JPH08116675A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH08116675A
JPH08116675A JP6251116A JP25111694A JPH08116675A JP H08116675 A JPH08116675 A JP H08116675A JP 6251116 A JP6251116 A JP 6251116A JP 25111694 A JP25111694 A JP 25111694A JP H08116675 A JPH08116675 A JP H08116675A
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JP
Japan
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main circuit
failure
power
load
inverter main
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JP6251116A
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English (en)
Inventor
Yozo Makino
洋三 牧野
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 主回路の故障発生にも迅速な復旧を可能にす
る。 【構成】 半導体スイッチで構成するインバータ主回路
を2Aとその予備用の2Bを分離構成し、切換スイッチ
11、12の切り替えで共通の電源と負荷を切り替える
構成とし、制御装置3は2つの主回路に同じドライブ信
号を与え、運転中のインバータ主回路に故障が検出され
たときに切換スイッチを切り替えることで装置運転の継
続を可能にする。また、インバータ主回路を分離構成す
ることにより一方の運転中に故障したインバータ主回路
の修理・交換を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を主回路ス
イッチング素子とする電力変換装置に係り、特に主回路
の故障復旧対策を施した装置に関する。
【0002】
【従来の技術】インバータやコンバータ等の電力変換装
置は、トランジスタやGTO等の半導体素子を主回路ス
イッチング素子とし、直流や交流の電力変換を行い、負
荷に電圧や周波数を制御した電力供給を行う。
【0003】これら電力変換装置は、各種製造システム
やコンピュータシステムに設けられるときは、システム
の多くの箇所に設けられ、システムの重要な電源装置に
なる。
【0004】図5は、従来の電圧形インバータ構成例を
示す。交流電源からの入力を整流器1で直流電力に変換
し、これをインバータ主回路2で電圧と周波数を制御し
た交流電力に変換し、誘導電動機等の負荷に供給する。
【0005】インバータ主回路2の制御装置3は、整流
器1の直流出力を制御電源とし、制御部3Aにより指令
信号に応じたゲート信号を発生し、ドライバ部3Bによ
りゲート信号を増幅してインバータ主回路2の各半導体
スイッチのドライブ信号を得る。4は平滑コンデンサ5
の初期充電用電流制限回路、6は過電流保護用のヒュー
ズである。
【0006】なお、整流器1を電圧制御機能を持つコン
バータとする構成の場合があるし、負荷に制御した直流
電力を供給するにはコンバータから直接に負荷に供給す
る構成やインバータ主回路2に代えてチョッパ主回路を
設ける構成など、要求される仕様に応じて種々の電力変
換装置に構成される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置に
おいて、装置故障は、主回路の半導体スイッチの故障が
原因となることが多い。コンバータも含めた主回路の故
障には、主回路が制御装置に比べて大形一体型かつ高価
な装置になるため、半導体スイッチなどの回路部品の交
換で対応している。
【0008】このため、電力変換装置の故障には、装置
運転を一旦停止し、故障部品を交換することになり、長
時間の運転停止になる。
【0009】特に、電力変換装置がシステムの主要電源
として組み込まれる場合にはシステム全体の長時間ダウ
ンになる。
【0010】また、電力変換装置がエレベータ用インバ
ータとなる場合には、電力変換装置の故障で乗員をエレ
ベータかご内に閉じ込めてしまう恐れがある。
【0011】本発明の目的は、主回路の故障発生にも迅
速な復旧を可能にする電力変換装置を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、半導体スイッチで構成する主回路とその
ドライブ部と制御部を有して負荷に電力を供給する電力
変換装置において、前記主回路は互いに分離構成した2
つの主回路構成としかつ切換スイッチの切り替えで共通
の電源と負荷を切り替える構成とし、前記制御部は前記
ドライブ部を通して前記2つの主回路に同じドライブ信
号を与え、運転中の主回路に故障が検出されたときに前
記切換スイッチを切り替える構成としたことを特徴とす
る。
【0013】
【作用】装置故障の原因となる確率が高い主回路には予
備の主回路を設けておき、運転中の主回路の故障には迅
速に予備の主回路に切り替えることで装置運転の継続を
可能にする。
【0014】また、主回路を互いに分離構成することに
より一方の運転中に故障した主回路の修理・交換を可能
にする。
【0015】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す回路図であ
り、図5と同じものは同一符号で示す。
【0016】インバータ主回路2A、2Bは、トランジ
スタやIGBT、GTOなどの半導体スイッチを使った
電圧形インバータ主回路に構成され、それぞれ直流入力
側にヒューズ6A,6Bが設けられる。
【0017】このうち、インバータ主回路2Bは、イン
バータ主回路2Aの予備用であり、通常時には整流器1
