本发明专利技术提供一种具备低成本且能早期地检测回转机械或变压器的绝缘故障的征兆的功能的电力转换装置。本发明专利技术的电力转换装置具有逆变器电路和对载波信号与电压指令值进行比较来生成驱动所述逆变器电路的PWM信号的PWM信号生成部，所述电力转换装置与具有绕组的回转机械或变压器连接来进行电功率的授受，其包括：检测与所述回转机械或变压器进行授受的电流的电流传感器；和诊断所述回转机械或变压器的绕组的绝缘劣化的诊断部，所述诊断部包括：电流采样部，其在所述载波信号的峰或谷或峰、谷两者的时机检测所述电流传感器的电流而得到电流检测值；提取部，其在所述电流的检测时机在从所述电压指令值与所述载波信号交叉的时机起的一定时间以内的情况下，提取符合条件的检测时机时的所述电流检测值用于绝缘诊断；指标值计算部，其从提取出的所述电流检测值计算用于诊断的指标值；和绝缘劣化检测部，其基于计算出的所述指标值的相对于正常状态的变化来检测所述回转机械或变压器的绕组的绝缘劣化。劣化。劣化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置、使用它的系统及其诊断方法
[0001]本专利技术涉及与电动机或发电机等回转机械或变压器连接并与它们进行电功率的授受的电力转换装置、使用它的系统及其诊断方法。
技术介绍
[0002]电动机或发电机等回转机械因突发故障而停止时，会产生较大的损害。特别是工厂设备等中使用的电动机的突发故障导致的停止，会迫使生产设备的运转率降低和生产计划的修改等，影响较大。因此，保持在实际环境中使用的状态地高精度地实施故障征兆诊断、防止电动机的突发故障的需求正在提高。
[0003]另一方面，随着太阳能发电和风力发电等可再生能源的普及，位于电力转换装置的下游(输出侧)的变压器正在增加。对于这样的变压器随时施加电力转换装置产生的电压脉冲，所以担心绝缘劣化的加速，要求运转中的绝缘诊断。
[0004]因这样的需求，专利文献1中，公开了从电力转换装置对电动机施加阶梯状的电压、对电流高速地进行采样并提取振铃的峰值和频率、检测线圈绝缘的劣化的技术。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：美国专利申请公开第2014/0176152号说明书
技术实现思路
[0008]专利技术要解决的课题
[0009]专利文献1中，公开了从电力转换装置对电动机施加阶梯状的电压、对电流高速地进行采样并提取振铃的峰值和频率、检测线圈绝缘的劣化的技术。但是，该技术中，以能够直接计测振铃波形的程度高速地进行采样，所以存在计测设备昂贵的问题。
[0010]本专利技术是为了解决上述现有技术具有的问题而得出的，目的在于提供一种具备低成本且早期地检测回转机械或变压器的绝缘故障的征兆的功能的电力转换装置。
[0011]用于解决课题的技术方案
[0012]举出用于解决上述课题的本专利技术的“电力转换装置”的一例，是一种电力转换装置，具有逆变器电路和对载波信号与电压指令值进行比较来生成驱动所述逆变器电路的PWM信号的PWM信号生成部，所述电力转换装置与具有绕组的回转机械或变压器连接来进行电功率的授受，其包括：检测与所述回转机械或变压器进行授受的电流的电流传感器；和诊断所述回转机械或变压器的绕组的绝缘劣化的诊断部，所述诊断部包括：电流采样部，其在所述载波信号的峰或谷或峰、谷两者的时机检测所述电流传感器的电流而得到电流检测值；提取部，其在所述电流的检测时机在从所述电压指令值与所述载波信号交叉的时机起的一定时间以内的情况下，提取符合条件的检测时机时的所述电流检测值用于绝缘诊断；指标值计算部，其从提取出的所述电流检测值计算用于诊断的指标值；和绝缘劣化检测部，其基于计算出的所述指标值的相对于正常状态的变化来检测所述回转机械或变压器的绕
组的绝缘劣化。
[0013]另外，举出本专利技术的“使用电力转换装置的系统的诊断方法”的一例，其中所述系统包括具有逆变器电路和对载波信号与电压指令值进行比较来生成驱动所述逆变器电路的PWM信号的PWM信号生成部的电力转换装置，以及与所述电力转换装置连接来进行电功率的授受的、具有绕组的回转机械或变压器，所述系统的诊断方法包括：在所述载波信号的峰或谷或峰、谷两者的时机检测来自电流传感器的电流而得到电流检测值的步骤，其中所述检测电流传感器检测与所述回转机械或变压器进行授受的电流；在所述电流的检测时机在从所述电压指令值与所述载波信号交叉的时机起的一定时间以内的情况下，提取符合条件的检测时机时的所述电流检测值用于绝缘诊断的步骤；从提取出的所述电流检测值计算用于诊断的指标值的步骤；和基于计算出的所述指标值的相对于正常状态的变化来检测所述回转机械或变压器的所述绕组的绝缘劣化的步骤。
[0014]专利技术的效果
[0015]根据本专利技术，能够提供一种具备低成本且早期地检测回转机械或变压器的绝缘故障的征兆的功能的电力转换装置。
[0016]上述以外的课题、结构和效果，将通过以下实施方式的说明而说明。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的实施例1的电力转换装置和使用它的系统的基本结构图。
[0018]图2是脉冲宽度调制中的电压脉冲串的代表例。
[0019]图3是实施例1的电力转换装置中产生的代表性的振铃电流波形。
[0020]图4是实施例1的电力转换装置中的电流采样的概念图。
