[go: up one dir, main page]

JP7599802B2 - Power Conversion Equipment - Google Patents

Power Conversion Equipment Download PDF

Info

Publication number
JP7599802B2
JP7599802B2 JP2021132200A JP2021132200A JP7599802B2 JP 7599802 B2 JP7599802 B2 JP 7599802B2 JP 2021132200 A JP2021132200 A JP 2021132200A JP 2021132200 A JP2021132200 A JP 2021132200A JP 7599802 B2 JP7599802 B2 JP 7599802B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
abnormality
protection circuit
converters
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021132200A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023026819A (en
Inventor
智之 山川
航平 柏木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TMEIC Corp
Original Assignee
TMEIC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TMEIC Corp filed Critical TMEIC Corp
Priority to JP2021132200A priority Critical patent/JP7599802B2/en
Publication of JP2023026819A publication Critical patent/JP2023026819A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7599802B2 publication Critical patent/JP7599802B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Description

本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a power conversion device.

変換器の異常を検知し、変換器の保護を行う保護回路を備えた電力変換装置がある。保護回路は、変換器の通常運用中は動作しない。このため、保護回路においては、装置停止時などに動作の健全性を点検することが行われている。保護回路の点検には、回路処置や外部機器の接続など、点検員による作業が必要な場合が多く、点検時間やコストの増加を引き起こしてしまう可能性がある。このため、電力変換装置においては、より簡単に保護回路の点検を行えるようにすることが望まれる。 Some power conversion devices are equipped with a protection circuit that detects abnormalities in the converter and protects it. The protection circuit does not operate during normal operation of the converter. For this reason, the protection circuit is inspected for its soundness when the device is stopped. Inspecting the protection circuit often requires work by an inspector, such as circuit treatment and connection of external devices, which can lead to increased inspection time and costs. For this reason, it is desirable to make it easier to inspect the protection circuit in power conversion devices.

特開平5-3680号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-3680

本発明の実施形態は、より簡単に保護回路の点検を行うことができる電力変換装置を提供する。 Embodiments of the present invention provide a power conversion device that makes it easier to inspect the protection circuit.

本発明の実施形態によれば、直列に接続された複数の変換器を有し、複数の前記変換器の動作により、電力の変換を行う主回路部と、前記主回路部の動作を制御する制御装置と、複数の前記変換器のそれぞれに設けられ、複数の前記変換器の異常の検出を行い、前記異常の検出に応じて保護動作を行うことにより、複数の前記変換器の保護を行う複数の保護回路と、を備え、複数の前記変換器のそれぞれは、一対の接続端子と、複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に対して並列に接続された電荷蓄積素子と、を有し、前記一対の接続端子を介して直列に接続されるとともに、前記複数のスイッチング素子のスイッチングにより、前記電荷蓄積素子の電圧を前記一対の接続端子間に出力する出力状態と、前記一対の接続端子間を導通させたバイパス状態と、前記複数のスイッチング素子をオフ状態とした停止状態と、を切り替え可能であり、前記制御装置は、前記保護回路が前記変換器の異常を検出するように前記変換器を動作させる前記変換器の異常模擬運用を行うことにより、前記保護回路の動作を確認することができ、前記制御装置は、電力の変換を行う前記主回路部の通常の運用中に、直列に接続された複数の前記変換器のうちの所定数の前記変換器について前記異常模擬運用を行い、前記異常模擬運用を行う所定数の前記変換器を順次変更することにより、複数の前記変換器のそれぞれの前記保護回路の動作を確認する電力変換装置が提供される。 According to an embodiment of the present invention, a power supply system includes a main circuit section having a plurality of converters connected in series and converting power by operation of the plurality of converters, a control device for controlling the operation of the main circuit section, and a plurality of protection circuits provided in each of the plurality of converters, detecting abnormalities in the plurality of converters and performing a protection operation in response to the detection of the abnormality, thereby protecting the plurality of converters, each of the plurality of converters having a pair of connection terminals, a plurality of switching elements, and a charge storage element connected in parallel to the plurality of switching elements, and connected in series via the pair of connection terminals, and switching the plurality of switching elements to convert a voltage of the charge storage element into a voltage of the pair of connection terminals. a bypass state in which electrical continuity is established between the pair of connection terminals, and a stopped state in which the plurality of switching elements are in an off state, and the control device can confirm the operation of the protection circuit by performing an abnormality simulation operation of the converter, which operates the converter so that the protection circuit detects an abnormality in the converter , and the control device performs the abnormality simulation operation for a predetermined number of the plurality of converters connected in series during normal operation of the main circuit unit that converts power, and confirms the operation of the protection circuit of each of the plurality of converters by sequentially changing the predetermined number of converters that are subjected to the abnormality simulation operation .