側の直流電源にインバータ主回路2Aが接続され、イン
バータ主回路2Aの故障発生時にはインバータ主回路2
Bが接続されるよう切換スイッチ11による切換回路が
設けられる。
【0018】インバータ主回路2A、2Bの出力側は、
切換スイッチ12によって出力を切り替えて負荷に電力
を供給する構成にされる。この切換スイッチ12は、切
換スイッチ11の切り替えと連動して切り替え制御され
る。
【0019】制御装置3は、両インバータ主回路2A、
2Bに同じドライブ信号を与え、両インバータ主回路2
A、2Bのドライブ信号の位相を同じにしておく。
【0020】また、制御装置3は、インバータ主回路2
Aの故障検出により切換スイッチ11、12をインバー
タ主回路2B側に切り替え、インバータ主回路2Bの故
障検出により切換スイッチ11、12をインバータ主回
路2A側に切り替える。
【0021】また、インバータ主回路2Aと2Bは、互
いに分離した構成にされ、一方の運転中に他方の修理・
交換を可能にする。
【0022】本実施例によれば、図2に故障発生に対す
る復旧のフローチャートを示すように、インバータ主回
路2Aが健全な通常時には、切換スイッチ11、12が
インバータ主回路2A側に切り替えられており、制御装
置3による制御によってインバータ主回路2Aから負荷
に電力を供給する。
【0023】そして、インバータ主回路2Aに故障が発
生したときに制御装置3による切換スイッチ11、12
の瞬時の切り替えがなされ、インバータ主回路2Bによ
る負荷への電力供給がなされ、負荷の運転継続になる。
このとき、インバータ主回路2Aは故障原因の究明と半
導体スイッチ等の交換・修理がなされる。
【0024】同様に、インバータ主回路2Bの故障発生
には、インバータ主回路2A側への切り替えがなされ
る。
【0025】この切り替えには、両インバータ主回路2
A、2Bを同じ位相・電圧・周波数にした同期化出力に
なり、負荷にトルクショック等を発生することがない。
【0026】図3は、制御装置3による故障検出回路の
実施例を示す。インバータ主回路2A又は2Bの故障状
況は、多くは各相の上下アームが短絡することになる。
そこで、本実施例では、何れの相の短絡故障にも過大な
直流電流が発生することを利用し、インバータ主回路の
直流側電流から故障を検出する。
【0027】このための故障検出回路は、インバータ主
回路に直列のヒューズ6A(または6B)に警報ヒュー
ズとマイクロスイッチで構成する警報接点13を設け、
この接点信号をフォトカプラ14で絶縁して故障検出信
号として取り出し、制御装置3に与える。
【0028】なお、インバータ主回路の故障としては出
力の欠相の場合があり、この故障検出には出力側の各相
電流の検出によってなされる。
【0029】これら故障検出手段の検出信号は、論理和
演算によって制御装置3に取り込まれ、何れか1つの故
障検出によりインバータ主回路の切り替えがなされる。
【0030】図4は、本発明の他の実施例を示す。図1
の実施例ではドライバ部をインバータ主回路2A、2B
の共通のものとして制御装置3に設けるが、本実施例で
はドライバ部2AD,2BDをインバータ主回路2A、2
Bにそれぞれ専用のものとして設ける。
【0031】これにより、制御部3Aは、共通のゲート
信号をドライバ部2AD,2BDに与え、インバータ主回
路2A、2Bを専用のドライバ部によりドライブする。
また、ドライバ部2AD,2BDの電源はそれぞれ切換ス
イッチ11を通して与える。
【0032】本実施例では、ドライバ部をインバータ主
回路2A、2Bの専用のものとするため、ドライバ部2
D,2BDの故障に対しても故障復旧を可能にする。こ
のときの故障検出手段は他の実施例と同じで良いし、ド
ライバ部に専用のものを設けても良い。
【0033】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、主回路
は互いに分離構成した2つの主回路構成としかつ切換ス
イッチの切り替えで共通の電源と負荷を切り替える構成
とし、制御部はドライブ部を通して2つの主回路に同じ
ドライブ信号を与え、運転中の主回路に故障が検出され
たときに切換スイッチを切り替える構成としたため、装
置故障の原因となる確率が高い主回路の故障には迅速に
予備の主回路に切り替えることができ、装置運転の継続
を可能にする。
【0034】また、主回路を分離構成するため、一方の
主回路による運転中に故障した主回路の修理・交換が可
能となる。
【0035】特に、生産システムやエレベータの電源装
置として組み込まれる場合には、システムダウンや乗員
閉じ込めの防止に効果的となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図。
【図2】実施例のフローチャート。
【図3】本発明の他の実施例を示す故障検出回路。
【図4】本発明の他の実施例を示す構成図。
【図5】従来のインバータ構成例。
【符号の説明】
2、2A、2B…インバータ主回路 3…制御装置 6、6A、6B…ヒューズ 11、12…切換スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体スイッチで構成する主回路とその
    ドライブ部と制御部を有して負荷に電力を供給する電力
    変換装置において、 前記主回路は互いに分離構成した2つの主回路構成とし
    かつ切換スイッチの切り替えで共通の電源と負荷を切り
    替える構成とし、 前記制御部は前記ドライブ部を通して前記2つの主回路
    に同じドライブ信号を与え、運転中の主回路に故障が検
    出されたときに前記切換スイッチを切り替える構成とし
    たことを特徴とする電力変換装置。
JP6251116A 1994-10-18 1994-10-18 電力変換装置 Pending JPH08116675A (ja)

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