变换器装置制造方法及图纸

在本发明专利技术的变换器装置中，在中断连接至电解电容器５的电源时，开关控制电路６ａ通过使变换器主电路７ａ的开关元件动作，向负载中提供电流而使该电解电容器５的电荷放电，同时电解电容器静电电容计算器１０ａ根据从来自电解电容器５的流出电流Ｉｃ和放电时间求出的放电电荷量、以及作为电解电容器５的在放电开始后的压降量的放电电压ΔＶ，算出电解电容器的静电电容。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可判别变换器装置中使用的电解电容器的寿命的变换器装置。
技术介绍
众所周知，电压型变换器装置的主电路平滑部分中使用电解电容器，但由于该电解电容器寿命有限，一般来说，如果变换器装置经过设计的一定时间后，就视为到了电解电容器的寿命，需更换电解电容器。然而，由于电解电容器的寿命随变换器装置的使用环境而产生很大程度的变化，因此有时会有如下的情况，即经过了设计的一定时间，虽然电解电容器还没有恶化，但仍将其更换；相反，虽然电解电容器已经恶化，但由于还没经过设计的一定时间，所以不认为到了电解电容器的寿命而不进行更换。专利文献1(特开平11-98854号公报)中公开了一种变换器装置，可判别变换器装置中使用的电解电容器的寿命。专利文献1中记载的将电解电容器用于主电路平滑部分的变换器装置包括电解电容器寿命判别单元，该电解电容器寿命判别单元由以下部分构成与电解电容器并联连接的放电用电阻；监视电解电容器的两端电压的电压检测部分；和判定部分，在中断向电解电容器的电压供给时，测量由放电用电阻R和电解电容器的静电电容C决定的放电时间常数t(t＝C·R)，当由该测量值计算的静电电容超出预先作为基准求出的该电解电容器的静电电容的许可范围时，则判定该电解电容器到了寿命。专利文献2(特开平11-231008号公报)公开了以精确诊断电容器的寿命为目标的电容器寿命诊断装置。在专利文献2中，在电源电压接入或施加停止后的至少一个时刻，多点采样电容器的两端电压，在从各采样电压求出时间常数T的同时，根据T/R公式，由已知的电阻值例如开关电源装置中与电容器连接的、防止涌入电流的电阻的阻值R，运算求出电容器的电容C0，相对于考虑了周围温度的变化引起的电阻的阻值R的变化±ΔR、电容器的电容变化+ΔC的电容器在理论上的最差电容Cr＝T/(R±ΔR)+ΔC而言，在判断电容器的电容C0等于或小于该电容Cr时，则判断为电容器出现了电容减小。在专利文献3(特开平11-89264号公报)公开的主电路电源放电方法中，公开了不使用放电用电阻构成的专用放电电路，而是利用与电动机组成的闭路使电流流向电动机，从而将电容器的充电剩余电压作为负载损耗而放电的技术。在专利文献3中，当对主电路的直流输入电源被断开时，将控制从电动机驱动控制变换为放电模式，利用与电动机组成的闭路，使电流流向电动机，从而将电容器的充电电压作为负载损耗、或作为使电动机和负载运转的转矩能量而进行消耗放电。在上述专利文献1或专利文献2中，存在如下问题，即因在电解电容器的寿命推算中使用了电阻(专利文献1中为放电用电阻，专利文献2中为防止涌入电流的电阻)，所以当由于电阻周围的温度变化使得电阻值变动时，在通过时间常数测定进行的电解电容器的寿命推算中，难以确保精度。此外，存在如下问题，若使电解电容器的放电中使用的电阻的热容减小，则电阻值变大，电容器输出电流减小，因此会延长放电时间的测定，相反，若减小电阻值以缩短放电时间的测定时间，则由于电阻消耗的功率变大，从而需要设置热容大的电阻，因此变换器装置尺寸将变大。另外，存在如下问题，由于在电解电容器的放电中使用的电阻与电解电容器相邻，所以即便是电阻的使用范围内的发热量，也会使得电解电容器本体温度上升，这将成为使电解电容器的静电电容变动的原因。本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，目的是得到可高精度地判断电解电容器的寿命、可精确地判断电解电容器的更换时间的变换器装置。
技术实现思路
