專利名稱：功率轉換裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有直流電路部的功率轉換裝置。
背景技術：
具有直流電路部的功率轉換裝置，為了穩(wěn)定控制裝置而使直流電壓平滑或抑制發(fā)生的高次諧波電流，為此目的而設置濾波電容器，但對于該濾波電容器一般適用薄膜電容器。該薄膜電容器中一般在殼體內(nèi)部放入可燃性的礦物油或植物油，擔心該油著火，另外，因為薄膜也是可燃性的，所以為了防止著火，必需熔斷器等保護機構。現(xiàn)有的功率轉換裝置采用帶分段(★^ >卜)熔斷器機構的濾波電容器等，在謀求安全性提高的同時，謀求裝置的小型、輕量化。該分段熔斷器機構在由于過電壓等外部·因素或薄膜自身的缺陷等內(nèi)部因素而在薄膜間發(fā)生短路的情況下，由流過的短路電流使熔斷器機構動作，通過僅切斷發(fā)生短路的分段，由殘留的健全分段來維持作為電容器的功能，同時，具有防止電容器殼體的破裂和著火的功能(例如下述專利文獻I )。另外，作為防止由功率轉換器的直流主電路中設置的電容器短路引起的爆炸的部件，在下述專利文獻2中提議如下保護裝置具備檢測電容器短路的檢測部件，接通與該電容器并聯(lián)連接的開關，故障電容器中不流過短路電流。專利文獻I :日本特開平8 — 3 1 6 9 0號公報(段落「O 0 I 5」、圖2、圖4)
專利文獻2 :日本特開平8 —I 4 0 2 5 7號公報(段落「0 0 0 8」、圖I)。但是，上述專利文獻I所示的功率轉換裝置存在如下問題，即由于在容許溫度以上的周圍溫度下使用的過溫度條件、或流過容許值以上的脈動電流的過負載條件等，濾波電容器的溫度上升而薄膜溫度超過耐熱溫度時，基于熔斷器機構的保護不能充分起作用而發(fā)生短路故障，有可能導致電容器殼體破裂或火災。另外，在上述專利文獻I所示的功率轉換裝置中存在如下問題，即，即便在濾波電容器在規(guī)格溫度范圍內(nèi)使用的情況下，當由于電容器制造不良等而未適當制造分段熔斷器時，因為熔斷器機構不正常動作，所以發(fā)生短路故障，電容器殼體破損，可燃性油著火，從而有可能導致火災。另外，具備檢測電容器短路的部件的上述專利文獻2所示的功率轉換裝置為了在故障電容器中不流過短路電流，接通與電容器并聯(lián)連接的開關，短路電流不流過故障電容器，但存在未示出關于檢測個別電容器短路的部件的具體方法的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況而做出，其目的在于得到一種能防止電容器的短路故障于未然的功率轉換裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的功率轉換裝置具備將直流功率轉換為交流功率的直流主電路和控制所述直流主電路的控制部，其特征在于，所述直流主電路具有構成所述直流主電路的電容器；檢測所述電容器的電壓的檢測器；以及第I放電電路，該第I放電電路包含所述電容器和第I電阻，經(jīng)由所述第I電阻使所述電容器中蓄積的電荷放電，所述控制部具有探測電路，該探測電路比較根據(jù)當所述直流主電路從電源切斷時由所述檢測器檢測的電壓初始值和所述第I放電電路的時間常數(shù)而推定的電壓變遷與由所述檢測器檢測出的電壓變遷，來生成表示發(fā)生所述電容器短路故障的征兆的探測信號。發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，因為比較根據(jù)當直流主電路從電源切斷時由檢測器檢測的電壓初始值和既定的時間常數(shù)推定的電壓變遷與由檢測器檢測的電壓變遷，來生成表示發(fā)生電容器短路故障的征兆的探測信號，所以起到能防止電容器的短路故障于未然的効果。


圖I是本發(fā)明實施方式I涉及的功率轉換裝置的構成圖。
圖2是適用于本發(fā)明實施方式I涉及的功率轉換裝置的探測電路的構成圖。圖3是表示電容器正常時的電容器電壓變遷與電容器異常時的電容器電壓變遷的比較結果的圖。圖4是表示故意混入缺陷的電容器的電壓變化圖。圖5是適用于本發(fā)明實施方式4涉及的功率轉換裝置的探測電路的構成圖。符號說明
1主電路部
2集電裝置 3第I開關
4負載
5濾波電容器
6濾波電抗器
7第2開關
8電壓檢測器
9放電電阻
10放電電路(第2放電電路)
II功率轉換電路
I2 電容器電壓運算電路
I3 比較器
I4 控制部
I5 探測電路
16控制電路
20沖擊電流抑制部。
具體實施例方式下面，參照附圖來詳細說明本發(fā)明涉及的功率轉換裝置的實施方式。此外，并非利用本實施方式來限定本發(fā)明。實施方式I.
