[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过整流器将从交流电源输入的交流暂时转换成直流、进 而通过逆变器将该直流转换成交流输出的电力转换装置。

背景技术

例如，作为对要求较宽的旋转速度的控制范围的工厂的机械进行驱动、 或者对驱动电梯的感应电动机进行驱动的驱动控制装置，采用通过整流器 将从交流电源输入的交流暂时转换成直流进而通过逆变器将该直流转换成 具有任意的频率以及振幅(电压)的交流的电力转换装置。

图11是表示基本的电力转换装置的概略结构的电路图。从交流电源1 供给的三相交流，由电力转换装置2的整流器3全波整流为直流，通过平 滑电容器4将脉动(ripple)(高频成分)吸收，提供给逆变器5。在该逆 变器5，将6个二极管6与开关元件7的并联电路8桥接。在桥接的各并 联电路8的中间点(交流侧端子)连接有用于向外部输出交流的电力线13。

然后，通过来自驱动控制部9的各PWM(脉冲宽度调节)信号高速 对该逆变器5的各开关元件7进行通断控制，由此能够将输入的直流转换 成具有任意的频率以及电压的三相交流，经由电力线13提供给交流的电动 机10。

在这样的结构的电力转换装置2中，将连接整流器3、平滑电容器4 以及逆变器5的正极侧的各并联电路8(二极管6、开关元件7)的各正极 端子的导体称作正极侧主导体11。另一方面，将连接整流器3、平滑电容 器4以及逆变器5的负极侧的各并联电路8(二极管6、开关元件7)的各 负极端子的导体称作负极侧主导体12。

在这样构成的电力转换装置2中，如果产生某种故障，则不能正常地 对电动机10进行运行控制。故障原因概率较高的是通过各PWM(脉冲宽 度调节)信号进行通断控制的、被组装在逆变器5中的开关元件7的短路 异常。因此，需要简单地检测该开关元件7的短路异常的方法。

图12是表示组装有该开关元件7的短路异常的检测功能的电力转换装 置2的电路图。与平滑电容器4并联地连接检测用电容器14，通过电流计 15检测在该检测用电容器14中流过的电流。异常检测电路16组装有：产 生与上限电流值相对应的阈值电压Ed的电压源17，和将由电流计15检测 出的电流值(电压值)与阈值电压Ed相比较的比较器18。

然后，在该电力转换装置2工作期间，当在串联间插在逆变器5的正 极侧主导体11与负极侧主导体12之间的一对并联电路8的各开关元件7 上产生短路异常时，储存在平滑电容器4以及检测用电容器14中的电荷一 气地流过由正极侧主导体11、各开关元件7与负极侧主导体12形成的放 电电路，使平滑电容器4以及检测用电容器14放电。

其结果，由电流计15检测出的电流值急剧上升，从异常检测电路16 的比较器18输出高电平的各开关元件7的“短路异常检测信号”。

然而，在图12所示的组装有开关元件7的短路异常的检测功能的电力 转换装置2中，也具有还没有消除的下述问题。

即，为了检测开关元件7的短路异常，对于图11的基本的电力转换装 置2，追加的结构构件数目增加。进而，还存在如下问题，即，由于电力 转换装置2内的平滑电容器4和检测用电容器14的特性偏差，有可能导致 电力转换装置2整体的电力转换特性的劣化。

另外，也考虑了在正极侧主导体11或负极侧主导体12上直接间插电 流计、测定在开关元件7的短路时在正极侧主导体11或负极侧主导体12 中流动的放电电流的方法。然而，此时正极侧主导体11或负极侧主导体 12的构造复杂并且构件数目增加，所以电力转换装置2整体的制造费大幅 度上升，并且制造工序复杂化，导致生产率的降低。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种电力转换装 置，其几乎不对作为电力转换装置的基本结构进行变更，仅附加简单的构 件，能够简单且可靠地检测逆变器的开关元件的短路异常，廉价且能够提 高可信性的。

本发明应用于电力转换装置，其具备：将从外部供给的交流整流为直 流的整流器；将由该整流器整流后的直流中所含的高频成分除去的平滑电 容器；将开关元件与二极管的并联电路桥接而成，将由平滑电容器除去高 频成分后的直流转换成交流而输出的逆变器；和对该逆变器的各开关元件 进行通断控制的驱动控制部。