电力转换装置以及异常检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电力转换装置以及异常检测方法。电力转换装置(100)具有：第一种指标计算部，其根据使用了直流电压检测器的检测值的指标计算诊断直流电压检测器有无异常的第一种指标；第二种指标计算部，其在第一直流电压检测器(25)和第二直流电压检测器(26)中任一方产生了检测值向预定方向变化的检测异常时，计算表现为指标变化的第二种指标；综合诊断指标计算部，其根据第二种指标来计算综合诊断指标；异常判断器(72)，其对直流电压检测器进行将假定为异常的直流电压检测器的检测值切换为根据其他直流电压检测器的检测值推定的输出推定值的动作，根据综合诊断指标的变化来判断第一直流电压检测器和第二直流电压检测器中的哪个产生了异常。中的哪个产生了异常。中的哪个产生了异常。

【技术实现步骤摘要】
电力转换装置以及异常检测方法


[0001]本专利技术涉及电力转换装置以及异常检测方法。

技术介绍

[0002]已知有将交流电源的电力转换为可变电压可变频率的电力的电力转换装置。在电力转换装置中，在直流电路中具有平滑电容器和测量该平滑电容器的两端电压的直流电压检测器，通过与该电力转换器的互连的交流系统的电力授受，直流电压被控制为恒定。
[0003]例如，作为用于确认直流电压检测器的健全性的技术，已知有根据运转时的多个信号来判断异常的技术(参照专利文献1)。
[0004]在专利文献1中，示出了为了确认直流电压检测器的健全性而根据运转中的直流电压的举动制作多个诊断指标，将多个诊断指标与基准值进行比较来判断异常的技术，但没有公开在与应用目标的电力转换装置的外部连接的马达、变压器的电路常数未知的情况下设定基准值的技术。另外，在专利文献1的技术中，即使与应用目标的电力转换装置的外部连接的马达、变压器的电路常数已知，相对于直流电压检测器的异常的指标变化量也与电路常数相应地不同，因此，需要按应用目标来设定基准值。直流电压检测器是为了控制电力转换装置的直流电压而必需的，直流电压检测器的异常会导致系统动作的不稳定，在最坏的情况下，系统有可能计划外停止，造成较大的损害。
[0005]专利文献1：日本特开2019
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195231号公报