圖I是本發(fā)明實施方式I涉及的功率轉換裝置的構成圖，圖2是適用于本發(fā)明實施方式I涉及的功率轉換裝置的探測電路的構成圖，圖3是表示電容器正常時的電容器電壓變遷與電容器異常時的電容器電壓變遷的比較結果的圖。圖I中，功率轉換裝置作為主要構成，具有直流主電路部I與控制部I 4而構成。主電路部I具有第2開關7、沖擊電流抑制部2 0、濾波電抗器6、濾波電容器(以下簡稱為「電容器」)5、電壓檢測器8、放電電路I 0和功率轉換電路I I而構成。第I開關3的一端連接于導電弓m、等集電裝置2，第I開關3的另一端連接于主電路部I的輸入側。第I開關3是當功率轉換裝置中例如發(fā)生接地(地絡)等異常時、為了切斷集電裝置2與主電路部I的電力系統(tǒng)而高速動作的開閉部。在主電路部I的輸出側連接感應電動機等負載4，主電路部I驅動控制負載4。主電路部I與第I開關3由來自控制部I 4的控制信號控制。下面，說明主電路部I的構成要素的功能。第2開關7根據(jù)來自控制電路I 6的控制信號，進行與主電路部I的輸入側電路、即沖擊電流抑制部2 0的連接、開放。沖擊電流抑制部2 0由電阻和開關構成，利用開關的動作定時來抑制來自架線的電流。電容器5 和濾波電抗器6構成濾波器電路，進行直流電壓的平滑化。電容器5的電容通常從數(shù)毫法至數(shù)十毫法。電壓檢測器8為了穩(wěn)定控制功率轉換裝置，監(jiān)測電容器5的電壓。當斷開第2開關7而裝置停止時，放電電阻(第I電阻)9使電容器5中積累的能量放電。該放電電阻9是用于確保安全性的零部件，設定其電阻值，以便電容器5的放電時間常數(shù)成為從數(shù)十秒到數(shù)分。即，構成為由電容器5和放電電阻9構成的第I放電電路使電容器8中蓄積的電荷放電。放電電路(第2放電電路)I 0是當探測電路I 5探測到異常時、使電容器5的能量快速放電并使電容器電壓下降的保護裝置。即，放電電路I 0構成為包含電阻(第2電阻)、使電容器5中蓄積的電荷放電。電容器5通常具備分段熔斷器機構等保護機構，但在因該保護機構的動作不良或過負載等而薄膜溫度上升的情況下，有時由于薄膜溫度超過耐熱溫度，從而絕緣性能下降，最終導致大規(guī)模短路故障。功率轉換裝置中采用的電容器的電容從數(shù)毫法至數(shù)十毫法，使用的直流電壓為6 0 0伏至4 0 0 0伏的范圍，所以電容器中存儲的能量為數(shù)千 數(shù)十千焦耳。這里，因為功率轉換裝置連接于架線等電力供給源，所以在電容器5短路的情況下，也從架線流入能量。通常，利用功率轉換裝置所具備的過電流保護功能，例如即便斷開第I開關3，自身的電容器5中存儲的能量和斷開第I開關3之前從電力供給源流入的能量共數(shù)十千焦耳的能量由故障電容器放電。結果，有時產(chǎn)生電容器殼體的破裂、內(nèi)部油、薄膜著火。即便在開關3斷開而與架線切斷的狀態(tài)下電容器短路故障的情況下，因為短路故障時電容器5中存儲的能量被放電,所以有可能產(chǎn)生殼體破裂、著火。從而，為了防止殼體破裂與火災，必需捕捉電容器5短路的征兆、在短路發(fā)生之前就釋放電容器5的能量。進行驗證實驗的結果，判明作為該電容器短路的征兆，產(chǎn)生電容器5的阻抗下降。認為在短路故障的情況下短路部分的薄膜溫度上升，由該溫度上升引起的絕緣特性惡化引起阻抗下降。