[發(fā)明專利]電力轉(zhuǎn)換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810092546.9
• 申請日: 2008-04-18
• 公開（公告）號: CN101291114A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 竹田順二
• 申請（專利權(quán)）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(shù)領(lǐng)域

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

背景技術(shù)

例如，作為對要求較寬的旋轉(zhuǎn)速度的控制范圍的工廠的機械進行驅(qū)動、 或者對驅(qū)動電梯的感應電動機進行驅(qū)動的驅(qū)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(zhuǎn)換成直流進而通過逆變器將該直流轉(zhuǎn)換成 具有任意的頻率以及振幅(電壓)的交流的電力轉(zhuǎn)換裝置。

圖11是表示基本的電力轉(zhuǎn)換裝置的概略結(jié)構(gòu)的電路圖。從交流電源1 供給的三相交流，由電力轉(zhuǎn)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(guān)元件7的并聯(lián)電路8橋接。在橋接的各并 聯(lián)電路8的中間點(交流側(cè)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(qū)動控制部9的各PWM(脈沖寬度調(diào)節(jié))信號高速 對該逆變器5的各開關(guān)元件7進行通斷控制，由此能夠?qū)⑤斎氲闹绷鬓D(zhuǎn)換 成具有任意的頻率以及電壓的三相交流，經(jīng)由電力線13提供給交流的電動 機10。

在這樣的結(jié)構(gòu)的電力轉(zhuǎn)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(cè)的各并聯(lián)電路8(二極管6、開關(guān)元件7)的各正極 端子的導體稱作正極側(cè)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(cè)的各并聯(lián)電路8(二極管6、開關(guān)元件7)的各 負極端子的導體稱作負極側(cè)主導體12。

在這樣構(gòu)成的電力轉(zhuǎn)換裝置2中，如果產(chǎn)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(diào)節(jié))信號進行通斷控制的、被組裝在逆變器5中的開關(guān)元件7的短路 異常。因此，需要簡單地檢測該開關(guān)元件7的短路異常的方法。

圖12是表示組裝有該開關(guān)元件7的短路異常的檢測功能的電力轉(zhuǎn)換裝 置2的電路圖。與平滑電容器4并聯(lián)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(chǎn) 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(zhuǎn)換裝置2工作期間，當在串聯(lián)間插在逆變器5的正 極側(cè)主導體11與負極側(cè)主導體12之間的一對并聯(lián)電路8的各開關(guān)元件7 上產(chǎn)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(cè)主導體11、各開關(guān)元件7與負極側(cè)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(jié)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(guān)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(guān)元件7的短路異常的檢測功能的電力 轉(zhuǎn)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(guān)元件7的短路異常，對于圖11的基本的電力轉(zhuǎn)換裝 置2，追加的結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)目增加。進而，還存在如下問題，即，由于電力 轉(zhuǎn)換裝置2內(nèi)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(zhuǎn)換裝置2整體的電力轉(zhuǎn)換特性的劣化。

另外，也考慮了在正極側(cè)主導體11或負極側(cè)主導體12上直接間插電 流計、測定在開關(guān)元件7的短路時在正極側(cè)主導體11或負極側(cè)主導體12 中流動的放電電流的方法。然而，此時正極側(cè)主導體11或負極側(cè)主導體 12的構(gòu)造復雜并且構(gòu)件數(shù)目增加，所以電力轉(zhuǎn)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(chǎn)率的降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(zhuǎn)換裝 置，其幾乎不對作為電力轉(zhuǎn)換裝置的基本結(jié)構(gòu)進行變更，僅附加簡單的構(gòu) 件，能夠簡單且可靠地檢測逆變器的開關(guān)元件的短路異常，廉價且能夠提 高可信性的。

本發(fā)明應用于電力轉(zhuǎn)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(guān)元件與二極管的并聯(lián)電路橋接而成，將由平滑電容器除去高 頻成分后的直流轉(zhuǎn)換成交流而輸出的逆變器；和對該逆變器的各開關(guān)元件 進行通斷控制的驅(qū)動控制部。