(57)【要約】      （修正有）【課題】電力変換装置のＤＣ電源バス上の欠陥を検出するための方法およびシステムを提案する。【解決手段】配電網（ＲＤ）に接続された電力変換装置のＤＣ電源バス上の欠陥を検出するための方法に関する。この方法は、変換装置のＤＣ電源バスの電圧（Ｖｂｕｓ）の平均値を決定するステップと、ＤＣ電源バスの電圧（Ｖｂｕｓ）のリップルを決定するステップと、リップルに対する平均値の変化を監視するステップと、ＤＣ電源バスのインダクタ（Ｌ１）上の異常、電力変換装置の電力過負荷、またはバスキャパシタ（Ｃｂｕｓ）の磨耗の進行から成るＤＣ電源バス上の欠陥を変化の率の関数として決定するステップとを備える。【選択図】図１
2013236535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配電網（ＲＤ）に接続された電力変換装置のＤＣ電源バス上の欠陥を検出するための方法であって、前記電力変換装置が、前記配電網（ＲＤ）に接続され、前記配電網（ＲＤ）によって供給される電圧を、前記ＤＣ電源バスに印加される電圧（Ｖｂｕｓ）に変換するように意図された整流器モジュール（ＲＥＣ）と、前記ＤＣ電源バスに接続されたバスキャパシタ（Ｃｂｕｓ）、インダクタ（Ｌ１）、およびプリチャージ回路とを備え、前記方法が、
‐前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の平均値
【数１】
2013236535.tif 000031
を決定するステップと、
‐前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）のリップル
【数２】
2013236535.tif 000032
を決定するステップと、
‐前記リップル
【数３】
2013236535.tif 000033
に対する前記平均値
【数４】
2013236535.tif 000034
の変化を監視するステップと、
‐前記ＤＣ電源バスの前記インダクタ（Ｌ１）上の異常、前記電力変換装置の電力過負荷、または前記バスキャパシタ（Ｃｂｕｓ）の磨耗の進行から成る前記ＤＣ電源バス上の欠陥を、前記変化の率の関数として決定するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記監視ステップ（Ｅ１）は、前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）のリップル
【数５】
2013236535.tif 000035
と前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の前記平均値
【数６】
2013236535.tif 000036
との比（η）を監視することから成ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記比（η）を監視する前記ステップ（Ｅ１）は、前記変化率（Ｖη）を第１の率（ｖ１）および第２の率（ｖ２）と比較することから成ることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記比の前記変化率（Ｖη）が前記第１の率（ｖ１）よりも大きい場合、前記決定ステップは、前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の前記平均値
【数７】
2013236535.tif 000037
が変化したかどうかを決定することから成ることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の前記平均値
【数８】
2013236535.tif 000038
が変化した場合、前記欠陥は前記プリチャージ回路の前記プリチャージ継電器（Ｓｗ）上の異常から成り、前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の前記平均値
【数９】
2013236535.tif 000039
が変化しなかった場合、前記欠陥は前記インダクタ（Ｌ１）上の異常から成ることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記比の前記変化率（Ｖη）が前記第２の率（ｖ２）と前記第１の率（ｖ１）の間である場合、前記決定ステップは、前記電力変換装置から供給される前記電力（Ｐｆ）が増大したかどうかを決定することから成ることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記電力変換装置によって供給される前記電力（Ｐｆ）が増大した場合、前記欠陥は前記電圧変換装置の電力過負荷から成り、前記電力変換装置によって供給される前記電力が増大しなかった場合、前記決定ステップは、前記比（η）に依存する値と制限値（ｌｉｍ）を比較するステップを備えることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記行われた比較の結果に応じて、前記欠陥は、前記バスキャパシタ（Ｃｂｕｓ）の磨耗の進行または前記配電網（ＲＤ）の前記周波数（ｆＲ）の変化から成ることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記リップルは、前記ＤＣ電源バスの前記電圧の第１高調波上でかつ２つの連続する極値間で測定されることを特徴とする、請求項１から８のうちの一項に記載の方法。
