JPS6331468A

JPS6331468A - 複数の素子の負荷分担状態監視装置

Info

Publication number: JPS6331468A
Application number: JP17436586A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Shinkai; 新開　敏樹
Original assignee: Toshiba Engineering Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp
Priority date: 1986-07-24
Filing date: 1986-07-24
Publication date: 1988-02-10
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: JPH07123348B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、複数の素子の負荷分担状態監視装置に関する
ものである。

（従来の技術）水力発電のｌｂ制御制御転回連するサイリスタ励磁装置
や周波数変換器などにおいては、高電圧・大電流形のサ
イリスタあるいはパワートランジスタ等の半導体電力素
子の複数を直列又は並列に接続して使用している。それ
らの素子は接続当初には各素子による電圧・電流の分担
が平等になるように調整可能である。しかしながら、当
初各素子による分担が平等となるようにしても、長時間
にわたる運転により素子が劣化し、さらに外部から加え
られる電気的・機械的ストレス等により前記素子が劣化
し、そのような劣化により破壊されるのが避けられない
。しかも、複数の素子中の少なくとも１つの劣化が進む
と、前記分担における平等状態が崩れ、その素子の劣化
がざらに促進される。

少なくとも１つの素子劣化が極麿に進むと、それが＠置
全体に悪影響を及ぼすのが避けられない。

〈発明が解決しようとする問題点）前記各素子が異常な状態にあるか否かを判断するために
は、各素子の分担電圧・分担電流を知得する必要がある
。そのためには、それらの電圧・電流を直接電圧・電流
として計測すればよい。しかしながら、それらの電圧・
電流は共に大きな値のものであるため、計測機器が大形
で高価なものとなるのが避けられない。電圧・電流は、
それらに応じた値を示す他の物理量から間接的に検出で
きる。そのような間接的な検出器として電圧・電流に応
じた値を示す温度に着目した温度ヒユーズ等の温度検出
器があったが、その温度検出器には、周囲温度の影響を
受けるという問題点及び検出温度の誤差が大きいという
問題点等の各種の問題点があった。また、温度検出器と
してバイメタル、サーモスタット及び測温抵抗体等によ
る温度継電器もあるが、その継電器も温度検出点が固定
されており、そのため周囲温度の影響を受けや寸く、精
度の良い温度検出が行えないという問題点があった。

本発明の目的は、複数の素子の負荷分担状態を簡単且つ
高精度に監視する装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明の負荷分担状ｇ３監視装置は、負荷分担する複数
の素子のそれぞれの温度をそれらの素子からの熱放射に
基づいて検出づる温度センサーと、それらの温度センサ
ーでの検出信号に基づいて基準信号を生成する基準信号
生成手段と、前記各検出信号と前記基準信号とを比較し
てその比較結果に基づいて異常信Ｙ５を選択的に出力す
る比較手段とを備えたものとして構成される。

（作　用）負荷分担する複数の素子のそれぞれの渇痘が温度センサ
ーによって離れた位置から検出される。

それらの検出信号に基づいて基準信号が基準信号生成手
段によって生成される。そのＳｉ準倍信号前記温度セン
サーでの複数の検出信号とそれぞれ個別に比較され、比
較結果が異常な場合、例えば、比較した信号同士の差が
予め定めた設定値よりも大きいときには、比較手段から
異常信号が出力される。

（実施例）第１図は、本発明の第１実施例の監視装置を丞すブロッ
ク図である。同図において、１，１．・・・は温度計測
対象としてのサイリスタ等の電力半導体素子を示す。２
，２．・・・は半導体素子１，１゜・・・の温度を計測
するための温度センサーであり、半導体素子１，１．・
・・と同数だけ設けられている。

温度センサー２としては、半導体素子からの熱放射をそ
の放射量に応じた電気信号に変換する各種の素子、例え
ば、赤外線ピンｌナーを用いることができる。温度セン
トナー２．２．・・・の次段には温度補正回路３，３．
・・・及びＡ／Ｄ変換器４，４．・・・を介してデジタ
ル計算機５が接続されている。温度補正回路３は、温度
セン’、ｉ−２からの出力を補正して、温度センサー２
からの出力を温度に対してリニアとするためのもので、
温度センサー２の特性曲線を修正すると共にセンサー個
々の特性のばらつきを修正する。デジタル計１３＊５は
以下のように基準信号生成手段と比較手段を備えたしの
として機能する。即ち、Ａ／Ｄ変換器４，４．・・・か
らの出力に基づいて一定時間毎の各時刻においてそれら
の全出力の平均値及び標準偏差（標準信号〉を求める。

各Ａ／Ｄ変換器４，４．・・・がらの個別の出力と平均
値との偏差を求める。それらの各偏差と標準偏差とを比
較する。その比較の結果、前者の信号のうちの１つにで
も後者の信りよりも標準偏差に定数（例えば１／４）を
掛けた設定値以上に大きいものがある場合には異常信号
を出力する。Ａ／Ｄ変換器４．４．・・・がら時間的に
連続してデジタル計算機５に入力される信号を、一定時
間毎に平均し、それらの平均信号に基づいて以上に述べ
たような信号処理を行うこともできる。