より簡単に保護回路の点検を行うことができる電力変換装置が提供される。 A power conversion device is provided that allows for easier inspection of protection circuits.

第1の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a power conversion device according to a first embodiment. 変換器を模式的に表すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a converter. 変換器の変形例を模式的に表すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a modified example of the converter. 第2の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a power conversion device according to a second embodiment. 異常模擬運用の一例を模式的に表す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of an abnormality simulation operation.

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Each embodiment will be described below with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between parts, etc. are not necessarily the same as in reality. Even when the same part is shown, the dimensions and ratios of each part may be different depending on the drawing.
In this specification and each drawing, elements similar to those described above with reference to the previous drawings are given the same reference numerals and detailed descriptions thereof will be omitted as appropriate.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図1に表したように、電力変換装置10は、主回路部12と、制御装置14と、を備える。電力変換装置10は、例えば、直流送電システムに用いられる。電力変換装置10は、直流送電システムにおいて、交流電力系統2及び一対の直流送電線3、4に接続される。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram illustrating a power conversion device according to a first embodiment.
1 , the power conversion device 10 includes a main circuit unit 12 and a control device 14. The power conversion device 10 is used in, for example, a DC power transmission system. The power conversion device 10 is connected to an AC power system 2 and a pair of DC transmission lines 3 and 4 in the DC power transmission system.

直流送電システムは、例えば、変圧器6を有する。電力変換装置10の主回路部12は、変圧器6を介して交流電力系統2に接続される。交流電力系統2の交流電力は、三相交流電力である。より詳しくは、対称三相交流電力である。変圧器6は、交流電力系統2の三相交流電力を主回路部12に対応した交流電力に変換する。変圧器6は、主回路部12に合わせて三相交流電力の各相の実効値を変化させる。変圧器6は、三相変圧器である。変圧器6は、必要に応じて設けられ、省略可能である。主回路部12には、交流電力系統2の三相交流電力を直接供給してもよい。 The DC transmission system has, for example, a transformer 6. The main circuit section 12 of the power conversion device 10 is connected to the AC power system 2 via the transformer 6. The AC power of the AC power system 2 is three-phase AC power. More specifically, it is symmetrical three-phase AC power. The transformer 6 converts the three-phase AC power of the AC power system 2 into AC power corresponding to the main circuit section 12. The transformer 6 changes the effective value of each phase of the three-phase AC power to match the main circuit section 12. The transformer 6 is a three-phase transformer. The transformer 6 is provided as necessary and can be omitted. The three-phase AC power of the AC power system 2 may be directly supplied to the main circuit section 12.

電力変換装置10は、交流電力系統2から供給された三相交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力を直流送電線3、4に供給する。また、電力変換装置10は、直流送電線3、4から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、変換後の三相交流電力を交流電力系統2に供給する。このように、電力変換装置10は、交流から直流への交直変換、及び、直流から交流への交直変換を行う。 The power conversion device 10 converts the three-phase AC power supplied from the AC power system 2 into DC power, and supplies the converted DC power to the DC transmission lines 3 and 4. The power conversion device 10 also converts the DC power supplied from the DC transmission lines 3 and 4 into three-phase AC power, and supplies the converted three-phase AC power to the AC power system 2. In this way, the power conversion device 10 performs AC-to-DC conversion from AC to DC, and DC-to-AC conversion.