該阻抗下降在具備放電電阻9的功率轉換裝置中，如圖3的電壓波形所示，當?shù)?開關7斷開時，呈現(xiàn)為電容器電壓的放電時間常數(shù)下降的現(xiàn)象。實線表示當?shù)?開關7斷開時，對應于由電容器5與放電電阻9的積得到的放電時間常數(shù)的電容器電壓，虛線表示因阻抗下降而放電時間常數(shù)下降時的電容器電壓。例如實驗結果判明，當電容器5正常時具有兆歐姆等級的電阻值，當電容器5異常時下降到數(shù)千歐姆。本發(fā)明實施方式涉及的功率轉換裝置通過探測電容器短路前的征兆，可防止電容器5的短路故障，并且，可防止接著發(fā)生的電容器殼體的破裂和火災的發(fā)生。因為該電容器5短路前的征兆呈現(xiàn)為電容器電壓的異常下降，所以監(jiān)測電容器5的電壓，由探測電路I 5探測電容器電壓的異常下降，將該探測信號輸入控制電路I 6，由控制電路I 6進行適當控制，從而可保護電容器5。作為監(jiān)測電容器電壓的部件，利用為了控制功率轉換裝置而通常具備的電壓檢測器8。本實施方式涉及的功率轉換裝置通過對探測電路I 5輸入來自該電壓檢測器8的電壓檢測器輸出，從而不追加新的檢測器而防止電容器5的短路故障于未然。接著說明控制部I 4?？刂撇縄 4具有控制電路I 6與探測電路I 5而構成。探測電路I 5作為電容器5的阻抗下降探測功能動作，細節(jié)以后講述?？刂齐娐稩 6接收來自探測電路I 5的探測信號，停止功率轉換電路I I的開關動作，并且使放電電路I 0動作，釋放電容器5的能量。這些動作根據(jù)從控制電路I 6輸出的控制信號而執(zhí)行。 圖2所示的探測電路I 5作為電容器5的阻抗下降探測功能動作，是由軟件構成時的實施例。例如在功率轉換電路I I和放電電路I 0停止動作的狀態(tài)下斷開第2開關7時，由放電電阻9使電容器5的能量放電，電容器5的電壓以一定的時間常數(shù)下降。圖2的電容器電壓運算電路I 2將該第2開關7的斷開條件作為觸發(fā)，例如以I + ( I + S T)所示的函數(shù)來求出電容器5正常時放電的電容器電壓。S卩，推定電容器5正常時放電的電容器電壓。其中，S表不拉普拉斯運算符，T表不將電容器5的電容C與放電電阻9相乘得到的時間常數(shù)。該推定的電壓值成為例如圖3的實線所示的電容器電壓曲線的值。即，電容器電壓運算電路I 2根據(jù)主電路部I從電源切斷時由電壓檢測器8檢測出的電壓初始值和上述時間常數(shù)來推定電壓的變遷。比較器I 3比較由電容器電壓運算電路I 2推定的電壓變遷(以下稱為「計算值」)與由電壓檢測器8檢測出的電壓變遷(以下稱為「實測值」)，在實測值低于計算值的情況下，探測電容器5的阻抗下降。來自電容器電壓運算電路I 2的計算值為如圖3的實線所示的曲線，實測值為如圖3的虛線所示的曲線，所以該虛線為低于實線的狀態(tài)。這樣在實測值低于計算值的情況下，探測電路I 5輸出表示電容器5短路前的征兆的探測信號。此時，電容器電壓的放電時間常數(shù)考慮電容器電容和放電電阻的公差，當濾波電容器正常時，設定為未探測到電容器電壓異常的值?；蛘?，為了不在電容器5異常時以外的電壓變動時誤探測，期望充分考慮探測條件。例如，當?shù)?開關7接通、放電電路I 0動作、功率轉換電路I I動作時，因為有時電容器電壓下降到計算值以下，所以進行屏蔽處理以在這種模式下不進行保護探測。