【請求項１０】
配電網（ＲＤ）に接続された電力変換装置のＤＣ電源バス上の欠陥を検出するためのシステムであって、前記電力変換装置が、前記配電網（ＲＤ）に接続され、前記配電網（ＲＤ）によって供給される電圧を、前記ＤＣ電源バスに印加される電圧（Ｖｂｕｓ）に変換するように意図された整流器モジュール（ＲＥＣ）と、前記ＤＣ電源バスに接続されたバスキャパシタ（Ｃｂｕｓ）、インダクタ（Ｌ１）、およびプリチャージ回路とを備え、前記システムが、
‐前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の平均値
【数１０】
2013236535.tif 000040
を決定するための第１の手段と、
‐前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）のリップル
【数１１】
2013236535.tif 000041
を決定するための第２の手段と、
‐前記リップル
【数１２】
2013236535.tif 000042
に対する前記平均値
【数１３】
2013236535.tif 000043
の変化を監視するための手段と、
‐前記ＤＣ電源バスの前記インダクタ（Ｌ１）上の異常、前記電力変換装置の電力過負荷、または前記バスキャパシタ（Ｃｂｕｓ）の磨耗の進行から成る前記ＤＣ電源バス上の欠陥を、前記変化の率の関数として決定するための第３の手段とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の前記リップル
【数１４】
2013236535.tif 000044
と前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の平均値
【数１５】
2013236535.tif 000045
との比（η）を決定するための第４の手段を備えることを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記監視手段は、前記比の変化率（Ｖη）を第１の率（ｖ１）および第２の率（ｖ２）と比較するように設計されることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記比の前記変化率（Ｖη）が前記第１の率（ｖ１）よりも大きい場合、前記第３の決定手段は、前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の前記平均値
【数１６】
2013236535.tif 000046
の変化を監視するように設計されることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の前記平均値
【数１７】
2013236535.tif 000047
が変化した場合、前記欠陥は前記プリチャージ回路のプリチャージ継電器（Ｓｗ）上の異常から成り、前記ＤＣ電源バスの前記電圧（Ｖｂｕｓ）の前記平均値
【数１８】
2013236535.tif 000048
が変化しなかった場合、前記欠陥は前記インダクタ（Ｌ１）上の異常から成ることを特徴とする、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記比の前記変化率（Ｖη）が前記第２の率（ｖ２）と前記第１の率（ｖ１）の間である場合、前記第３の決定手段は、前記電力変換装置によって供給される電力（Ｐｆ）の変化を監視するように設計されることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記電力変換装置によって供給される前記電力（Ｐｆ）が増大した場合、前記欠陥は前記電圧変換装置の電力過負荷から成り、前記電力変換装置によって供給される前記電力が増大しなかった場合、前記第３の決定手段は、前記比（η）に依存する値と制限値（ｌｉｍ）との比較を実施するように設計されることを特徴とする、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記行われた比較の結果に応じて、前記欠陥は、前記バスキャパシタ（Ｃｂｕｓ）の磨耗の進行または前記配電網（ＲＤ）の周波数（ｆＲ）の変化から成ることを特徴とする、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記バスキャパシタ（Ｃｂｕｓ）の内部温度を測定または推定するための手段を備えることを特徴とする、請求項１０から１７のうちの一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置のＤＣ電源バス上の欠陥を検出するための方法に関する。
【０００２】
本発明は、前記方法を実施することのできる検出システムにも関する。
【背景技術】
【０００３】