例えば、直流送電線3は、直流電力の高圧側の送電線であり、直流送電線4は、直流電力の低圧側の送電線である。電力変換装置10は、直流送電線3側が高圧、直流送電線4側が低圧となるように、変換後の直流電力を直流送電線3、4に出力する。 For example, DC transmission line 3 is a high-voltage side transmission line for DC power, and DC transmission line 4 is a low-voltage side transmission line for DC power. The power conversion device 10 outputs converted DC power to DC transmission lines 3 and 4 so that the DC transmission line 3 side is high voltage and the DC transmission line 4 side is low voltage.

主回路部12は、交流電力系統2と各直流送電線3、4との間に設けられる。主回路部12は、三相交流電力から直流電力への変換、及び、直流電力から三相交流電力への変換を行う。主回路部12は、例えば、直列に接続された複数の変換器を有するマルチレベル電力変換器である。主回路部12は、例えば、MMC(Modular Multilevel Converter)型の電力変換器である。MMC型の主回路部12は、直列に接続された複数の変換器を有する。各変換器は、ハーフブリッジ接続又はフルブリッジ接続された複数のスイッチング素子と、各スイッチング素子に並列に接続された電荷蓄積素子と、を有する。主回路部12は、複数の変換器の動作により、電力の変換を行う。主回路部12は、例えば、複数の変換器の各スイッチング素子のスイッチングにより、交直変換を行う。 The main circuit unit 12 is provided between the AC power system 2 and each of the DC transmission lines 3 and 4. The main circuit unit 12 converts three-phase AC power to DC power and converts DC power to three-phase AC power. The main circuit unit 12 is, for example, a multilevel power converter having multiple converters connected in series. The main circuit unit 12 is, for example, an MMC (Modular Multilevel Converter) type power converter. The MMC type main circuit unit 12 has multiple converters connected in series. Each converter has multiple switching elements connected in half-bridge or full-bridge configuration, and a charge storage element connected in parallel to each switching element. The main circuit unit 12 converts power by the operation of the multiple converters. The main circuit unit 12 converts AC to DC by, for example, switching each switching element of the multiple converters.

制御装置14は、主回路部12に接続されている。制御装置14は、各スイッチング素子のオン・オフを制御することにより、主回路部12による三相交流電力から直流電力への変換、及び、直流電力から三相交流電力への変換を制御する。 The control device 14 is connected to the main circuit section 12. The control device 14 controls the conversion of three-phase AC power to DC power and the conversion of DC power to three-phase AC power by the main circuit section 12 by controlling the on/off of each switching element.

主回路部12は、第1及び第2の一対の直流端子20a、20bと、第1~第3の3つの交流端子21a~21cと、第1~第6の6つのアーム部22a~22fと、を有する。 The main circuit section 12 has a pair of first and second DC terminals 20a, 20b, three AC terminals (first to third) 21a to 21c, and six arm sections (first to sixth) 22a to 22f.

第1直流端子20aは、高圧側の直流送電線3に接続される。第2直流端子20bは、低圧側の直流送電線4に接続される。これにより、主回路部12によって変換された直流電力が直流送電線3、4に供給されるとともに、直流送電線3、4から供給された直流電力が主回路部12に入力される。 The first DC terminal 20a is connected to the high-voltage side DC transmission line 3. The second DC terminal 20b is connected to the low-voltage side DC transmission line 4. As a result, the DC power converted by the main circuit unit 12 is supplied to the DC transmission lines 3 and 4, and the DC power supplied from the DC transmission lines 3 and 4 is input to the main circuit unit 12.

第1アーム部22aは、第1直流端子20aに接続される。第2アーム部22bは、第1アーム部22aと第2直流端子20bとの間に接続される。第1アーム部22a及び第2アーム部22bは、各直流端子20a、20bの間に直列に接続される。 The first arm portion 22a is connected to the first DC terminal 20a. The second arm portion 22b is connected between the first arm portion 22a and the second DC terminal 20b. The first arm portion 22a and the second arm portion 22b are connected in series between the DC terminals 20a and 20b.