技术实现思路

[0006]本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，提供一种即使与电力转换装置的外部连接的电路的电路常数未知，也能够适当地检测电力转换装置中的直流电压检测器的异常的技术。
[0007]为了解决上述课题，一个观点的电力转换装置具有：转换器，其将交流转换为第一电位、比第一电位低的第二电位、比所述第二电位低的第三电位；以及逆变器，其将所述第一电位、所述第二电位、所述第三电位的电压转换为交流，所述电力转换装置具有：第一平滑电容器，其连接在所述第一电位与所述第二电位之间；第二平滑电容器，其连接在所述第二电位与所述第三电位之间；第一直流电压检测器，其检测连接了所述第一平滑电容器的电位间的电位差；第二直流电压检测器，其检测连接了所述第二平滑电容器的电位间的电位差；第一种指标计算部，其在所述第一直流电压检测器和所述第二直流电压检测器中的任一方产生了检测值向预定方向变化的检测异常时，根据使用了直流电压检测器的检测值的指标来计算诊断直流电压检测器有无异常的第一种指标，所述直流电压检测器的检测值基于在包含连接了所述第一平滑电容器的电位间的电位差和连接了所述第二平滑电容器的电位间的电位差的电路中成立的电压关系式；第二种指标计算部，其在所述第一直流电压检测器和所述第二直流电压检测器中的任一方产生了检测值向预定方向变化的检测异常时，计算表现为指标的变化的第二种指标；综合诊断指标计算部，其计算对1个或2个以上
的第二种指标进行标量合成或矢量合成而得的综合诊断指标；以及异常判断部，其从所述第一直流电压检测器和所述第二直流电压检测器中假定1个产生了异常的直流电压检测器，对1个或2个以上的直流电压检测器进行将假定为异常的直流电压检测器的检测值切换为根据其他直流电压检测器的检测值推定的输出推定值的动作，根据进行了切换为所述输出推定值的动作后的综合诊断指标的变化，判断所述第一直流电压检测器和所述第二直流电压检测器中的哪一个产生了异常。
[0008]根据本专利技术，即使与电力转换装置的外部连接的电路的电路常数未知，也能够适当地检测电力转换装置中的直流电压检测器的异常。
附图说明
[0009]图1是本专利技术的第一实施方式的电力转换系统的整体结构图。
[0010]图2是上述第一实施方式的异常判断器的结构图。
[0011]图3是上述第一实施方式的指标制作部的结构图。
[0012]图4是上述第一实施方式的第一指标制作部的结构图。
[0013]图5是上述第一实施方式的第二指标制作部的结构图。
[0014]图6是上述第一实施方式的第三指标制作部的结构图。
[0015]图7A是对上述第一实施方式的2次谐波进行说明的第一图(其1)。
[0016]图7B是对上述第一实施方式的2次谐波进行说明的第一图(其2)。
[0017]图8A是对上述第一实施方式的2次谐波进行说明的第二图(其1)。
[0018]图8B是对上述第一实施方式的2次谐波进行说明的第二图(其2)。
[0019]图9是上述第一实施方式的第四指标制作部的结构图。
[0020]图10是上述第一实施方式的第五指标制作部的结构图。
[0021]图11是上述第一实施方式的第六指标制作部的结构图。
[0022]图12是上述第一实施方式的第七指标制作部的结构图。
[0023]图13是对上述第一实施方式的判定截面的提取进行说明的图。
[0024]图14A是将上述第一实施方式的异常检测器和异常检测器的增益与指标201的变化设为表进行表示的图。
[0025]图14B是将上述第一实施方式的异常检测器和异常检测器的增益与指标202的变化设为表进行表示的图。
[0026]图14C是将上述第一实施方式的异常检测器和异常检测器的增益与指标203、204的变化设为表进行表示的图。
[0027]图15A是将上述第一实施方式的异常检测器和异常检测器的增益与指标205的变化设为表进行表示的图。
[0028]图15B是将上述第一实施方式的异常检测器和异常检测器的增益与指标206、207的变化设为表进行表示的图。
[0029]图16是汇总了上述第一实施方式的异常检测器、指标、转换器侧指标、逆变器侧指标的关系的图。
[0030]图17是上述第一实施方式的直流电压信号生成部的结构图。
[0031]图18是上述第一实施方式的异常判断器进行的异常部位诊断处理的流程图。
[0032]图19是上述第一实施方式的异常判断器进行的异常部位诊断处理的流程图。
[0033]图20是表示上述第一实施方式的异常判断器的各时刻范围内的、直流电压检测器异常的情况下的直流电压检测器的状态、以及对应的流程图的编号、校正部的输入的图。
[0034]图21A是表示上述第一实施方式的异常判断器涉及的指标201的时间变化例的图。
[0035]图21B是表示上述第一实施方式的异常判断器涉及的指标203(转换器侧指标)的时间变化例的图。
[0036]图21C是表示上述第一实施方式的异常判断器涉及的指标206(逆变器侧指标)的时间变化例的图。
[0037]图21D是表示上述第一实施方式的异常判断器涉及的综合诊断指标250的时间变化例的图。
[0038]图22是表示上述第一实施方式的直流电压检测器异常的情况下的动作例的图。
[0039]图23A是表示上述第一实施方式的直流电压检测器异常的情况下的指标201的时间变化例的图。
