前記ＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置であって、
前記通電評価試験装置は、
前記被試験機のＰＷＭコンバータ用入力フィルタ及び当該ＰＷＭコンバータと同様に構成されたＰＷＭコンバータ用入力フィルタ及びＰＷＭコンバータと、
前記被試験機と並列に接続され、かつ、被試験機のＰＷＭコンバータの出力端子と前記通電評価試験装置の出力端子間に接続した直流リアクトルと、
前記被試験機のＰＷＭコンバータは電圧制御し、前記通電評価試験装置のＰＷＭコンバータは電流制御するＰＷＭ制御部と、
を備えたことを特徴とするＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置。
【請求項２】
交流電源の出力端子に接続される入力フィルタと、この入力フィルタの出力端子に接続され、交流電源を直流電源に変換するＰＷＭコンバータと、を備えた被試験機の前記ＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置であって、
前記通電評価試験装置は、
前記被試験機のＰＷＭコンバータ用入力フィルタ及びＰＷＭコンバータと同様に構成されたＰＷＭコンバータ用入力フィルタ及びＰＷＭコンバータを備え、
当該ＰＷＭコンバータ用入力フィルタの入力端子は、前記交流電源の出力端子に接続され、前記被試験機のＰＷＭコンバータの出力端子と当該通電評価試験装置のＰＷＭコンバータの出力端子間は非接続とし、
前記被試験機のＰＷＭコンバータは遅れ電流制御し、前記通電評価試験装置のＰＷＭコンバータは進み電流制御するＰＷＭ制御部と、
を備えたことを特徴とするＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置。
【請求項３】
前期通電評価試験装置のＰＷＭコンバータの進み電流制御によってＰＷＭコンバータ用入力フィルタに流れる進み電流と、前記被試験機のＰＷＭコンバータの遅れ電流制御によってＰＷＭコンバータ用入力フィルタに流れる遅れ電流との位相は逆相であり、位相差は原則１８０°であることを特徴とする請求項２記載のＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にＰＷＭコンバータにおいては、高調波抑制のために入力フィルタが設けられている。しかし、コモンコンバータとして使用される大容量のＰＷＭコンバータにおいては、電源設備容量の制約により、入力フィルタに対しての定格電圧・定格電流での通電評価が困難になる場合がある。【０００３】
図５は、従来の負荷通電方式によるＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電試験方法を示す図である。図示した例は、変圧器１０、ＰＷＭコンバータ用フィルタ２１Ｃ、ＰＷＭコンバータ２２Ｃ、ＰＷＭ制御部５０及び負荷４０などで構成されている場合を示す。【０００４】
変圧器１０は、系統から供給される交流電圧を、負荷４０を駆動するのに適した交流電圧に変換する。【０００５】
ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ｃは、変圧器１０から供給された交流電圧の高調波成分を抑制する。【０００６】
ＰＷＭコンバータ２２Ｃは、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴなど）、ダイオードなどを有して構成され、後述するＰＷＭ制御部５０によって制御され、ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ｃによって高調波成分が抑制された交流電圧を直流電圧に変換する。【０００７】
ＰＷＭ制御部５０は、ＰＷＭコンバータを構成するスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴなど）のゲートＧを制御し、上述した交流電圧を直流電圧に変換する。【０００８】
図示した例の場合は、ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ｃの通電評価試験を行うために、当該負荷４０に対して定格電圧・定格電流を供給し、当該ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ｃの通電評価試験を行う。【０００９】
評価方法は、負荷４０に対して定格電圧・定格電流を供給した際に、当該ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ｃの、例えば、温度上昇を測定する。【００１０】
ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ｃの温度上昇が所定の範囲に含まれる場合には、正常であると判定する。一方、当該温度上昇が所定の範囲に含まれない場合には、何らかの異常があると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１６８７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、コモンコンバータとして使用される大容量のＰＷＭコンバータにおいては、電源設備容量の制約により、入力フィルタに対しての定格電圧・定格電流での通電評価が困難になる場合があるという課題があった。【００１３】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、電源設備の容量が確保できない場合においても、大容量のＰＷＭコンバータの入力フィルタに対して、定格電圧・定格電流での通電評価試験が可能なＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の請求項記載のＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置は、交流電源の出力端子に接続される入力フィルタと、この入力フィルタの出力端子に接続され、交流電源を直流電源に変換するＰＷＭコンバータと、を備えた被試験機の前記ＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置であって、前記通電評価試験装置は、前記被試験機のＰＷＭコンバータ用入力フィルタ及びＰＷＭコンバータと同様に構成されたＰＷＭコンバータ用入力フィルタ及びＰＷＭコンバータと、前記被試験機と並列に接続され、かつ、被試験機のＰＷＭコンバータの出力端子と当該通電評価試験装置の出力端子間に接続した直流リアクトルと、前記被試験機のＰＷＭコンバータは電圧制御し、前記通電評価試験装置のＰＷＭコンバータは電流制御するＰＷＭ制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、電源設備の容量が確保できない場合においても、大容量のＰＷＭコンバータの入力フィルタに対して、定格電圧・定格電流での通電評価試験が可能なＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に係る有効電流通電方式によるＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置による試験方法を示す図。
【図２】実施例２に係る無効電流通電方式によるＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験装置による試験方法を示す図。
【図３】図２に示す構成におけるシミュレーションによる解析波形。
【図４】図２に示す構成での実機での波形。
【図５】従来の負荷通電方式によるＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、実施例１に係る有効電流通電方式によるＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験システム１Ａによる試験方法を示す図である。図１に示す有効電流通電方式によるＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験システム１Ａは、被試験機２０Ａ、通電評価試験装置３０Ａ及びＰＷＭ制御部５０などで構成される。なお、ＰＷＭ制御部５０の機能は、被試験機２０Ａ及び試験装置３０Ａの何れか一方に又は両方に含まれる構成であってもよい。【００１９】
本実施例に係る被試験機２０Ａ及び通電評価試験装置３０Ａは、変圧器１０の出力に並列に接続される。【００２０】
被試験機２０Ａは、ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ａ、ＰＷＭコンバータ２２Ａで構成されている。ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ａ及びＰＷＭコンバータ２２Ａは、背景技術で説明したＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ｃ及びＰＷＭコンバータ２２Ｃと同様である。【００２１】
通電評価試験装置３０Ａは、被試験機２０Ａと同様に構成されたＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ａ及びＰＷＭコンバータ２２Ａを備える。また、被試験機２０Ａの出力及び通電評価試験装置３０Ａの出力にそれぞれ同一容量の直流リアクトルＤＣＬが接続される。これら直流リアクトルＤＣＬは、ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ通電評価試験の際に使用される物であるため、図1では、通電評価試験装置に含まれる。【００２２】
被試験機のＰＷＭコンバータ２２及び通電評価試験装置のＰＷＭコンバータ３２は、それぞれＰＷＭ制御部５０により制御される。具体的には、ＰＷＭコンバータ２２及び３２を構成するスイッチング素子（ＩＧＢＴなど）のゲートが、ＰＷＭ制御部５０から出力されるゲート信号により制御され、ＰＷＭコンバータ２２、３２に入力された交流電圧が直流電圧に変換される。【００２３】