第3アーム部22cは、第1直流端子20aに接続される。第4アーム部22dは、第3アーム部22cと第2直流端子20bとの間に接続される。第3アーム部22c及び第4アーム部22dは、第1アーム部22a及び第2アーム部22bに対して並列に接続される。 The third arm portion 22c is connected to the first DC terminal 20a. The fourth arm portion 22d is connected between the third arm portion 22c and the second DC terminal 20b. The third arm portion 22c and the fourth arm portion 22d are connected in parallel to the first arm portion 22a and the second arm portion 22b.

第5アーム部22eは、第1直流端子20aに接続される。第6アーム部22fは、第5アーム部22eと第2直流端子20bとの間に接続される。すなわち、第5アーム部22e及び第6アーム部22fは、第1アーム部22a及び第2アーム部22bに対して並列に接続されるとともに、第3アーム部22c及び第4アーム部22dに対して並列に接続される。 The fifth arm portion 22e is connected to the first DC terminal 20a. The sixth arm portion 22f is connected between the fifth arm portion 22e and the second DC terminal 20b. That is, the fifth arm portion 22e and the sixth arm portion 22f are connected in parallel to the first arm portion 22a and the second arm portion 22b, and are connected in parallel to the third arm portion 22c and the fourth arm portion 22d.

主回路部12では、第1アーム部22a及び第2アーム部22bによって第1レグLG1が構成され、第3アーム部22c及び第4アーム部22dによって第2レグLG2が構成され、第5アーム部22e及び第6アーム部22fによって第3レグLG3が構成される。すなわち、この例において、主回路部12は、3レグ、6アームの三相インバータである。第1アーム部22a、第3アーム部22c及び第5アーム部22eは、上側アームである。第2アーム部22b、第4アーム部22d及び第6アーム部22fは、下側アームである。このように、主回路部12は、複数のスイッチング素子によって構成される複数のアーム部及び複数のレグを有する。主回路部12は、例えば、2レグ、4アームの単相インバータなどでもよい。アーム部及びレグの数は、上記に限ることなく、任意の数でよい。 In the main circuit unit 12, the first leg LG1 is formed by the first arm portion 22a and the second arm portion 22b, the second leg LG2 is formed by the third arm portion 22c and the fourth arm portion 22d, and the third leg LG3 is formed by the fifth arm portion 22e and the sixth arm portion 22f. That is, in this example, the main circuit unit 12 is a three-phase inverter with three legs and six arms. The first arm portion 22a, the third arm portion 22c, and the fifth arm portion 22e are upper arms. The second arm portion 22b, the fourth arm portion 22d, and the sixth arm portion 22f are lower arms. In this way, the main circuit unit 12 has a plurality of arms and a plurality of legs formed by a plurality of switching elements. The main circuit unit 12 may be, for example, a single-phase inverter with two legs and four arms. The number of arms and legs is not limited to the above and may be any number.

第1アーム部22aは、直列に接続された複数の変換器UP1、UP2…UPMを有する。第2アーム部22bは、直列に接続された複数の変換器UN1、UN2…UNMを有する。第3アーム部22cは、直列に接続された複数の変換器VP1、VP2…VPMを有する。第4アーム部22dは、直列に接続された複数の変換器VN1、VN2…VNMを有する。第5アーム部22eは、直列に接続された複数の変換器WP1、WP2…WPMを有する。第6アーム部22fは、直列に接続された複数の変換器WN1、WN2…WNMを有する。 The first arm section 22a has a plurality of converters UP1, UP2... UPM1 connected in series. The second arm section 22b has a plurality of converters UN1, UN2... UNM2 connected in series. The third arm section 22c has a plurality of converters VP1, VP2... VPM3 connected in series. The fourth arm section 22d has a plurality of converters VN1, VN2... VNM4 connected in series. The fifth arm section 22e has a plurality of converters WP1, WP2... WPM5 connected in series. The sixth arm section 22f has a plurality of converters WN1, WN2... WNM6 connected in series.