控制電路I 6在接收到來自探測電路I 5的探測信號的情況下，輸出控制信號，使功率轉換電路I I的開關動作迅速停止，并且使放電電路I 0動作，釋放電容器5的能量。結果，能防止電容器5的殼體破裂和火災。另外，探測電路I 5也可構成為鎖存探測狀態(tài)。例如，在從探測電路I 5輸出有探測信號的情況下，因為有可能導致電容器殼體破裂或火災，所以期望若不連接僅特定作業(yè)者能處理的既定裝置，則不能解除功率轉換電路I I的停止狀態(tài)并再啟動。通過探測電路I 5鎖存探測狀態(tài)，例如即便在電車的駕駛員或乘務員錯誤進行保護解除操作的情況下，也能防止電容器5的短路故障等發(fā)生。另外，利用上述功能，能進一步有效抑制電容器5的短路故障引起的殼體破裂和火災的發(fā)生。另外，探測電路I 5例如以對外部裝置的既定信號、或使用未圖示的指示器來通知進行了保護探測和因保護探測而功率轉換電路I I為停止狀態(tài)。由此，因為能夠作業(yè)者能識別處于保護狀態(tài)，所以維護性提高。如上所述，本實施方式涉及的功率轉換裝置具備探測電路I 5，所述探測電路I 5以第2開關7的任一個被開放時為觸發(fā)，根據(jù)主電路部I從電源切斷時由電壓檢測器8檢測出的電壓初始值和根據(jù)電容器5及放電電阻9的值得到的時間常數(shù)，來推定電壓的變遷(正常時的電壓)，并比較所推定的電壓與由電壓檢測器8檢測的電壓變遷(異常時的電壓)，生成表示發(fā)生電容器5的短路故障的征兆的探測信號，因此能在電容器短路前探測電容器5的阻抗下降，使功率轉換電路I I停止，并且使放電電路I 0動作，迅速釋放電容器5的能量。結果，能防止電容器5的短路故障的發(fā)生和接著產(chǎn)生的電容器殼體的破裂等 的發(fā)生于未然。另外，因為上述專利文獻2所示的現(xiàn)有技術當檢測出的電容器電壓成為既定值以下時，通過輸出既定信號，切斷短路故障后的電容器，所以無法探測電容器短路前的征兆，但本實施方式涉及的功率轉換裝置能探測電容器短路前的征兆。另外，本實施方式涉及的功率轉換裝置鎖存探測狀態(tài)，所以即便在電車的駕駛員錯誤進行保護解除操作的情況下，也能有效抑制電容器5的短路故障導致的殼體破裂和火災的發(fā)生。實施方式2 .
實施方式2涉及的控制電路I 6具有如下功能在一定期間(或既定期間)不斷開第2開關7、阻抗下降的探測功能不動作的情況下，當功率轉換電路I I停止時，強制斷開第2開關7。因此，能在任意定時探測電容器5的阻抗下降。結果，能夠精度良好地探測電容器5短路前的征兆，因此能更有效防止電容器5的殼體破裂和火災。實施方式3 .
在不具備放電電阻9的功率轉換裝置中，電容器5正常時的電容器電壓由電容器5的端子間連接的功率轉換電路I I的半導體元件或電壓檢測器8等的電阻緩慢放電。另一方面，電容器5異常時的電容器5的阻抗如上所述，下降到數(shù)千歐姆程度。此時，電容器5的電壓因為沒有放電電阻9，所以以比實施方式I說明的放電時間常數(shù)小得多的時間常數(shù)放電。因此，與具備放電電阻9的功率轉換裝置相比，能快速探測電容器5的異常。這樣，本實施方式涉及的功率轉換裝置即便在不具備放電電阻9的情況下，也與實施方式I的功率轉換裝置一樣，能夠探測電容器5的阻抗下降，并且能快速探測電容器5的異常。實施方式4 .