周知のように、電力変換装置は、ＤＣ電圧が印加されるＤＣ電源バスを備える。ＤＣ電源バスは、２本の電源線を備える。電力変換装置は、ＤＣ電源バスの上流側において、配電網（ネットワーク）によって供給されるＡＣ電圧を整流し、ＡＣ電圧をバスに印加されるＤＣ電圧に変換するように意図された整流器モジュールを備える。そのような電力変換装置は、バスの２本の電源線に接続され、バス電圧を一定の値に維持するように意図されたバスキャパシタ（ｂｕｓ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）も備える。さらに、電力変換装置は、ＤＣ電源バスのいずれか一方または両方の電源線に接続されたフィルタリングインダクタと、プリチャージ継電器が備えられ可変速度駆動を開始するときに使用されるプリチャージ回路とを備えてもよい。
【０００４】
様々な構成要素が存在するため、ＤＣ電源バスは、動作上のある欠陥を示しがちである。これらの欠陥は、たとえば、
‐バスキャパシタの磨耗の進行、
‐ＤＣ電源バスに接続されたインダクタの巻き線同士の間の短絡、
‐ＤＣ電源バスの電圧過負荷、
‐プリチャージ継電器の不適切な時間での開放またはその非接続である。
【０００５】
現代の電力変換装置は、これらの欠陥に対して保護されておらず、これらの欠陥を検出するための単純な手段を何ら備えていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、電力変換装置のＤＣ電源バス上の欠陥を検出するための方法およびシステムを提案することである。欠陥の検出に関して、検出システムは追加的なセンサを何ら必要としない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、配電網に接続された電力変換装置のＤＣ電源バス上の欠陥を検出する方法であって、前記電力変換装置が、配電網に接続され、配電網によって供給される電圧をＤＣ電源バスに印加される電圧に変換するように意図された整流器モジュールと、ＤＣ電源バスに接続されたバスキャパシタ、インダクタ、およびプリチャージ回路とを備え、前記方法が、
‐ＤＣ電源バスの電圧の平均値を決定するステップと、
‐ＤＣ電源バスの電圧のリップルを決定するステップと、
‐前記リップルに対する前記平均値の変化を監視するステップと、
‐ＤＣ電源バスのインダクタ上の異常、電力変換装置の電力過負荷、またはバスキャパシタの磨耗の進行から成るＤＣ電源バス上の欠陥を前記変化の率の関数として決定するステップとを備える方法によって実現される。
【０００８】
特定の特徴によれば、監視ステップは、ＤＣ電源バスの電圧のリップルとＤＣ電源バスの電圧の平均値との比を監視することから成る。
【０００９】
別の特定の特徴によれば、比を監視するステップは、前記変化率を第１の率および第２の率と比較することから成る。
【００１０】
比の変化率が第１の率よりも大きい場合、決定ステップは、ＤＣ電源バスの電圧の平均値が変化したかどうかを決定することから成る。ＤＣ電源バスの電圧の平均値が変化した場合、欠陥はプリチャージ回路のプリチャージ継電器上の異常から成る。ＤＣ電源バスの電圧の平均値が変化しなかった場合、欠陥はインダクタ上の異常から成る。
【００１１】
一方、比の変化率が第２の率と第１の率の間である場合、決定ステップは、電力変換装置によって供給される電力が増大したかどうかを決定することから成る。電力変換装置によって供給される電力が増大した場合、欠陥は電圧変換装置の電力過負荷から成る。電力変換装置によって供給される電力が増大しなかった場合、決定ステップは、比に依存する値と制限値を比較するステップを備える。行われた比較の結果に応じて、欠陥は、バスキャパシタの磨耗の進行または配電網の周波数の変化から成る。
【００１２】
本発明によれば、リップルは、好ましくは、ＤＣ電源バスの電圧の第１高調波に対して２つの連続する極値間で測定される。
【００１３】
本発明はまた、配電網に接続された電力変換装置のＤＣ電源バス上の欠陥を検出するためのシステムであって、前記電力変換装置が、配電網に接続され、配電網によって供給される電圧をＤＣ電源バスに印加される電圧に変換するように意図された整流器モジュールと、ＤＣ電源バスに接続されたバスキャパシタ、インダクタ、およびプリチャージ回路とを備え、前記システムが、
‐ＤＣ電源バスの電圧の平均値を決定するための第１の手段と、
‐ＤＣ電源バスの電圧のリップルを決定するための第２の手段と、
‐前記リップルに対する前記平均値の変化を監視するための手段と、
‐ＤＣ電源バスのインダクタ上の異常、電力変換装置の電力過負荷、またはバスキャパシタの磨耗の進行から成るＤＣ電源バス上の欠陥を前記変化の率の関数として決定するための第３の手段とを備えるシステムに関する。
【００１４】
特定の特徴によれば、システムは、ＤＣ電源バスの電圧のリップルとＤＣ電源バスの電圧の平均値との比を決定するための第４の手段を備える。
【００１５】
別の特定の特徴によれば、監視する手段は、比の変化率を第１の率および第２の率と比較するように設計される。
【００１６】
