[發明專利]電力轉換裝置

有效

• 申請號: 200810092546.9
• 申請日: 2008-04-18
• 公開（公告）號: CN101291114A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 竹田順二
• 申請（專利權）人: 東芝電梯株式會社
• 主分類號: H02M5/44
• 分類號: H02M5/44;H02M5/458;H02H7/122;G01R31/40
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術領域

本發明涉及通過整流器將從交流電源輸入的交流暫時轉換成直流、進 而通過逆變器將該直流轉換成交流輸出的電力轉換裝置。

背景技術

例如，作為對要求較寬的旋轉速度的控制范圍的工廠的機械進行驅動、 或者對驅動電梯的感應電動機進行驅動的驅動控制裝置，采用通過整流器 將從交流電源輸入的交流暫時轉換成直流進而通過逆變器將該直流轉換成 具有任意的頻率以及振幅(電壓)的交流的電力轉換裝置。

圖11是表示基本的電力轉換裝置的概略結構的電路圖。從交流電源1 供給的三相交流，由電力轉換裝置2的整流器3全波整流為直流，通過平 滑電容器4將脈動(ripple)(高頻成分)吸收，提供給逆變器5。在該逆 變器5，將6個二極管6與開關元件7的并聯電路8橋接。在橋接的各并 聯電路8的中間點(交流側端子)連接有用于向外部輸出交流的電力線13。

然后，通過來自驅動控制部9的各PWM(脈沖寬度調節)信號高速 對該逆變器5的各開關元件7進行通斷控制，由此能夠將輸入的直流轉換 成具有任意的頻率以及電壓的三相交流，經由電力線13提供給交流的電動 機10。

在這樣的結構的電力轉換裝置2中，將連接整流器3、平滑電容器4 以及逆變器5的正極側的各并聯電路8(二極管6、開關元件7)的各正極 端子的導體稱作正極側主導體11。另一方面，將連接整流器3、平滑電容 器4以及逆變器5的負極側的各并聯電路8(二極管6、開關元件7)的各 負極端子的導體稱作負極側主導體12。

在這樣構成的電力轉換裝置2中，如果產生某種故障，則不能正常地 對電動機10進行運行控制。故障原因概率較高的是通過各PWM(脈沖寬 度調節)信號進行通斷控制的、被組裝在逆變器5中的開關元件7的短路 異常。因此，需要簡單地檢測該開關元件7的短路異常的方法。

圖12是表示組裝有該開關元件7的短路異常的檢測功能的電力轉換裝 置2的電路圖。與平滑電容器4并聯地連接檢測用電容器14，通過電流計 15檢測在該檢測用電容器14中流過的電流。異常檢測電路16組裝有：產 生與上限電流值相對應的閾值電壓Ed的電壓源17，和將由電流計15檢測 出的電流值(電壓值)與閾值電壓Ed相比較的比較器18。

然后，在該電力轉換裝置2工作期間，當在串聯間插在逆變器5的正 極側主導體11與負極側主導體12之間的一對并聯電路8的各開關元件7 上產生短路異常時，儲存在平滑電容器4以及檢測用電容器14中的電荷一 氣地流過由正極側主導體11、各開關元件7與負極側主導體12形成的放 電電路，使平滑電容器4以及檢測用電容器14放電。

其結果，由電流計15檢測出的電流值急劇上升，從異常檢測電路16 的比較器18輸出高電平的各開關元件7的“短路異常檢測信號”。

然而，在圖12所示的組裝有開關元件7的短路異常的檢測功能的電力 轉換裝置2中，也具有還沒有消除的下述問題。

即，為了檢測開關元件7的短路異常，對于圖11的基本的電力轉換裝 置2，追加的結構構件數目增加。進而，還存在如下問題，即，由于電力 轉換裝置2內的平滑電容器4和檢測用電容器14的特性偏差，有可能導致 電力轉換裝置2整體的電力轉換特性的劣化。

另外，也考慮了在正極側主導體11或負極側主導體12上直接間插電 流計、測定在開關元件7的短路時在正極側主導體11或負極側主導體12 中流動的放電電流的方法。然而，此時正極側主導體11或負極側主導體 12的構造復雜并且構件數目增加，所以電力轉換裝置2整體的制造費大幅 度上升，并且制造工序復雜化，導致生產率的降低。

發明內容

本發明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種電力轉換裝 置，其幾乎不對作為電力轉換裝置的基本結構進行變更，僅附加簡單的構 件，能夠簡單且可靠地檢測逆變器的開關元件的短路異常，廉價且能夠提 高可信性的。

本發明應用于電力轉換裝置，其具備：將從外部供給的交流整流為直 流的整流器；將由該整流器整流后的直流中所含的高頻成分除去的平滑電 容器；將開關元件與二極管的并聯電路橋接而成，將由平滑電容器除去高 頻成分后的直流轉換成交流而輸出的逆變器；和對該逆變器的各開關元件 進行通斷控制的驅動控制部。