但し、以下では、各変換器UP1、UP2…UPM、UN1、UN2…UNM、VP1、VP2…VPM、VN1、VN2…VNM、WP1、WP2…WPM、WN1、WN2…WNMをまとめて呼称する場合に、「変換器CEL」と称す。 However, in the following, when referring to the converters UP1, UP2... UPM1 , UN1, UN2... UNM2 , VP1, VP2... VPM3 , VN1, VN2... VNM4 , WP1, WP2... WPM5 , and WN1, WN2... WNM6 collectively, they will be referred to as "converter CEL".

各アーム部22a~22fにおいて、M、M、M、M、M、Mは、直列接続された変換器CELの台数を表す。各アーム部22a~22fにおいて、直列接続される変換器CELの台数は、例えば、100台~120台程度である。但し、直列接続される変換器CELの台数は、これに限ることなく、任意の台数でよい。 In each of the arm sections 22a to 22f, M1 , M2 , M3 , M4 , M5 , and M6 represent the number of converters CEL connected in series. In each of the arm sections 22a to 22f, the number of converters CEL connected in series is, for example, about 100 to 120. However, the number of converters CEL connected in series is not limited to this and may be any number.

各アーム部22a~22fに設けられる変換器CELの台数は、実質的に同じである。例えば、多数の各変換器CELが接続される場合には、主回路部12の動作に影響のない範囲において、各アーム部22a~22fに設けられる変換器CELの台数が異なってもよい。例えば、1つのアーム部に100台の変換器CELを直列に接続する場合、別のアーム部に設ける変換器CELの台数は、1~2台異なってもよい。 The number of converters CEL provided in each arm section 22a to 22f is substantially the same. For example, when multiple converters CEL are connected, the number of converters CEL provided in each arm section 22a to 22f may differ as long as it does not affect the operation of the main circuit section 12. For example, when 100 converters CEL are connected in series to one arm section, the number of converters CEL provided in another arm section may differ by one or two.

各アーム部22a~22fのそれぞれは、バッファリアクトル23a~23fと、複数の電流検出器24a~24fと、をさらに有する。また、電力変換装置10は、電圧検出部25をさらに有する。 Each of the arm sections 22a to 22f further includes a buffer reactor 23a to 23f and a plurality of current detectors 24a to 24f. The power conversion device 10 further includes a voltage detection unit 25.

各バッファリアクトル23a~23fは、各アーム部22a~22fのそれぞれにおいて、各変換器CELに直列に接続される。第1アーム部22aのバッファリアクトル23aは、交流端子21aと第1アーム部22a及び第2アーム部22bとの接続点と変換器UP1との間に設けられる。第2アーム部22bのバッファリアクトル23bは、交流端子21aと第1アーム部22a及び第2アーム部22bとの接続点と変換器UN1との間に設けられる。第3アーム部22cのバッファリアクトル23cは、交流端子21bと第3アーム部22c及び第4アーム部22dとの接続点と変換器VP1との間に設けられる。第4アーム部22dのバッファリアクトル23dは、交流端子21bと第3アーム部22c及び第4アーム部22dとの接続点と変換器VN1との間に設けられる。第5アーム部22eのバッファリアクトル23eは、交流端子21cと第5アーム部22e及び第6アーム部22fとの接続点と変換器WP1との間に設けられる。第6アーム部22fのバッファリアクトル23fは、交流端子21cと第5アーム部22e及び第6アーム部22fとの接続点と変換器WN1との間に設けられる。 Each of the buffer reactors 23a to 23f is connected in series to each converter CEL in each of the arm sections 22a to 22f. The buffer reactor 23a of the first arm section 22a is provided between the converter UP1 and the connection point between the AC terminal 21a and the first arm section 22a and the second arm section 22b. The buffer reactor 23b of the second arm section 22b is provided between the converter UN1 and the connection point between the AC terminal 21a and the first arm section 22a and the second arm section 22b. The buffer reactor 23c of the third arm section 22c is provided between the converter VP1 and the connection point between the AC terminal 21b and the third arm section 22c and the fourth arm section 22d. The buffer reactor 23d of the fourth arm section 22d is provided between the converter VN1 and the connection point between the AC terminal 21b and the third arm section 22c and the fourth arm section 22d. The buffer reactor 23e of the fifth arm portion 22e is provided between the connection point between the AC terminal 21c and the fifth and sixth arm portions 22e and 22f, and the converter WP1. The buffer reactor 23f of the sixth arm portion 22f is provided between the connection point between the AC terminal 21c and the fifth and sixth arm portions 22e and 22f, and the converter WN1.

電流検出器24aは、第1アーム部22aに設けられ、第1アーム部22aに流れる電流を検出する。すなわち、電流検出器24aは、第1アーム部22aのアーム電流を検出する。電流検出器24aは、図示を省略した配線などを介して制御装置14に接続されている。電流検出器24aは、検出した第1アーム部22aの電流値を制御装置14に入力する。これにより、制御装置14には、第1アーム部22aの電流値が入力される。 The current detector 24a is provided in the first arm portion 22a and detects the current flowing through the first arm portion 22a. That is, the current detector 24a detects the arm current of the first arm portion 22a. The current detector 24a is connected to the control device 14 via wiring or the like (not shown). The current detector 24a inputs the detected current value of the first arm portion 22a to the control device 14. As a result, the current value of the first arm portion 22a is input to the control device 14.

以下同様に、電流検出器24bは、第2アーム部22bに流れる電流を検出し、検出した電流値を制御装置14に入力する。電流検出器24cは、第3アーム部22cに流れる電流を検出し、検出した電流値を制御装置14に入力する。電流検出器24dは、第4アーム部22dに流れる電流を検出し、検出した電流値を制御装置14に入力する。電流検出器24eは、第5アーム部22eに流れる電流を検出し、検出した電流値を制御装置14に入力する。電流検出器24fは、第6アーム部22fに流れる電流を検出し、検出した電流値を制御装置14に入力する。 Similarly, current detector 24b detects the current flowing through the second arm portion 22b and inputs the detected current value to the control device 14. Current detector 24c detects the current flowing through the third arm portion 22c and inputs the detected current value to the control device 14. Current detector 24d detects the current flowing through the fourth arm portion 22d and inputs the detected current value to the control device 14. Current detector 24e detects the current flowing through the fifth arm portion 22e and inputs the detected current value to the control device 14. Current detector 24f detects the current flowing through the sixth arm portion 22f and inputs the detected current value to the control device 14.

電圧検出部25は、交流電力系統2の各相の交流電圧(相電圧)を検出し、検出値を制御装置14に入力する。電圧検出部25は、変圧器6の一次側に接続してもよいし、二次側に接続してもよい。 The voltage detection unit 25 detects the AC voltage (phase voltage) of each phase of the AC power system 2 and inputs the detected value to the control device 14. The voltage detection unit 25 may be connected to the primary side or the secondary side of the transformer 6.

主回路部12では、第1アーム部22aと第2アーム部22bとの接続点、第3アーム部22cと第4アーム部22dとの接続点、及び、第5アーム部22eと第6アーム部22fとの接続点のそれぞれが、交流出力点となる。 In the main circuit section 12, the connection point between the first arm section 22a and the second arm section 22b, the connection point between the third arm section 22c and the fourth arm section 22d, and the connection point between the fifth arm section 22e and the sixth arm section 22f are each an AC output point.

第1交流端子21aは、第1アーム部22aと第2アーム部22bとの接続点に接続される。第2交流端子21bは、第3アーム部22cと第4アーム部22dとの接続点に接続される。第3交流端子21cは、第5アーム部22eと第6アーム部22fとの接続点に接続される。各交流端子21a~21cは、例えば、変圧器6に接続される。 The first AC terminal 21a is connected to the connection point between the first arm portion 22a and the second arm portion 22b. The second AC terminal 21b is connected to the connection point between the third arm portion 22c and the fourth arm portion 22d. The third AC terminal 21c is connected to the connection point between the fifth arm portion 22e and the sixth arm portion 22f. Each of the AC terminals 21a to 21c is connected to, for example, a transformer 6.

