电力转换装置以及异常检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电力转换装置以及异常检测方法，能够恰当地检测出电力转换装置中的直流电压检测器的异常。在具备将交流转换为多个电位的变换器(2)和将多个电位的电压转换为交流的逆变器(3)的电力转换装置(100)中，该电力转换装置(100)具备：平滑电容器(22、23、32、33)，其连接在多个电位中的2个电位间，并用于抑制电位间的电位变动；直流电压检测器(25、26、35、36)，其检测连接有平滑电容器的电位间的电位差；以及异常判断器(72)，其基于平滑电容器(22，23，32，33)充电时的直流电压检测器(25、26、35、36)的检测值，来判断直流电压检测器(25、26、35、36)的异常。

Power conversion device and anomaly detection method

The invention provides an electric power conversion device and an anomaly detection method, which can properly detect the anomaly of the DC voltage detector in the electric power conversion device. In a power conversion device (100) equipped with a converter (2) that converts alternating current into multiple potentials and an inverter (3) that converts voltages of multiple potentials into alternating current, the power conversion device (100) has a smooth capacitor (22, 23, 32, 33), which is connected between two potentials of multiple potentials and used to suppress potential variation between potentials. Dynamic; DC voltage detectors (25, 26, 35, 36), which detect potential differences between potentials connected to smooth capacitors; and anomaly judgers (72), which judge DC voltage detectors (25, 26, 35, 36) based on the detection values of DC voltage detectors (25, 35, 36) when smooth capacitors (22, 23, 32, 33) are charged. Abnormal.

【技术实现步骤摘要】
电力转换装置以及异常检测方法
本专利技术涉及具备变换器(converter)和逆变器(inverter)的电力转换装置以及检测电力转换装置中的异常的异常检测方法，尤其涉及检测电力转换装置内的直流电压检测器的异常的技术。
技术介绍
已知将交流电源的电力转换为可变电压可变频率的电力的电力转换装置。电力转换装置中，在直流电路具备平滑电容器和测量该平滑电容器的两端电压的直流电压检测器，以输出的直流电压恒定的方式进行控制。例如，作为用于确认平滑电容器的安定性的技术，已知根据初充电时的充电电压的动向来判断异常的技术(例如，参照专利文献1)。另外，在将交流电源的电力转换为可变电压可变频率的电力的电力转换装置中，已知具备多个直流电压检测器的电力转换装置(例如，参照专利文献2)。专利文献1：日本特开2005－354789号公报专利文献2：日本特开2008－011606号公报
技术实现思路
在专利文献1，公开了为了确认平滑电容器的安定性而根据初充电时的直流电压的动向判断异常的技术，然而没有公开用于判断电力转换装置内的直流电压检测器的异常的技术。直流电压检测器是为了控制电力转换装置的直流电压而必要的器件，直流电压检测器的异常带来系统的动作的不稳定，最差的情况下带来系统的计划外停止，有可能导致很大的损失。本专利技术是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种能够恰当地检测电力转换装置中的直流电压检测器的异常的技术。为了实现上述目的，一观点的电力转换装置具备将交流转换为多个电位的变换器和将多个电位的电压转换为交流的逆变器，该电力转换装置具备：平滑电容器，其连接在多个电位中的2个电位间，并用于抑制电位间的电位变动；直流电压检测器，其检测连接有平滑电容器的电位间的电位差；以及异常判断器，其基于平滑电容器充电时的直流电压检测器的检测值，来判断直流电压检测器的异常。