實施方式I 3涉及的功率轉換裝置構成為在電容器短路前探測電容器5的阻抗下降，而實施方式5涉及的功率轉換裝置構成為探測電容器電壓的瞬時下降。圖4是表示故意混入缺陷的電容器的電壓變化的圖，圖5是適用于本發(fā)明實施方式4涉及的功率轉換裝置的探測電路的構成圖。作為與實施方式I 4說明的電容器短路征兆不同的電容器短路征兆，實驗結果判明產(chǎn)生電容器5的局部短路和絕緣恢復的動作。圖5中可知，盡管電容器5未達到完全短路，但因電容器5的局部短路，電容器電壓瞬時下降，之后，絕緣恢復，由于來自電源的電力供給，電壓復原的現(xiàn)象發(fā)生。實驗中使用的電容器5中，結果為約I毫秒間電壓約下降2 O O伏。已判明電容器5在多次重復這種動作之后，達到完全的短路故障。在作為電容器5的電介質的薄膜中，存在稱為自愈的特性。該所謂自愈是當薄膜的一部分中產(chǎn)生絕緣破壞時，蒸鍍的電極金屬因短路時的放電能量蒸發(fā)，電極局部消失而恢復絕緣的性質。圖4中，認為在電容器電壓變動的點，即電容器電壓從穩(wěn)定狀態(tài)下降再上升到穩(wěn)定狀態(tài)附近的部分中，在薄膜的局部區(qū)域中產(chǎn)生短路與愈合。通過探測該電容器電壓瞬時下降，能防止電容器5的短路故障與接著發(fā)生的電容器的殼體破裂和火災的發(fā)生。作為監(jiān)測電容器電壓的部件，利用為了控制功率轉換裝置而通常配備的電壓檢測器8。本實施方式涉及的功率轉換裝置通過對探測電路I 5輸入來自該電壓檢測器8的電壓檢測器輸出，從而不追加新的檢測器，僅追加基于軟件的探測邏輯，就能防止電容器5的短路故障于未然。下面，說明實施方式4涉及的探測電路I 5的構成。圖5所示的探測電路I 5是 由軟件構成探測電容器電壓的瞬時下降的電路時的實施例。圖5中示出例如探測電壓在“X”秒間下降“Y”伏的電路框圖。圖5的探測電路I 5始終比較“X”秒前的電容器電壓與當前的電容器電壓，在電容器電壓的下降為“ Y ”伏以上的情況下，探測到電容器電壓在“乂”秒間下降了“丫”伏。若以具體例說明，則設當前的電容器電壓為5 0 0伏，“X”秒為I毫秒，“X”秒前的電容器電壓為7 0 0伏，“Y”伏為I 0 0伏。探測電路I 5求出“X”秒前的電容器電壓與當前的電容器電壓的差量(=2 0 0伏)。比較器I 3比較該差量與“Y”伏，在“X”秒間下降了“Y”伏的情況下，探測電容器5的阻抗下降，輸出探測信號。即，實施方式4涉及的探測電路I 5根據(jù)主電路部I從電源切斷時由電壓檢測器8檢測出的電壓的下降率，生成表示發(fā)生電容器的短路故障的征兆的探測信號。另外，不限于圖5所示的電路構成，只要是能探測電容器電壓在“ X ”秒間下降了 “ Y ”伏的電路就可適用。電容器電壓的瞬時下降是電容器即將破壞之前發(fā)生的現(xiàn)象。因此，若是向電容器5施加有電壓的狀態(tài)，則期望探測電路I 5始終動作。但是，為了防止后述那樣的針對正常運轉時的電容器電壓下降而使功率轉換裝置停止，需要設定探測電路I 5的探測水平，以便若是電容器電壓的瞬時下降，不會誤探測。因此，首先測定電容器5瞬時短路時的電壓下降率，把握實際瞬時短路時的電壓下降率(以下稱為「電壓下降率A」)。而且，把握電容器5未瞬時短路、功率轉換裝置正常動作時的電容器5的電壓下降率(以下稱為「電壓下降率B」)。然后，將探測電路I 5的探測水平設定在電壓下降率A與電壓下降率B之間。S卩，探測電路I 5中，將由電壓檢測器8檢測出的電壓的瞬時下降的探測水平設定在電容器5的瞬時短路時的電壓下降率與正常運轉時能發(fā)生的電壓下降率之間。在連接于直流架線的電車的情況下，存在電容器電壓變動等各種外在因素。因此，抽取在功率轉換裝置正常的情況下電壓下降的因素，把握此時的電壓下降率對于為防止保護電路的誤探測是重要的。