また、デジタル計算機５に以下の改能を持たせることも
できる。即ち、Ａ／Ｄ変換器４，４．・・・からの出力
に基づいて一定時間毎の各時刻においてそれらの全出力
の平均値〈標準信号）を求める。

各Ａ／Ｄ変換器４，４．・・・がらの個別の出力とその
平均値とを比較する。その比較の結果、前老の信号のう
ちの１つにでも後者の信号よりも予め定めた設定値より
も大きい場合には異常信号を出力する。さらに、デジタ
ル計算機５に以下の灘能を持たせることができる。即ち
、各Ａ／Ｄ変換７Ａ４゜４、・・・からの個別の出力と
前に述べた２種類の設定値と比較してそれらの差信号を
求める。それらの差信号を時間で微分する。その微分し
た値が予め定めた値又は標準偏差から求めた値よりも大
きい場合に異常信号を出力づる。

以上に述べた異常信号には２種類のものがあり、１つは
半導体素子１，１．・・・のいずれかが異常状態にある
ことを示す警報信号６であり、他はどの半導体素子１，
１．・・・が異常状態にあるかを示す個別異常信号７．
７．・・・である。警報信号６は個別異常信号７，７．
・・・の論理和として得られる。

個別異常信号７，７．・・・は次段のＣＲＴ８に伝えら
れ、そのＣＲＴ８にどの半導体素子１，１．・・・に異
常があるかが表示される。

第２図は、本発明の第２実施例の監視装置を示すブロッ
ク図である。同図において、１１，１１゜・・・は、第
１実施例の場合と同様に、計測対象としての半導体素子
を示す。１２．１２．・・・は第１実施例と同様の温度
センサーであり、それらの次段にはアナログスイッチ（
アナログマルチブレクリ）１３及びＡ／Ｄ変換器１４を
介してデジタル計算機１５が接続されている。アナログ
スイッチー１３は計算礪１５からの制御信号によって高
速で切換えられ、温度センサー１２．１２．・・・から
の出力信号を時間的に直列に順次ひとつずつＡ／Ｄ変換
器１４に送る。温度セン＋ｔ−１２，１２，・・・から
の出力信号はＡ／Ｄ変換器１４でデジタル信号に変換さ
れた後デジタル計算機１５に送られ、それらの信号は、
その計算１１１１５内で、第１実論例において温度補正
回路３，３．・・・で行われたのと同様に補正される。

それらの補正後の信号は、その後第１実施例の場合と同
様に処理され、異帛信号１６が出力されると共に個別異
常信号１７．１７゜・・・が出力され、ＣＲＴ１８にど
の半導体素子１１．１１、・・・が異常であるかが表示
される。

上述の本発明の実施例の監視装置には以Ｆの効果が得ら
れる。即ち、複数の半導体素子１，１１によって行われ
る負荷の分担状態を、それらの素子１．１１が発する熱
によって検出できる。このように、その検出は、半導体
素子１．ｉｉ、に加わる高電圧・大電流を直接側るもの
ではないため、各種の利点、例えば、絶縁耐圧、感電又
はノイズ等に対して特別の考慮を必要としない等の利点
がある。湿度センサー２．１２からの出力を補正機能を
もつ温度補正回路３（第１実施例）又はデジタル計算機
１５（第２実施例）で補正するようにしたので、各温度
センサ−２，１２自体の特性のばらつきや温度センサー
２．１２の電力半導体素子１．１１に対する配置位置の
ばらつきの影響等を受けにくく、精度の高い温度検出が
可能である。

さらに、各温度センサー２．１２での検出値を比較して
、異常状態にあるか否かを検出するに際し、それらの検
出値を前記の如く補正すると共に比較すべき基準信号と
してそれらの補正後の信号の標Ｑ偏差（又は平均値）を
用いるようにしたので、周囲温度の影響を受けることな
く、安定的に異常か否かを検出できる。これにより、長
期間にわたって緩やかに行われる検出しにくい半導体素
子１゜１１の劣化状態を的確に検出でき、それらの素子
１．１１の劣化の進み具合を故障とは無関係に故障に至
る前に検出できる。よって、故障する可能性のある半導
体素子を事前に検出でき、それらの半導体素子を使用し
たシステム全体としての信頼性及び稼動率を向上させる
ことができる。

〔発明の効果〕

このように本発明の監視装置によれば、複数の素子の負
荷分担状態をそれが正常な状態にあるか否かを簡単且つ
高精度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の監視装置を示づブロック
図、第２図は本発明の第２実施例の監視装置を示すブロ
ック図である。１．１１・・・半導体素子、２．１２・・・渇瓜ロン會
ナー、３・・・温度補正回路、４．１４・・・Ａ／Ｄ変
１１Ｊ！器、５．１５・・・デジタル計算機、６．１６
・・・警報信号、７．１７・・・個別異常信号、８，１
８・・−ＣＲＴ、１３・・・アナログスイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

負荷分担する複数の素子のそれぞれの温度をそれらの素
子からの熱放射に基づいて検出する温度センサーと、そ
れらの温度センサーでの検出信号に基づいて基準信号を
生成する基準信号生成手段と、前記各検出信号と前記基
準信号とを比較してその比較結果に基づいて異常信号を
選択的に出力する比較手段とを備えたことを特徴とする
複数の素子の負荷分担状態監視装置。