根据本专利技术，能够恰当地检测电力转换装置中的直流电压检测器的异常。附图说明图1是第1实施方式的电力转换装置的整体结构图。图2是说明第1实施方式中的充电时通过直流电压检测器检测的直流电压值的图。图3是第1实施方式的异常判断器的异常判断处理的流程图。图4是第2实施方式的电力转换装置的整体结构图。图5是第3实施方式的电力转换装置的整体结构图。图6是第4实施方式的电力转换装置的整体构成图。图7是第5实施方式的电力转换装置的整体结构图。图8是包含第5实施方式的电力转换装置的输出推定器的一部分的结构图。图9是第6实施方式的电力转换装置的整体结构图。具体实施方式参照附图，对几个实施方式进行说明。此外，以下说明的实施方式并不限定请求专利保护的专利技术，而且实施方式的中说明的各种要素及其组合的全部未必是专利技术的解决手段中必须的。首先，对第1实施方式的电力转换装置进行说明。图1是第1实施方式的电力转换装置的整体结构图。电力转换装置100具备：交流电源1；将来自交流电源1的交流电力转换为直流电力的变换器单元(也称为变换器)2；将变换器单元2输出的直流电力转换为所希望的交流电力的逆变器单元(也称为逆变器)3；由逆变器单元3输出的交流电力驱动的电动机4；控制变换器单元2的变换器控制装置5；控制逆变器单元3的逆变器控制装置6。变换器单元2是所谓的3级变换器，将交流电力转换为正的电位(第1电位)水平(level)、中性点(零)电位(第2电位)水平、负的电位(第3电位)水平的直流电力。逆变器单元3是所谓的3级逆变器，将正的电位(第1电位)水平、中性点(零)电位(第2电位)水平、负的电位(第3电位)水平的直流电力转换为电动机4用的交流电力。变换器单元2和逆变器单元3的正的电位水平通过P布线40连接，中性点电位水平通过C布线41连接，负的电位水平以N布线42连接。变换器单元2具备：变换器电力转换部21；用于抑制直流电压的变动的变换器P侧平滑电容器22(第1变换器侧平滑电容器、第1平滑变换器、变换器侧平滑电容器：有记载为平滑电容器22的情况)；变换器N侧平滑电容器23(第2变换器侧平滑电容器、第2平滑变换器、变换器侧平滑电容器：有记载为平滑电容器23的情况)；用于测量变换器P侧平滑电容器22的端子间电压的变换器P侧直流电压检测器25(第1变换器侧直流电压检测器：有记载为直流电压检测器25的情况)；用于测量变换器N侧平滑电容器23的端子间电压的变换器N侧直流电压检测器26(第2变换器侧直流电压检测器：有记载为直流电压检测器26的情况)；与C布线41连接，用于抑制直流共振的变换器中性点电阻24。逆变器单元3具备：逆变器电力转换部31；逆变器P侧平滑电容器32(第1逆变器侧平滑电容器、第1平滑变换器、逆变器侧平滑电容器：有记载为平滑电容器32的情况)；逆变器N侧平滑电容器33(第2逆变器侧平滑电容器、第2平滑变换器、逆变器侧平滑电容器：有记载为平滑电容器33的情况)；用于测量逆变器P侧平滑电容器32的端子间电压的逆变器P侧直流电压检测器35(第1逆变器侧直流电压检测器：有记载为直流电压检测器35的情况)；用于测量逆变器N侧平滑电容器33的端子间电压的逆变器N侧直流电压检测器36(第2逆变器侧直流电压检测器：有记载为直流电压检测器36的情况)；与C布线41连接，用于抑制直流共振的逆变器中性点电阻34。变换器控制装置5控制变换器电力转换部21，以使转换的直流电力成为所希望的值。逆变器控制装置6控制逆变器电力控制部31，以使电动机4的输出转矩、速度满足所希望的特性。电力转换装置100还具备：检测并输出变换器单元2的输出电流的电流检测器7；与电动机4直接连结，检测并输出电动机4的速度的速度检测器8；检测并输出逆变器单元3的输出电流的电流检测器9。由电流检测器7以及直流电压检测器25，26检测出的检测值的信号(输出信号)被输入到变换器控制装置5。变换器控制装置5基于所输入的检测值，进行各种运算处理，并输出控制变换器电力转换部21的信号。由速度检测器8、电流检测器9以及直流电压检测器35、36检测出的检测值的信号(输出信号)被输入到逆变器控制装置6。逆变器控制装置6基于所输入的检测值，进行各种运算处理，并输出控制逆变器电力转换部31的信号。变换器控制装置5具备直流电压指令产生器51、直流电压控制器52、电流控制器53、脉冲生成器54、中性点电压控制器55、充电控制器56。直流电压指令产生器51将表示从变换器单元2输出的直流电压的电压值的直流电压指令值输出给直流电压控制器52。直流电压控制器52基于从直流电压指令产生器51输入的直流电压指令值和从直流电压检测器25、26输入的直流电压的检测值，运算变换器输出电流指令值，并输出给电流控制器53。具体而言，直流电压控制器52运算变换器输出电流指令值以使从直流电压检测器25、26分别输入的直流电压的检测值的合计值与直流电压指令值一致。