作為正常運轉時電容器電壓下降的因素，可考慮到架線電壓的驟變引起的電容器電壓的振動、事故等架線接地引起的電容器電壓的急劇下降、向負載供電時架線停電引起的電容器電壓的下降等。本實施方式涉及的探測電路I 5的探測水平設定在這種條件下的電壓下降率B與實際電容器瞬時短路時的電壓下降率A之間。由此，實現(xiàn)使探測功能始終動作且在電容器的異常時以外不誤探測，僅電容器5的瞬時短路時能探測異常的保護功能。此外，因為電容器電壓的瞬時下降是電容器5即將短路故障之前的現(xiàn)象，所以控制電路I 6在接收到來自探測電路I 5的探測信號的情況下，輸出控制信號，使功率轉換電路I I迅速停止，使放電電路I 0動作，釋放電容器5的能量。另外，探測電路I 5與實施方式I 一樣，鎖存探測狀態(tài)以便功率轉換裝置無法運轉，并且對未圖示的外部裝置或指示器通知保護探測，。如上所述，本實施方式涉及的功率轉換裝置將探測電容器電壓的瞬時下降的探測水平設定在電容器的瞬時短路時的電壓下降率A與正常運轉時能發(fā)生的電壓下降率B之間，因此能僅探測電容器5的瞬時短路。結果，與實施方式I的功率轉換裝置相比，能進一步提聞可罪性。此外，本實施方式涉及的探測電路I 5與實施方式I涉及的探測電路I 5—樣，也可構成為保持電壓下降的探測狀態(tài)。另外，本實施方式涉及的控制電路I 6與實施方式2涉及的控制電路I 6 —樣，也可構成為在既定期間不斷開第2開關7，而在阻抗下降的·探測功能未動作的情況下，功率轉換電路I I停止時，強制斷開第2開關7。實施方式5 .
放電電路I 0的目的在于當電容器5異常時，在短時間使電容器5的能量放電而降低電容器電壓。因此，還設想通過放電電路I 0的設定，從而放電電路I 0動作時的電壓下降率(以下稱為「電壓下降率C」)與電容器5的瞬時短路時的電壓下降率A成為相同程度。這里，在執(zhí)行電容器5的瞬時短路以外的因素引起的保護動作，通過該保護動作而放電電路
I0執(zhí)行了放電的情況下，探測電路I 5無論電容器5是否正常，均存在誤探測為發(fā)生電容器5的瞬時短路的可能性。即，還由電壓檢測器8檢測放電電路I 0動作時的電容器電壓，若電壓下降率C與電壓下降率A程度相同，則探測電路I 5會誤探測為發(fā)生了電容器5的瞬時短路。結果，有時控制電路I 6會因來自探測電路I 5的控制信號而使功率轉換電路I I停止。為了防止這種誤探測，實施方式5涉及的探測電路I 5具備屏蔽功能，在執(zhí)行電容器5的瞬時短路以外的因素引起的保護動作，通過該保護動作而放電電路I 0執(zhí)行放電的情況下，根據(jù)來自控制電路I 6的既定指令，屏蔽電容器5的瞬時短路的探測功能。SP，實施方式5涉及的探測電路I 5僅在放電電路I 0因電容器5的瞬時短路以外的因素而動作時的電壓下降率與電容器5的瞬時短路時的電壓下降率程度相同時，才屏蔽電壓下降的探測功能。由此，即便在未發(fā)生電容器電壓的瞬時下降的情況下而放電電路I 0動作時，也能避免如上所述的誤探測。結果，防止因誤探測而使功率轉換裝置停止，能繼續(xù)功率轉換電路I I的動作。也可不由軟件、而由分立的電子零部件來構成實施方式I 5涉及的探測電路
I5。此時，在能夠得到與實施方式I 5 —樣的効果的同時，能減輕控制部I 4的處理負擔。另外，上述說明中舉例說明電車的功率轉換裝置的情況作為本發(fā)明的用途，但只要是在直流主電路部I中具備電容器5的裝置則能適用，具有防止電容器的短路故障的效果。產(chǎn)業(yè)上的可利用性
如上所述，本發(fā)明可適用于具有直流電路部的功率轉換裝置，尤其是用作能抑制功能下降且使檢查作業(yè)的效率提高的發(fā)明。 ·
權利要求