被試験機２０ＡのＰＷＭコンバータ２２は電圧制御され、通電評価試験装置３０ＡのＰＷＭコンバータ３２は電流制御することにより、ＰＷＭコンバータに定格負荷に対する有効電流を流すことができる。【００２４】
この方法によれば、系統側からは損失分だけのエネルギー供給ができればよく、被試験機に対して電源容量を小さくすることができる。【００２５】
以上説明したように、本発明の実施例１によれば、被試験機に対して電源容量を小さくすることができるため、大容量のＰＷＭコンバータ用入力フィルタに対して定格電圧・定格電流での通電評価試験装置を提供することができる。
【実施例２】
【００２６】
図２は、実施例２に係る無効電流通電方式によるＰＷＭコンバータ用入力フィルタの通電評価試験システム１Ｂによる試験方法を示す図である。【００２７】
図２に示す無効電流通電方式による試験方法は、変圧器１０の出力に被試験機２０Ｂ及び通電評価試験装置３０Ｂが並列に接続されるが、被試験機２０ＢのＰＷＭコンバータ２２Ａの直流出力及び通電評価試験装置３０ＢのＰＷＭコンバータ２２Ａの直流出力は、実施例１では、直流リアクトルＤＣＬによって接続されていたが、本実施例では接続されず、切り離して用いられる。なお、本実施例２は、上述した切り離し構成以外の部分は、実施例１同様であるため、同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。【００２８】
本実施例においては、被試験機２０Ｂには、遅れ無効電流Ｉｄ１を流し、通電評価試験装置３０Ｂには、遅れ無効電流Ｉｄ１と同等の進み無効電流Ｉｄ２を流し、互いに相殺する。なお、遅れ無効電流Ｉｄ１及び進み無効電流Ｉｄ２の制御は、ＰＷＭ制御部５０によって行われる。【００２９】
図３は、図２に示す構成におけるシミュレーションによる解析波形である。無効電流指令値となる進み電流Ｉｄ２（図中Ｉ（ＭＡＳＴＥＲａ、ｂ、ｃ））を通電評価試験装置３０Ｂに与え、遅れ電流Ｉｄ１（図中Ｉ（ＳＬＡＶＥａ、ｂ、ｃ））を通電評価試験装置２０Ｂに与えると、Ｉｄ１がＩｄ２に追従していることが分かる。【００３０】
図４は、図２に示す構成での、実機での波形である。縦軸が電流値Ｉ[Ａ]であり、横軸が時間ｔ[ｓ]である。【００３１】
電流波形Ａは、通電評価試験装置３０ＢのＰＷＭコンバータ２２Ａの進み電流制御によってＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ａに流れる進み電流Ｉｄ２である。【００３２】
電流波形Ｂは、被試験機２０ＢのＰＷＭコンバータ２２Ａの遅れ電流制御によってＰＷＭコンバータ用入力フィルタ２１Ａに流れる遅れ電流Ｉｄ１である。【００３３】
電流波形Ａ及び電流波形Ｂは、何れも周波数が５０[Ｈｚ]使用の場合を示しており、図から明らかなように、電流波形Ａに対して電流波形Ｂの位相は逆相であり、位相差は原則１８０°である。図２に示す試験手法が実現できていることが確認できる。なお、電流波形Ｂは、電流波形Ａに対して位相差が１８０°より若干ズレ（位相遅れ）があるのは、直流電圧制御による有効電流成分によるものであると言える。【００３４】
この結果、系統側への電流流出は発生せず、図１に示す実施例１記載の試験方法同様、損失分のみを系統側から供給すればよく、被試験機に対して電源容量を小さくすることが可能になる。【００３５】
また、被試験機のＰＷＭコンバータ２２Ａの直流出力及び通電評価試験装置３０ＢのＰＷＭコンバータ２２Ａの直流出力は、切り離されているため、直流リアクトルＤＣＬは不要になり、スペースコストの面でも実施例１に比べて有利になる。【００３６】
以上説明したように、本発明の実施例２によれば、被試験機に対して電源容量を小さくすることができるため、大容量のＰＷＭコンバータ用入力フィルタに対して定格電圧・定格電流での通電評価試験装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３７】
Ｉｄ１  遅れ電流
Ｉｄ２  進み電流
１０  変圧器
２０Ａ  被試験機
２０Ｂ  被試験機
２１  ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ
２２  ＰＷＭコンバータ
３０Ａ  通電評価試験装置
３０Ｂ  通電評価試験装置
３１  ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ
３１Ｂ  ＰＷＭコンバータ用入力フィルタ
３２  ＰＷＭコンバータ
３２Ａ  ＰＷＭコンバータ
３２Ｂ  ＰＷＭコンバータ
【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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【国際調査報告】
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