中性点电压控制器55基于从直流电压检测器25、26分别输入的直流电压的检测值之差，运算中性点电压成为零的电压指令并输出给电流控制器53。电流控制器53运算变换器电压指令值并输出给脉冲产生器54，以使从电流检测器7输出的变换器输出电流检测值与从直流电压控制器52输入的变换器输出电流指令值一致。此时，电流控制器53考虑从中性点电压控制器55输入的电压指令来运算变换器电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力转换装置，具备将交流转换为多个电位的变换器和将多个电位的电压转换为交流的逆变器，该电力转换装置的特征在于，具备：平滑电容器，其连接在多个电位中的2个电位间，并用于抑制上述电位间的电位变动；直流电压检测器，其检测连接有上述平滑电容器的电位间的电位差；以及异常判断器，其基于上述平滑电容器充电时的上述直流电压检测器的检测值，来判断上述直流电压检测器的异常。

【技术特征摘要】
2017.04.21 JP 2017-0841761.一种电力转换装置，具备将交流转换为多个电位的变换器和将多个电位的电压转换为交流的逆变器，该电力转换装置的特征在于，具备：平滑电容器，其连接在多个电位中的2个电位间，并用于抑制上述电位间的电位变动；直流电压检测器，其检测连接有上述平滑电容器的电位间的电位差；以及异常判断器，其基于上述平滑电容器充电时的上述直流电压检测器的检测值，来判断上述直流电压检测器的异常。2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，上述异常判断器具有：存储部，其存储上述平滑电容器充电时的上述直流电压检测器的检测值的基准值，上述异常判断器基于存储在上述存储部中的上述基准值和上述检测值，来判断上述直流电压检测器的异常。3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，上述异常判断器使上述存储部存储上述平滑电容器充电时的、预定时间点的上述直流电压检测器的检测值作为基准值。4.根据权利要求2或3所述的电力转换装置，其特征在于，上述异常判断器使存储部存储上述充电时的多个时间点的上述直流电压检测器的检测值的基准值。5.根据权利要求2或3所述的电力转换装置，其特征在于，上述异常判断器获取表示上述充电时的充电电压的电压信息，并基于上述电压信息，计算出修正上述基准值而得的修正基准值，并基于上述修正基准值，来判断上述直流电压检测器的异常。6.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，上述平滑电容器包括连接在上述变换器侧的多个电位中的2个电位间的变换器侧平滑电容器和连接在上述逆变器侧的多个电位中的2个电位间的逆变器侧平滑电容器，上述直流电压检测器包括检测连接有上述变换器侧平滑电容器的电位间的电位差的变换器侧直流电压检测器和检测连接有上述逆变器侧平滑电容器的电位间的电位差的逆变器侧直流电压检测器，上述异常判断器基于对上述变换器侧平滑电容器以及上述逆变器侧平滑电容器充电时的上述变换器侧直流电压检测器的检测值和上述逆变器侧直流电压检测器的检测值，来判断上述变换器侧直流电压检测器和上述逆变器侧直流电压检测器的异常。7.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，上述变换器将上述交流转换为第1电位、比第1电位低的第2电位、比第2电位低的第3电位，上述逆变器将上述第1电位、上述第2电位、上述第3电位的电压转换为交流，该电力转换装置具备：第1平滑电容器，其连接在上述第1电位和上述第2电位间；第2平滑电容器，其连接在上述第2电位和上述第3电位间；第1直流电压检测器，其检测连接有上述第1平滑电容器的电位间的电位差；以及第2直流电压检测器，其检测连接有上述第2平滑电容器的电位间的电位差，上述异常判断器基于对上述第1平滑电容器以及上述第2平滑电容器充电时的上述第1直流电压检测器以及上述第2直流电压检测器的检测值，来判断上述第1直流电压检测器以及上述第2直流电压检测器的异常。8.根据权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于，在上述充电时的多个时间点的上述第1直流电压检测器以及上述第2直流电压检测器的电压值为零或者是接近零的值的情况下，上述异常判断器判断为充电电路异常。9.根据权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于，在上述充电时的多个时间点的上述第1直流电压检测器或者上述第2直流电压检测器中的任意一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋田佳稔，永田宽，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP