功率转换系统和控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于使功率转换系统中的装置的寿命增加。为此，功率转换系统包括：多个功率转换装置(100‑1～100‑M)，其对多个负载装置(104‑1～104‑M)分别供给电功率；和控制装置(130)，其具有部件信息数据库(134)、运转信息数据库(136)和模式确定部(144)；多个功率转换装置分别具有输出端子被并联连接的多个功率转换单元(10‑1～10‑N)；多个功率转换单元分别具有至少一个半导体组件和至少一个电容器；模式确定部(144)基于部件信息数据库(134)和运转信息数据库(136)，确定多个功率转换装置所包含的功率转换单元的输出电流的分散模式或运转控制模式。

Power conversion system and control device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率转换系统和控制装置
本专利技术涉及功率转换系统和控制装置。
技术介绍
作为本
的
技术介绍
，在以下专利文献1中记载了：“即使在系统中发生了预料之外的事态的情况下，也能够适当地进行运转台数的控制，进行稳定的运用。”(参考摘要)。另外，在以下专利文献2中，记载了：“……基于对温度输入部221、222输入的半导体开关的温度的信息和冷却介质的温度的信息运算热阻，判断冷却介质的温度变化是否在规定值以上，在冷却介质的温度变化在规定值以上且热阻在规定值以上时判断冷却性能已劣化……”(参考摘要)。专利文献1：日本特开2014-53987号公报。专利文献2：日本特开2015-53774号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题但是，专利文献1中，没有记载当功率转换装置内的器件中发生异常时能够实现寿命增加的具体内容。另外，专利文献2中，虽然能够检测半导体开关的劣化信息，但是没有记载能够实现半导体开关的寿命增加的具体内容。用于解决问题的技术手段本专利技术是鉴于上述情况得出的，目的在于提供一种能够使装置寿命增加的功率转换系统和控制装置。为了解决上述问题，本专利技术的功率转换系统的特征在于，包括：对多个负载装置分别供给电功率的多个功率转换装置；以及控制装置，其具有部件信息数据库、运转信息数据库和模式确定部，多个所述功率转换装置分别具有输出端子被并联连接的多个功率转换单元，多个所述功率转换单元分别具有至少一个半导体组件和至少一个电容器，所述部件信息数据库存储有：多个所述功率转换装置所包含的所述半导体组件的热阻历史数据；和多个所述功率转换装置所包含的所述电容器的温度历史数据，所述运转信息数据库存储有多个所述功率转换装置所包含的所述半导体组件的输出电流的历史数据，所述模式确定部基于所述部件信息数据库和所述运转信息数据库，确定多个所述功率转换装置所包含的所述功率转换单元的输出电流的分散模式或运转控制模式。专利技术效果根据本专利技术的功率转换系统和控制装置，能够使装置寿命增加。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式的功率转换系统的框图。图2是第一实施方式中的功率转换单元和并联单元控制部的框图。图3是表示功率半导体组件的功率周期试验结果的图。图4是电容器的经年变化的说明图。图5A是功率半导体组件的寿命特性图。图5B是电容器的寿命特性图。图6是第一实施方式中的控制程序的流程图。图7A是功率半导体组件劣化时的功率半导体组件的寿命特性图。图7B是功率半导体组件劣化时的寿命特性图。图7C是功率半导体组件劣化时的负载电功率特性图。图7D是功率半导体组件劣化时的功率转换单元的输出电功率特性图。图8A是电容器劣化时的功率半导体组件的寿命特性图。图8B是电容器劣化时的电容器的寿命特性图。图8C是电容器劣化时的负载电功率特性图。图8D是电容器劣化时的功率转换单元的输出电功率特性图。图9是第二实施方式中的控制程序的流程图。图10是表示第二实施方式中的运转控制模式的例子的图。具体实施方式[第一实施方式]＜实施方式的整体结构＞图1是本专利技术的第一实施方式的功率转换系统Q的框图。功率转换系统Q具有多个(M台)功率转换装置100-1～100-M和共用控制装置130(控制装置)。功率转换装置100-1～100-M与分别对应的直流电源102-1～102-M和负载装置104-1～104-M连接。另外，共用控制装置130经由网络150与功率转换装置100-1～100-M之间进行双向通信。负载装置104-1～104-M中，工作的时段和负载电功率等运转条件分别不同。从而，功率转换装置100-1～100-M以不同的工作条件(例如负载电流、温度条件等)工作。另外，以下说明中，有时将功率转换装置100-1～100-M、直流电源102-1～102-M和负载装置104-1～104-M分别总称地记作“功率转换装置100”、“直流电源102”和“负载装置104”。功率转换装置100是将从直流电源102输入的直流功率转换为三相交流电功率、将该三相交流电功率输出至负载装置104的三相逆变器。各个功率转换装置100包括并联连接的多个(N台)功率转换单元10-1～10～N和控制这些功率转换单元10-1～10-N的并联单元控制部20。功率转换单元10-1～10-N中，其输入侧与直流电源102连接，输出侧与负载装置104连接。另外，以下说明中，有时将功率转换单元10-1～10-N总称地记作“功率转换单元10”。并联单元控制部20包括CPU(CentralProcessingUnit，中央处理单元)、RAM(RandomAccessMemory，随机存取存储器)、ROM(ReadOnlyMemory，只读存储器)、各种接口等电路。ROM中保存有由CPU执行的控制程序和各种数据等。CPU读取ROM中存储的程序并部署至RAM，执行各种处理。另外，共用控制装置130包括CPU、RAM、ROM、HDD(HardDiskDrive，硬盘驱动器)等作为一般的计算机的硬件，HDD中保存有OS(OperatingSystem，操作系统)、应用程序、各种数据等。OS和应用程序被部署至RAM，由CPU执行。图1中，在共用控制装置130的内部，将通过应用程序等实现的功能作为模块示出。即，共用控制装置130具有寿命数据库132、寿命数据库更新部133、部件信息数据库134、运转信息数据库136、动作指示部138、数据收集部140、寿命推算部142和模式确定部144。另外，关于这些功能在后文中叙述。并联单元控制部20对于在对应的功率转换装置100内设置的功率转换单元10-1～10-N进行控制。即，并联单元控制部20接收在功率转换单元10-1～10-N中设置的各种传感器等(详情后述)的检测值。另外，并联单元控制部20输出对这些功率转换单元10-1～10-N进行控制的控制信号。＜功率转换单元10和并联单元控制部20的结构＞图2是功率转换单元10和并联单元控制部20的框图。功率转换单元10具有3台功率半导体组件60U、60V、60W(半导体组件)。它们分别构成U相、V相、W相的桥臂，相对于直流电源102并联地连接。图2中，与U相对应的功率半导体组件60U包括串联连接的开关元件S1、S2，和相对于开关元件S1、S2分别逆并联地连接的整流元件D1、D2。开关元件S1、S2在图示的例子中是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)，整流元件D1、D2在图示的例子中是二极管。另外，对于功率半导体组件60U，并联地连接了电容器40U。电容器40U在直流电源102的输出电流中包含了脉动电流成分的情况下，使该脉动电流成分平滑化。开关元件S1的一端与直流电源102的P极一侧连接，开关元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率转换系统，其特征在于，包括：/n对多个负载装置分别供给电功率的多个功率转换装置；以及/n控制装置，其具有部件信息数据库、运转信息数据库和模式确定部，/n多个所述功率转换装置分别具有输出端子被并联连接的多个功率转换单元，/n多个所述功率转换单元分别具有至少一个半导体组件和至少一个电容器，/n所述部件信息数据库存储有：多个所述功率转换装置所包含的所述半导体组件的热阻历史数据；和多个所述功率转换装置所包含的所述电容器的温度历史数据，/n所述运转信息数据库存储有多个所述功率转换装置所包含的所述半导体组件的输出电流的历史数据，/n所述模式确定部基于所述部件信息数据库和所述运转信息数据库，确定多个所述功率转换装置所包含的所述功率转换单元的输出电流的分散模式或运转控制模式。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170904 JP 2017-1691461.一种功率转换系统，其特征在于，包括：
对多个负载装置分别供给电功率的多个功率转换装置；以及
控制装置，其具有部件信息数据库、运转信息数据库和模式确定部，
多个所述功率转换装置分别具有输出端子被并联连接的多个功率转换单元，
多个所述功率转换单元分别具有至少一个半导体组件和至少一个电容器，
所述部件信息数据库存储有：多个所述功率转换装置所包含的所述半导体组件的热阻历史数据；和多个所述功率转换装置所包含的所述电容器的温度历史数据，
所述运转信息数据库存储有多个所述功率转换装置所包含的所述半导体组件的输出电流的历史数据，
所述模式确定部基于所述部件信息数据库和所述运转信息数据库，确定多个所述功率转换装置所包含的所述功率转换单元的输出电流的分散模式或运转控制模式。


2.如权利要求1所述的功率转换系统，其特征在于，
所述控制装置还具有：
寿命数据库，其将所述部件信息数据库、所述运转信息数据库、半导体组件剩余期待寿命和电容器剩余期待寿命相关联，其中，所述半导体组件剩余期待寿命为所述半导体组件的剩余寿命的期待值，所述电容器剩余期待寿命为所述电容器的剩余寿命的期待值；和
寿命数据库更新部，其基于所述部件信息数据库和所述运转信息数据库，对所述寿命数据库进行更新。


3.如权利要求2所述的功率转换系统，其特征在于：
所述控制装置还具有寿命推算部，其基于所述寿命数据库和所述热阻历史数据，求取所述半导体组件剩余期待寿命，并且基于所述寿命数据库和所述温度历史数据，求取所述电容器剩余期待寿命。


4.如权利要求3所述的功率转换系统，其特征在于：
多个所述功率转换装置分别具有并联单元控制部，其控制对应的所述功率转换装置中所设置的多个所述功率转换单元，
所述并联单元控制部在多个所述功率转换单元的输出电流的总和成为规定阈值以下时，减少多个所述功率转换单元中的至少一个所述功率转换单元的输出电流。


5.如权利要求4所述的功率转换系统，其特征在于：
所述并联单元控制部具有在任意的所述半导体组件剩余期待寿命成为规定的寿命规定值以下时，抑制对应的所述功率转换单元的所述输出电流的变动幅度或变动频度的功能。


6.如权利要求5所述的功率转换系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：上妻央，目黑光，三间彬，松元大辅，
申请(专利权)人：株式会社日立产业机器，
类型：发明
国别省市：日本;JP