[0021]图5是实施例1的电力转换装置中的载波信号、PWM脉冲、相电流的概略图。
[0022]图6是对实施例1的电力转换装置所具有的回转机械或变压器的绝缘劣化进行诊断的流程图。
[0023]图7是表示实施例1的控制/诊断部的详情的模块结构图。
[0024]图8是本专利技术的实施例2的电力转换装置和使用它的系统的基本结构图。
[0025]图9是本专利技术的实施例3的电力转换装置中的载波信号、PWM脉冲、相电流的概略图。
[0026]图10是本专利技术的实施例4的电力转换装置和使用它的系统的基本结构图。
[0027]图11是采用了本专利技术的电力转换装置的泵、空气压缩机、输送台的概略图。
[0028]图12是采用了本专利技术的电力转换装置的太阳能发电系统的概略图。
具体实施方式
[0029]以下，使用附图说明本专利技术的实施例。另外，在用于说明实施例的各图中，对于相同的构成要素尽可能附加相同的名称、符号，省略其反复的说明。
[0030]实施例1
[0031]图1是本专利技术的实施例1的电力转换装置和使用它的系统的基本结构图。该系统包括：具有直流电源11、逆变器主电路12、栅极驱动器13、控制/诊断部14、显示部15、电流传感器16a、16b、16c的电力转换装置10，和与电力转换装置10连接并进行电功率的授受的回转
机械20。直流电源11可以是对来自交流电源的输入进行整流的电源，也可以是蓄电池或电容器。而且，直流电源11也可以设置在电力转换装置10的外部。作为回转机械的电枢线圈21，图1中示出了星形连接的情况，但也可以是三角形连接。另外，此处示出了使用3根供电线的三相电动机的情况，但也可以是不同的相数。
[0032]电力转换装置10中，基于用控制/诊断部14生成的PWM脉冲，用栅极驱动器13生成驱动信号，使逆变器主电路12的开关元件切换，由此用直流电源11生成驱动回转机械20的三相交流。然后，基于用电流传感器16a、16b、16c检测出的电流检测信号控制PWM脉冲的生成，并且如后所述地，用控制/诊断部14进行绝缘故障的征兆诊断，并用显示部15显示。
[0033]回转机械20的电枢线圈21的绝缘部件劣化时，在绝缘电阻降低之前，静电电容先变化。例如，绝缘部件因热和/或振动等而劣化时，在部件内部产生空隙，或在部件表面发生剥离。这样，因为空气的介电常数一般而言比绝缘部件的介电常数小，所以线圈导体
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铁芯间的静电电容表现出减少倾向。另一方面，产生的空隙或剥离中有水分进入的情况下，因为水的介电常数一般而言比绝缘部件的介电常数大，所以线圈导体
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铁芯间的静电电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力转换装置，具有逆变器电路和对载波信号与电压指令值进行比较来生成驱动所述逆变器电路的PWM信号的PWM信号生成部，所述电力转换装置与具有绕组的回转机械或变压器连接来进行电功率的授受，其特征在于，包括：检测与所述回转机械或变压器进行授受的电流的电流传感器；和诊断所述回转机械或变压器的绕组的绝缘劣化的诊断部，所述诊断部包括：电流采样部，其在所述载波信号的峰或谷或峰、谷两者的时机检测所述电流传感器的电流而得到电流检测值；提取部，其在所述电流的检测时机在从所述电压指令值与所述载波信号交叉的时机起的一定时间以内的情况下，提取符合条件的检测时机时的所述电流检测值用于绝缘诊断；指标值计算部，其从提取出的所述电流检测值计算用于诊断的指标值；和绝缘劣化检测部，其基于计算出的所述指标值的相对于正常状态的变化来检测所述回转机械或变压器的绕组的绝缘劣化。2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述绝缘劣化检测部检测所述绕组的静电电容的变化。3.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述指标值计算部将从所述电流检测值中除去低频成分之后对绝对值或平方值按一定时间合计所得到的值作为所述指标值。4.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：具有使用在学习期间中计算出的所述指标值来决定检测绝缘劣化的判断基准的功能。5.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：具有指定开始所述指标值的计算的条件的功能。6.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：具有将计算出的所述指标值与用于规定运转状态的参数一起输出的功能。7.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述载波信号是三角波。8.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述载波...
【专利技术属性】
技术研发人员：牧晃司，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：
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