本专利技术的变换器装置具有作为直流电源的电解电容器；具有开关元件的变换器主电路，将该电解电容器的直流电压变换为交流电压；开关控制电路，输出对该变换器主电路的开关元件进行通/断控制的控制信号；以及电解电容器静电电容计算器，算出电解电容器的静电电容，其特征在于在中断连接至电解电容器的电源时，开关控制电路通过使变换器主电路的开关元件动作，使电流流过负载，从而使电解电容器的电荷放电，同时，电解电容器静电电容计算器根据从来自电解电容器的流出电流和放电时间求出的放电电荷量、以及作为电解电容器的在放电开始后的压降量的放电电压，而算出电解电容器的静电电容，因此可掌握电解电容器的静电电容的绝对值，并可正确预测电解电容器的寿命。此外，在本专利技术的变换器装置中，在中断连接至电解电容器的电源时，开关控制电路通过使变换器主电路的开关元件动作，使电流流过负载，从而使电解电容器的电荷放电，同时，电解电容器静电电容计算器根据从由变换器主电路的输出侧设置的电流检测器检测出的变换器输出电流和变换器主电路的开关元件的通/断状态求出的放电电荷量、以及作为电解电容器的在放电开始后的压降量的放电电压，算出电解电容器的静电电容，因此可原封不动地使用在通用变换器中为了元件保护和负载控制而对各相所附加的电流检测器，并可廉价地实现电解电容器的寿命预测。还有，在本专利技术的变换器装置中，在中断连接至电解电容器的电源时，开关控制电路通过输出使变换器主电路内的特定的一相的上侧开关元件和下侧开关元件进行通/断开动作、其它相的上侧开关元件常断、下侧开关元件常通的控制信号，使电流流过负载，从而使电解电容器的电荷放电，同时，电解电容器静电电容计算器根据从流经使上侧开关元件和下侧开关元件进行通/断动作的特定一相中的电流和进行通/断动作的接通时间而求出的放电电荷量、以及作为电解电容器的在放电开始后的压降量的放电电压，算出电解电容器的静电电容，因此不需要算出放电时间，就可正确预测电解电容器的寿命。再有，在本专利技术的变换器装置中，在中断连接至电解电容器的电源时，开关控制电路通过输出使变换器主电路内的特定的一相的上侧开关元件和下侧开关元件进行通/断动作、其它相的上侧开关元件常断、下侧开关元件常通的控制信号，使电流流过负载，从而使电解电容器的电荷放电，同时，电解电容器静电电容计算器根据从由电解电容器流出的电流和进行通/断动作的接通时间而求出的放电电荷量、以及作为电解电容器的在放电开始后的压降量的放电电压，算出电解电容器的静电电容，因此可使用廉价的非绝缘电流检测器。另外，在本专利技术的变换器装置中，开关控制电路在输入侧设置比较器和电流控制器，所述比较器对在生成通/断控制变换器主电路的开关元件的控制信号时使用的电流指令值和电解电容器静电电容计算器使用的从电解电容器流出的电流或与从电解电容器流出的电流相当的电流进行比较，所述电流控制器用于防止该比较器的输出侧的过电流，因此在负载动作时，即便是在绕组的电感变化的情况下，也可控制不产生过电流，并可正确算出电解电容器的静电电容。此外，本专利技术的变换器装置包括异常信号输出电路，在由电解电容器静电电容计算器算出的电解电容器的静电电容比预先设定的第一静电电容许可值低时，输出异常信号，因此用户可容易地判定电解电容器更换时间。而且，本专利技术的变换器装置的异常信号输出电路可设定比第一静电电容许可值大的第二静电电容许可值，同时在由电解电容器静电电容计算器算出的电解电容器的静电电容比该第二静电电容许可值低时，输出事先通知信号，因此用户可判断正接近电解电容器更换时间，可准备电解电容器更换工作。附图说明图1是表示本专利技术实施方式1的变换器装置的结构图；图2是表示本专利技术实施方式2的变换器装置的结构图；图3是表示本专利技术实施方式3的变换器装置的结构图；图4是表示本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变换器装置，具有：作为直流电源的电解电容器；具有开关元件的变换器主电路，将该电解电容器的直流电压变换为交流电压；开关控制电路，输出对该变换器主电路的开关元件进行通／断控制的控制信号；以及电解电容器静电电容计算器，算出上述电解电容器的静电电容，其特征在于：在中断连接至上述电解电容器的电源时，上述开关控制电路通过使上述变换器主电路的开关元件动作，使电流流过负载，从而使上述电解电容器的电荷放电，同时，上述电解电容器静电电容计算器根据从来自上述电解电容器的流出电流和放电时间求出的放电电荷量、以及作为上述电解电容器的在放电开始后的压降量的放电电压，而算出上述电解电容器的静电电容。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：畑井彰，海野真人，大上正勝，江口清，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]