比の変化率が第１の率よりも大きい場合、第３の決定手段は、ＤＣ電源バスの電圧の平均値の変化を監視するように設計される。ＤＣ電源バスの電圧の平均値が変化した場合、欠陥はプリチャージ回路のプリチャージ継電器上の異常から成る。ＤＣ電源バスの電圧の平均値が変化しなかった場合、欠陥はインダクタ上の異常から成る。
【００１７】
比の変化率が第２の率と第１の率の間である場合、第３の決定手段は、電力変換装置によって供給される電力の変化を監視するように設計される。電力変換装置から供給される電力が増大した場合、欠陥は電圧変換装置の電力過負荷から成る。電力変換装置によって供給される電力が増大しなかった場合、第３の決定手段は、比に依存する値と制限値との比較を実施するように設計される。行われた比較の結果に応じて、欠陥は、バスキャパシタの磨耗の進行または配電網の周波数の変化から成る。
【００１８】
本発明によれば、システムは、バスキャパシタの内部温度を測定または推定するための手段を備える。
【００１９】
他の特徴および利点は、添付の図面に関して提供される以下の詳細な説明において明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の検出システムを含む電力変換装置を表す図である。
【図２】本発明の検出方法で実施されるアルゴリズムを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、電力変換装置のＤＣ電源バス上の欠陥を検出するための方法に関する。この検出方法は、電力変換装置に含まれるかまたは接続された検出システムＳにおいて実施される。
【００２２】
本発明は、以下を備える電力変換装置に適用する。
【００２３】
‐配電網ＲＤに接続され、配電網ＲＤによって供給されるＡＣ電圧をＤＣ電圧Ｖｂｕｓに変換するように意図された整流器モジュールＲＥＣ。
【００２４】
‐２本の電源線、すなわち正の電位の第１の電源線１０および負の電位の第２の電源線１１を備えるＤＣ電源バス。整流器モジュールＲＥＣの出力において、電圧ＶｂｕｓがＤＣ電源バスに印加される。
【００２５】
‐バスの第１の電源線１０および第２の電源線１１に接続され、ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓを一定の値に維持するように意図されたバスキャパシタＣｂｕｓ。もちろん、バスキャパシタＣｂｕｓという表現は、互いに接続された幾つかのキャパシタを備えるバンクも意味するものと理解されたい。
【００２６】
‐バスキャパシタＣｂｕｓの上流側で、第１の電源線１０および／または第２の電源線１１と直列に接続された少なくとも１つのフィルタリングインダクタＬ１。
【００２７】
‐（図１におけるように）バスの第１の電源線１０または第２の電源線１１と直列に接続されるか、あるいはバスキャパシタＣｂｕｓと直列に接続されたプリチャージ回路。通常、このプリチャージ回路は、制限抵抗器ＲＬを備え、制限抵抗器ＲＬに並列にプリチャージ継電器Ｓｗが取り付けられる。この制限抵抗器ＲＬは、ＤＣ電源バス充電相の期間中の立上げ時にアクティブになる。制限抵抗器ＲＬは、整流器モジュールＲＥＣを介して入力電流を制限するのを可能にする。バスキャパシタＣｂｕｓが充電されると、制限抵抗器ＲＬは、並列に取り付けられた継電器Ｓｗを閉じることによって短絡させられる。
【００２８】
さらに、本発明はまた、ＤＣ電源バスの下流側に接続され、バスに印加されたＤＣ電圧Ｖｂｕｓを電気負荷Ｃに向けられる可変電圧に変換するのに使用されるインバータモジュールＩＮＶを備える電力変換装置に適用することもできる。
【００２９】
本発明の方法は、電力変換装置のＤＣ電源バス上で生じる欠陥を検出するのを可能にする。この方法は、ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの測定のみに依存する検出システムＳにおいて実施される。
【００３０】
ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓは、平均値
【数１】
2013236535.tif 000003
およびその平均値に関するリップル
【数２】
2013236535.tif 000004
に分解する。
【００３１】
したがって、電圧Ｖｂｕｓは以下のように表される。
【数３】
2013236535.tif 000005
【００３２】
連続的な導通が実現されると、第１高調波のみを考慮する場合、ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓは以下のように表される。
【数４】
2013236535.tif 000006
ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの平均値
【数５】
2013236535.tif 000007
は
【数６】
2013236535.tif 000008
に等しく、Ｖｍａｉｎは単純網電圧である。
【００３３】
バスの電圧リップルの第１高調波は以下のように表される。
【数７】
2013236535.tif 000009
上式で、
ｆＲは網（ネットワーク）の周波数であり、
ｆ０はＬＣフィルタの遮断周波数である。