各変換器CELは、例えば、信号線26を介して制御装置14と接続される。制御装置14は、信号線26を介して変換器CELに制御信号を入力することにより、変換器CELの動作を制御する。また、変換器CELは、例えば、変換器CELの制御及び動作保護に関する制御信号や保護信号を図示されていない別の信号線を介して制御装置14に入力する。なお、制御装置14と各変換器CELとの間の通信方式は、上記に限定されるものではない。例えば、直列に接続された複数の変換器CELをデイジーチェーン接続し、制御装置14は、デイジーチェーン接続された一端の変換器CEL及び他端の変換器CELのみと通信を行ってもよい。制御装置14と各変換器CELとの間の通信方式は、制御装置14と各変換器CELとの間で適切に通信を行うことができる任意の通信方式でよい。 Each converter CEL is connected to the control device 14, for example, via a signal line 26. The control device 14 controls the operation of the converter CEL by inputting a control signal to the converter CEL via the signal line 26. The converter CEL also inputs, for example, control signals and protection signals related to the control and operation protection of the converter CEL to the control device 14 via another signal line not shown. The communication method between the control device 14 and each converter CEL is not limited to the above. For example, multiple converters CEL connected in series may be daisy-chained, and the control device 14 may communicate only with the converter CEL at one end of the daisy-chained converter and the converter CEL at the other end. The communication method between the control device 14 and each converter CEL may be any communication method that can appropriately communicate between the control device 14 and each converter CEL.

図2は、変換器を模式的に表すブロック図である。
図2に表したように、変換器CELは、複数のスイッチング素子41、42と、複数の整流素子51、52と、複数の駆動回路61、62と、一対の接続端子71、72と、電荷蓄積素子74と、給電回路76と、電圧検出回路78と、制御回路80と、を有する。
FIG. 2 is a block diagram that illustrates a schematic representation of a converter.
As shown in FIG. 2, the converter CEL has a plurality of switching elements 41, 42, a plurality of rectifying elements 51, 52, a plurality of driving circuits 61, 62, a pair of connecting terminals 71, 72, a charge storage element 74, a power supply circuit 76, a voltage detection circuit 78, and a control circuit 80.

各スイッチング素子41、42は、一対の主端子と、制御端子と、を有する。制御端子は、一対の主端子間に流れる電流を制御する。各スイッチング素子41、42には、例えば、IGBTなどの自己消弧素子が用いられる。一対の主端子は、例えば、エミッタ及びコレクタであり、制御端子は、例えば、ゲートである。 Each switching element 41, 42 has a pair of main terminals and a control terminal. The control terminal controls the current flowing between the pair of main terminals. Each switching element 41, 42 is, for example, a self-extinguishing element such as an IGBT. The pair of main terminals is, for example, an emitter and a collector, and the control terminal is, for example, a gate.

各スイッチング素子41、42は、一対の主端子間に電流を流せるようにするオン状態と、一対の主端子間に流れる電流を遮断するオフ状態と、を切り替える。オフ状態は、一対の主端子間に完全に電流が流れない状態に限ることなく、例えば、変換器CELの動作に影響の無い程度の微弱な電流が一対の主端子間に流れる状態でもよい。オフ状態は、換言すれば、一対の主端子間に流れる電流を十分に小さくした状態である。 Each switching element 41, 42 switches between an on state that allows current to flow between a pair of main terminals, and an off state that blocks the current flowing between the pair of main terminals. The off state is not limited to a state in which no current flows between the pair of main terminals, but may be, for example, a state in which a weak current that does not affect the operation of the converter CEL flows between the pair of main terminals. In other words, the off state is a state in which the current flowing between the pair of main terminals is sufficiently small.