[0040]图23B是表示上述第一实施方式的直流电压检测器异常的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力转换装置，具有：转换器，其将交流转换为第一电位、比第一电位低的第二电位和比所述第二电位低的第三电位；以及逆变器，其将所述第一电位、所述第二电位和所述第三电位的电压转换为交流，其特征在于，所述电力转换装置具有：第一平滑电容器，其连接在所述第一电位与所述第二电位之间；第二平滑电容器，其连接在所述第二电位与所述第三电位之间；第一直流电压检测器，其检测连接了所述第一平滑电容器的电位间的电位差；第二直流电压检测器，其检测连接了所述第二平滑电容器的电位间的电位差；第一种指标计算部，其在所述第一直流电压检测器和所述第二直流电压检测器中的任一方产生了检测值向预定方向变化的检测异常时，根据使用了直流电压检测器的检测值的指标来计算诊断直流电压检测器有无异常的第一种指标，所述直流电压检测器的检测值基于在包含连接了所述第一平滑电容器的电位间的电位差和连接了所述第二平滑电容器的电位间的电位差的电路中成立的电压关系式；第二种指标计算部，其在所述第一直流电压检测器和所述第二直流电压检测器中的任一方产生了检测值向预定方向变化的检测异常时，计算表现为指标的变化的第二种指标；综合诊断指标计算部，其计算对1个或2个以上的第二种指标进行标量合成或矢量合成而得的综合诊断指标；以及异常判断部，其从所述第一直流电压检测器和所述第二直流电压检测器中假定1个产生了异常的直流电压检测器，对1个或2个以上的直流电压检测器进行将假定为异常的直流电压检测器的检测值切换为根据其他直流电压检测器的检测值推定的输出推定值的动作，根据进行了切换为所述输出推定值的动作后的综合诊断指标的变化，判断所述第一直流电压检测器和所述第二直流电压检测器中的哪一个产生了异常。2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，所述电力转换装置还具有：中性点电阻，其连接在所述逆变器侧的第二电位与所述转换器侧的第二电位之间，用于抑制直流谐振，所述第一平滑电容器包含：转换器侧第一平滑电容器，其连接在比所述中性点电阻靠转换器侧的位置；以及逆变器侧第一平滑电容器，其连接在比所述中性点电阻靠逆变器侧的位置，所述第二平滑电容器包含：转换器侧第二平滑电容器，其连接在比所述中性点电阻靠转换器侧的位置；以及逆变器侧第二平滑电容器，其连接在比所述中性点电阻靠逆变器侧的位置，所述第一直流电压检测器包含：转换器侧第一直流电压检测器，其检测连接了所述转换器侧第一平滑电容器的电位间的电位差；以及逆变器侧第一直流电压检测器，其检测连接了所述逆变器侧第一平滑电容器的电位间的电位差，所述第二直流电压检测器包含：转换器侧第二直流电压检测器，其检测连接了所述转换器侧第二平滑电容器的电位间的电位差；以及逆变器侧第二直流电压检测器，其检测连接了所述逆变器侧第二平滑电容器的电位间的电位差，所述第一种指标是使用了直流电压检测器的检测值的指标，所述直流电压检测器的检测值基于在包含连接了转换器侧第一平滑电容器的电位间的电位差、连接了转换器侧第二
平滑电容器的电位间的电位差、连接了逆变器侧第一平滑电容器的电位间的电位差、连接了逆变器侧第二平滑电容器的电位间的电位差的电路中成立的电压关系式，所述第二种指标包含以下指标中的至少一方：在所述转换器侧第一直流电压检测器和所述转换器侧第二直流电压检测器中的任一方产生了检测值向预定方向变化的检测异常时，表现为指标的变化的转换器侧指标、或者在所述逆变器侧第一直流电压检测器和所述逆变器侧第二直流电压检测器中的任一方产生了检测值向预定方向变化的检测异常时，表现为指标的变化的逆变器侧指标。3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，在所述逆变器侧的第二电位与所述转换器侧的第二电位之间未连接用于抑制直流谐振的中性点电阻，所述第一平滑电容器包含与所述转换器侧连接的转换器侧第一平滑电容器和与所述逆变器侧连接的逆变器侧第一平滑电容器，所述第二平滑电容器包含与所述转换器侧连接的转换器侧第二平滑电容器和与所述逆变器侧连接的逆变器侧第二平滑电容器，所述电力转换装置还具有：第三直流电压检测器，其检测连接了所述第一平滑电容器和所述第二平滑电容器的电位间的电位差，所述第一种指标是使用了直流电压检测器的检测值的指标，所述直流电压检测器的检测值基于在包含连接了所述第一平滑电容器的电位间的电位差、连接了所述第二平滑电容器的电位间的电位差、连接了所述第一平滑电容器和第二平滑电容器的电位间的电位差的部位成立的电压关系式。4.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，所述第一种指标计算部计算逆变器和转换器间电压检测值差指标作为所述第一种指标，所述逆变器和转换器间电压检测值差指标是基于由所述转换器侧第一直流电压检测器和所述转换器侧第二直流电压检测器检测出的电压值之和、与由所述逆变器侧第一直流电压检测器和所述逆变器侧第二直流电压检测器检测出的电压值之和的差的指标。5.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，所述第一种指标计算部具有：第三直流电压检测器，其测量所述第一直流电压检测器和所述第二直流电压检测器的合计电压，计算第一以及第二平滑电容器电压检测值差指标作为所述第一种指标，所述第一以及第二平滑电容器电压检测值差指标是基于所述第一直流电压检测器的电压值和由所述第二直流电压检测器检测出的电压值之和、与所述第三直流电压检测器的电压值的差的指标。6.根据权利要求2或3所述的电力转换装置，其特征在于，所述电力转换装置还具有：转换器中性点控制装置，其根据由所述第一直流电压检测器和所述第二直流电压检测器检测出的电压值之差，生成用于将所述转换器的所述第二电位的电位调整为零的指令值，所述第二种指标计算部计算基于所述指令值的转换器中性点电压控制信号指标作为所述第二种指标。7.根据权利要求2或3所述的电力转换装置，其特征在于，所述电力转换装置还具有：交流电流检测器，其检测所述转换器的电源侧的位置处的
电流，所述第二种指标计算部计算针对所述电源侧的位置处的电流的基准偶数次谐波波形，计算转换器侧偶数次谐波电流指标作为所述第二种指标，所述转换器侧偶数次谐波电流指标是基于所述基准偶数次谐波波形、与由所述交流电流检测器检测出的电流值之积的指标。8.根据权利要求2或3所述的电力转换装置，其特征在于，所述电力转换装置还具有：交流电压检测器，其检测所述转换器的电源侧的位置处的电压，所述第二种指标计算部计算针对所述电源侧的位置处的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中秀明，秋田佳稔，景山宽，伊藤智道，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：