【００３４】
本発明によれば、電力変換装置によって供給された電力が電源バスを連続的に導通させるのに十分であるときに、ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓのリップル
【数８】
2013236535.tif 000010
に対するＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの平均値
【数９】
2013236535.tif 000011
の変化を観察することを伴う。リップルの測定は、第１高調波上でかつ連続する２つの極値間（
【数１０】
2013236535.tif 000012
＝電圧ピークから電圧ピークリップルまで）で行われる。したがって、この監視は、ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓのリップル
【数１１】
2013236535.tif 000013
とＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの平均値
【数１２】
2013236535.tif 000014
との比ηに基づいて行われる。
【００３５】
したがって、この比は以下のように表される。
【数１３】
2013236535.tif 000015
【００３６】
なお、
【数１４】
2013236535.tif 000016
一般に
【数１５】
2013236535.tif 000017
であるので、以下の近似を行うことが可能である。
【数１６】
2013236535.tif 000018
【００３７】
すなわち、
【数１７】
2013236535.tif 000019
【００３８】
上記の近似に基づいて、バス電圧のリップルとバス電圧の平均値との比ηは以下のように書かれてもよい。
【数１８】
2013236535.tif 000020
比ηは以下の形式に書き直されてもよい。
【数１９】
2013236535.tif 000021
【００３９】
したがって、検出システムは、決定された時間間隔または無作為な時間間隔で、ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの測定を回復し、ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの平均値
【数２０】
2013236535.tif 000022
およびＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓのリップル
【数２１】
2013236535.tif 000023
を決定するための手段３を実施する。次に、検出システムは、ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓのこの平均値
【数２２】
2013236535.tif 000024
およびＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの対応するリップル
【数２３】
2013236535.tif 000025
に基づいて比ηを決定するための手段４を実施する。
【００４０】
その後、本発明の検出システムＳは、検出システムＳが、ＤＣ電源バス上で生じ得る欠陥を検出できるようにする比ηを監視するためのアルゴリズムを実施する。
【００４１】
検出システムは、このアルゴリズムにおいて、比ηの増大が速いかそれとも遅いかを考慮に入れる。比ηの増大が速いかそれとも遅いかの決定は、（１秒未満で生じる少なくとも１０％の変化に相当する）、第１の率ｖ１に対するこの比の変化率Ｖηと（数年にわたる２５％の変化に相当する）、第１の率ｖ１より低い第２の率ｖ２に対するこの比の変化率Ｖηを比較することによって実現され得ることになる。比の増大率Ｖηが第１の率ｖ１よりも大きい場合、この増大は速いとみなされ、比の増大率Ｖηが第２の率ｖ２と第１の率ｖ１との間である場合、増大は遅いとみなされるであろう。
【００４２】
検出アルゴリズムは、図２に図式的に示されている。
【００４３】
ステップＥ１において、検出システムＳは比ηを監視する。バスキャパシタＣｂｕｓの熱モデルが利用可能である場合、検出システムＳは、ηの測定精度を向上させるために比ηを基準温度とみなしてもよい。
【００４４】
電力変換装置の動作時の比ηの速い増大は、
‐変換装置がそのようなプリチャージ継電器Ｓｗを備える場合の、プリチャージ継電器Ｓｗの開放、
‐ＤＣ電源バスのインダクタＬ１の数本の巻き線間の短絡
という２つの原因を有する。
【００４５】
次いで、ステップＥ２において、検出システムＳは、これら２つの欠陥を判別するために、この速い増大がＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの平均値
【数２４】
2013236535.tif 000026
の変化に関係付けられるかどうかを決定する。
【００４６】
ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの平均値
