[發明專利]電力轉換裝置

有效

• 申請號: 200710149133.5
• 申請日: 2007-09-04
• 公開（公告）號: CN101202515A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 毛江鳴;井堀敏;龜澤友哉;廣田雅之;平賀正宏
• 申請（專利權）人: 株式會社日立產機系統
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M1/00;G05D23/19;H02H7/085
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及電力轉換裝置。

背景技術

由于電力轉換裝置內的功率半導體發生較大的損失，因而采用對由該損失所產生熱量進行冷卻的構造。即，具備冷卻翼片和冷卻風扇(fan)，使得來自作為發熱體的功率(power)半導體的熱量傳導給冷卻翼片，并通過冷卻風扇向冷卻翼片輸送空氣進行熱交換，通過空氣冷卻方式進行放熱。

在專利文獻1(日本特開平7-154976號公報)中，為了使冷卻風扇的壽命更長，檢測搭載有由功率半導體構成的各模塊的冷卻翼片上的溫度，依據所檢測的溫度值的高低控制冷卻風扇的啟動或者停止。通過執行這樣的控制，降低冷卻風扇的劣化程度，從而延長部件的使用壽命。并且，在專利文獻2(日本特開平3-168991號公報)中公示了風冷式電力轉換裝置，當風扇電動機(fan?motor)發生短路故障時，為了抑制短路電流的流動，使用繼電器(relay)電路，在發生故障時使短路電流經由電阻進行流動。

冷卻風扇是作為通過運轉性能會降低的壽命部件而存在的，但在電力轉換裝置中所使用的元件優選使用壽命長的元件。一般的，冷卻風扇轉速相對于其初期轉速降低例如20％時的時刻被定義為冷卻風扇的壽命。為了冷卻變換器(inverter)的主元件，該冷卻風扇的轉速，優選為能夠以高的轉速旋轉，即，優選具有高轉速的冷卻風扇。

但是，即使在壽命之前，隨著時間的變化冷卻風扇的轉速也會隨著工作時間的變長而降低，或者，由于電力轉換裝置的設置環境中的塵埃和濕氣，存在引起冷卻風扇電源短路故障的問題。雖然由于冷卻風扇是旋轉體，而使用軸承(bearing)和潤滑脂(grease)，但是電力轉換裝置的設置環境依據產業業種的不同會存在很多差別，擁有理想的條件常常是很困難的。

因此，當作為電力轉換裝置的變換器的主元件的溫度檢測器檢測出過熱狀態時，要判斷出主要由下述哪種原因導致是比較困難的，所述各原因包括：由于對主元件進行冷卻的冷卻風扇的轉速降低致使冷卻能力降低；由于變換器裝置的周圍溫度上升；或者是由于冷卻風扇發生故障而停止工作。因此，在這樣的情況下，停止使用著電力轉換裝置的設備，完成原因判定并排除故障需要花相當長的時間，存在著這樣的問題。

即，能夠檢測出變換器主元件的溫度上升的狀況是由多方面的原因引起的，所以對設備進行周到完全的預防保護是不可能做到的。其結果是，當發生狀況時，判定原因和維護設備的時間不得不成為使設備停止的時間，對于設備整體來說，就成為給生產率帶來障礙的原因。因此，希望提高設備方面的使用方便性。

在專利文獻1中，公示出謀求冷卻風扇的長壽命化的結構，在專利文獻2中，公示出風扇馬達發生故障時用于保護電源電路的結構，但是沒有考慮在冷卻對象物的溫度上升時對其原因的判斷、或者，與使用著電力轉換裝置的設備停止相關的事情。

發明內容

本發明是鑒于上述問題提出的，其目的是提供即使在各種設置環境中使用也能夠實現提高設備方面的使用方便性的電力轉換裝置。

用于達成上述目的的本發明的具體實施方式如下。

在第一方式中的電力轉換裝置，其結構為，包括向交流電動機提供可變電壓可變頻率的交流電力的電力轉換電路和用于對搭載有該電力轉換電路內的功率半導體的冷卻翼片進行冷卻的冷卻風扇，具有檢測該冷卻風扇的短路的檢測電路，在通過該檢測電路檢測出短路的情況下，切斷對上述冷卻風扇的電源供給。

另外，在第二方式中的電力轉換裝置，其結構為，包括對交流電源的交流電壓進行整流將其轉換為直流電壓的正轉換器、使該正轉換器的直流電壓平滑的平滑電容器、和將上述正轉換器的直流電壓轉換為交流電壓的逆轉換器，該電力轉換裝置輸出可變電壓可變頻率的交流電力，該電力轉換裝置還包括：對構成上述正轉換器和上述逆轉換器的功率半導體進行冷卻的冷卻翼片；用于冷卻該冷卻翼片的冷卻風扇；檢測上述功率半導體的溫度的溫度檢測器；從上述平滑電容器接收直流電壓并向上述冷卻風扇供給直流電壓的開關穩壓電路(switching?regulator)；檢測向上述冷卻風扇的供給電壓的檢測電路；和控制裝置，當由上述溫度檢測器所檢測的溫度超過設定值時以停止裝置的方式進行控制，并且，當由上述檢測電路檢測出上述冷卻風扇的短路時以切斷對上述冷卻風扇的電源供給的方式進行控制。

再者，在上述兩種方式或者說其中任意一種方式中，更加優選的、具體的實施方式如下：

(1)包括在由上述檢測電路檢測到上述冷卻風扇的短路異常時，顯示短路異常的顯示部。