1.一種功率轉換裝置，具備將直流功率轉換為交流功率的直流主電路和控制所述直流主電路的控制部，其特征在于， 所述直流主電路具有 電容器，構成所述直流主電路；檢測器，檢測所述電容器的電壓；以及第I放電電路，包含所述電容器和第I電阻，經(jīng)所述第I電阻使所述電容器中蓄積的電荷放電， 所述控制部具有 探測電路，比較根據(jù)當所述直流主電路從電源切斷時由所述檢測器檢測的電壓初始值和所述第I放電電路的時間常數(shù)而推定的電壓變遷與由所述檢測器檢測的電壓變遷，生成表示發(fā)生所述電容器短路故障的征兆的探測信號。
2.根據(jù)權利要求I所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述直流主電路具有 第2放電電路，包含第2電阻，經(jīng)由所述第2電阻使蓄積在所述電容器中的電荷放電， 所述控制部具備 控制電路，在接收到來自所述探測電路的探測信號的情況下，使所述第2放電電路動作。
3.—種功率轉換裝置，具備將直流功率轉換為交流功率的直流主電路和控制所述直流主電路的控制部，其特征在于， 所述直流主電路具有 電容器，構成所述直流主電路；檢測器，檢測所述電容器的電壓；以及第I放電電路，包含所述電容器和第I電阻，經(jīng)由所述第I電阻使所述電容器中蓄積的電荷放電， 所述控制部具有 探測電路，根據(jù)當所述直流主電路從電源切斷時由所述檢測器檢測出的電壓從穩(wěn)定狀態(tài)下降并再次上升到穩(wěn)定狀態(tài)附近時的瞬時下降的斜率，生成表示發(fā)生所述電容器短路故障的征兆的探測信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的功率轉換裝置，其特征在于， 在所述探測電路中，將由所述檢測器檢測出的電壓的瞬時下降的探測水平設定在所述電容器的瞬時短路時的電壓下降率與正常運轉時能發(fā)生的電壓下降率之間。
5.根據(jù)權利要求3所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述直流主電路具有 第2放電電路，包含第2電阻，經(jīng)由所述第2電阻使所述電容器中蓄積的電荷放電， 所述探測電路 僅在所述第2放電電路動作時的電壓下降率為與所述電容器的瞬時短路時的電壓下降率相同程度的情況下，才屏蔽電壓下降的探測功能。
6.根據(jù)權利要求I或3所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述探測電路在探測到所述電容器的異常的情況下，鎖存探測狀態(tài)。
7.根據(jù)權利要求I或3所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述探測電路將檢測出發(fā)生所述電容器短路故障的征兆通知給外部。
8.根據(jù)權利要求I或3所述的功率轉換裝置，其特征在于， 所述控制電路在所述直流主電路在既定期間未從電源切斷的情況下，從電源切斷所述直流主電路。·
全文摘要
一種功率轉換裝置，具備將直流功率轉換為交流功率的主電路部(１)(直流主電路)和控制直流主電路的控制部(１４)，其中，直流主電路具有檢測電容器電壓的電壓檢測器(８)(檢測器)和使電容器(５)的能量放電的放電電路(１０)，控制部(１４)具備探測電路(１５)，根據(jù)從電源切斷主電路部(１)的狀態(tài)下的來自電壓檢測器(８)的電壓值，推定正常時的電容器電壓，并探測發(fā)生電容器短路故障的征兆；以及控制電路(１６)，在接收到來自探測電路(１５)的探測信號的情況下，輸出使放電電路(１０)動作的控制信號。
文檔編號H02H7/16GK102762406SQ20108006465
公開日2012年10月31日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權日2010年2月25日
發(fā)明者村端章浩 申請人:三菱電機株式會社