【数２５】
2013236535.tif 000027
の変化が比ηの速い増大に付随する場合、この欠陥は確実にプリチャージ継電器Ｓｗの開放から生じている。したがって、ステップＥ３において、検出システムＳは、プリチャージ継電器Ｓｗ上の欠陥を推定し、この欠陥をたとえばオペレータに信号で伝える。
【００４７】
一方、比ηの速い増大がＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの平均値
【数２６】
2013236535.tif 000028
の変化に関係付けられない場合、このことは、この欠陥が確実にインダクタＬ１の巻き線同士の間の短絡から生じていることを示す。したがって、ステップＥ４において、検出システムＳは、ＤＣ電源バスフィルタリングインダクタＬ１上の欠陥を推定し、この欠陥をたとえばオペレータに信号を送る。
【００４８】
プリチャージ回路の位置にかかわらず、すなわち、（図１におけるように）ＤＣ電源バスの電源線１０、１１と直列であるかそれともバスキャパシタＣｂｕｓと直列であるかにかかわらず、これら２つの欠陥の検出は有効である。しかしながら、この第２の場合には、欠陥の特性を決定できるように、ＤＣ電源バスの電圧Ｖｂｕｓの測定に、プリチャージ回路の端子同士の間の電圧を含めてはならない。
【００４９】
図２を参照すると、電力変換装置の正常な動作中の比ηの遅い増大は、
‐電力変換装置の電圧過負荷、
‐バスキャパシタの磨耗の進行、
‐配電網の周波数の変化
という３つの異なる原因を有する。
【００５０】
比ηの増大が遅い場合、検出システムＳは、ステップＥ５において、電力変換装置によって供給される電力Ｐｆのレベルを確認する。電力変換装置によって供給される電力Ｐｆが増大した場合、この欠陥は確実に電力変換装置の電力過負荷から生じている。したがって、ステップＥ６において、検出システムＳは、電力変換装置の電力過負荷に関係付けられた欠陥を推定し、この欠陥をたとえばオペレータに信号で伝える。
【００５１】
一方、電力変換装置によって供給される電力Ｐｆが増大しなかった場合、検出システムＳは、この欠陥がバスキャパシタＣｂｕｓの磨耗の進行に関係付けられるかどうかを決定する。したがって、ステップＥ７において、検出システムＳは、上記の比の基準値η０に基づいて決定される制限値（ｌｉｍ）に対する比較を実行する。この基準値η０はたとえば、検出システムＳによって、変換装置の最初の電源投入時に決定され、記憶される。その場合、以下の２つの解決手段が考えられる。
【００５２】
‐網の周波数ｆＲが測定される場合、検出システムＳは、比ηに網ＲＤの周波数ｆＲを掛け、その結果を、比の基準値η０と網の周波数ｆＲとの積と比較する。バスキャパシタＣｂｕｓは、積η＊ｆＲの値がη０＊ｆＲよりも２５％大きいときは寿命に達している。
【００５３】
‐網の周波数ｆＲが測定されない場合、検出システムは、比ηを数式
【数２７】
2013236535.tif 000029
と比較する。この数式において、「ｔｏｌ」は網周波数の値に関する公差である。バスキャパシタは、
【数２８】
2013236535.tif 000030
であるときには寿命に達している。
【００５４】
図２のステップＥ７において、利用可能な網の周波数ｆＲの測定を考慮することによって比較が行われる。
【００５５】
配電網の周波数が測定される場合、積η＊ｆＲの監視はまさに、バスキャパシタのキャパシタンスの値の逆数を監視することに相当する。したがって、検出システムが、バスキャパシタの内部温度を測定または推定する手段を使用するバスキャパシタの熱モデルを有する場合、検出システムは、バスキャパシタの残りの寿命をより正確に評価することができる。
【００５６】
ステップＥ７において比較が実行されている間、検出システムＳが、比ηまたは比ηと網の周波数ｆＲとの積が制限値（ｌｉｍ）よりも大きいと推定する場合、検出システムＳは、ステップＥ８において、バスキャパシタＣｂｕｓの磨耗が進行していると推定し、そのことをたとえばオペレータに信号で伝える。
【００５７】
一方、検出システムＳが、ステップＥ７において、比ηまたは比ηと網の周波数との積が制限値（ｌｉｍ）以下であると推定する場合、検出システムＳは、ステップＥ９において、電力変換装置には欠陥が存在しないと推定する。その場合、比ηの増大が遅いのは、配電網の周波数ｆＲが変化したためであるに過ぎない。その場合、検出システムは、ステップＥ１において比の監視を再開することができる。
【符号の説明】
【００５８】
３  手段
４  手段
１０  第１の電源線
１１  第２の電源線
Ｌ１  フィルタリングインダクタ
Ｃｂｕｓ  バスキャパシタ
ｆＲ  周波数
ＩＮＶ  インバータモジュール
ｌｉｍ  制限値
Ｐｆ  電力
ＲＤ  配電網
ＲＥＣ  整流器モジュール
ＲＬ  制限抵抗器
Ｓ  検出システム
Ｓｗ  プリチャージ継電器
Ｖｂｕｓ  電圧
Ｖη  変化率
η  比
η０  基準値
η＊ｆＲ  積
【図１】
2013236535.tif 000049
【図２】
2013236535.tif 000050
【外国語明細書】
2013236535000001.pdf