各スイッチング素子41、42には、例えば、ノーマリオフ型の半導体素子が用いられる。各スイッチング素子41、42は、制御端子の電圧が高い状態においてオン状態となり、制御端子の電圧が低い状態においてオフ状態となる。各スイッチング素子41、42は、制御端子の電圧がオン状態よりも低い状態において、オフ状態となる。各スイッチング素子41、42は、例えば、制御端子に正電圧を印加した際にオン状態となり、制御端子の電圧を0Vに設定した際又は制御端子に負電圧を印加した際にオフ状態となる。 Each of the switching elements 41, 42 is, for example, a normally-off type semiconductor element. Each of the switching elements 41, 42 is in an on state when the voltage of the control terminal is high, and in an off state when the voltage of the control terminal is low. Each of the switching elements 41, 42 is in an off state when the voltage of the control terminal is lower than the on state. Each of the switching elements 41, 42 is in an on state when a positive voltage is applied to the control terminal, and in an off state when the voltage of the control terminal is set to 0 V or when a negative voltage is applied to the control terminal.

スイッチング素子42の一対の主端子は、スイッチング素子41の一対の主端子に対して直列に接続される。この例において、変換器CELは、直列に接続された2つのスイッチング素子41、42を有する。この例において、変換器CELは、ハーフブリッジ構成の変換器である。 A pair of main terminals of the switching element 42 is connected in series to a pair of main terminals of the switching element 41. In this example, the converter CEL has two switching elements 41 and 42 connected in series. In this example, the converter CEL is a converter in a half-bridge configuration.

整流素子51は、スイッチング素子41の一対の主端子に対して逆並列に接続されている。整流素子51の順方向は、スイッチング素子41の一対の主端子間に流れる電流の向きに対して逆向きである。同様に、整流素子52は、スイッチング素子42の一対の主端子に対して逆並列に接続されている。整流素子51、52は、いわゆる還流ダイオードである。 The rectifier element 51 is connected in anti-parallel to a pair of main terminals of the switching element 41. The forward direction of the rectifier element 51 is opposite to the direction of the current flowing between the pair of main terminals of the switching element 41. Similarly, the rectifier element 52 is connected in anti-parallel to a pair of main terminals of the switching element 42. The rectifier elements 51 and 52 are so-called freewheel diodes.

接続端子71は、スイッチング素子41とスイッチング素子42との間に接続される。接続端子72は、スイッチング素子41のスイッチング素子42に接続された主端子と反対側の主端子に接続される。 The connection terminal 71 is connected between the switching element 41 and the switching element 42. The connection terminal 72 is connected to the main terminal of the switching element 41 opposite to the main terminal connected to the switching element 42.

同一アーム部内の複数の変換器CELは、一対の接続端子71、72を介して直列に接続される。変換器CELに対する電力の供給は、各接続端子71、72を介して行われる。スイッチング素子41は、いわゆるローサイドスイッチであり、スイッチング素子42は、いわゆるハイサイドスイッチである。 The multiple converters CEL in the same arm are connected in series via a pair of connection terminals 71, 72. Power is supplied to the converters CEL via each of the connection terminals 71, 72. The switching element 41 is a so-called low-side switch, and the switching element 42 is a so-called high-side switch.

制御回路80は、信号線26を介して制御装置14に接続されている。制御装置14は、各スイッチング素子41、42のオン・オフを制御するための制御信号を信号線26を介して制御回路80に送信する。制御回路80は、入力された制御信号に基づいて、各スイッチング素子41、42のオン・オフを切り替えるための駆動信号を駆動回路61、62に入力する。 The control circuit 80 is connected to the control device 14 via signal line 26. The control device 14 transmits a control signal for controlling the on/off of each switching element 41, 42 to the control circuit 80 via signal line 26. The control circuit 80 inputs a drive signal for switching the on/off of each switching element 41, 42 to the drive circuits 61, 62 based on the input control signal.

駆動回路61は、スイッチング素子41の制御端子に接続されている。駆動回路62は、スイッチング素子42の制御端子に接続されている。駆動回路61、62は、制御回路80から入力された駆動信号に基づいて、各スイッチング素子41、42のオン・オフを切り替える。これにより、制御装置14からの制御信号に応じて、各スイッチング素子41、42のオン・オフが制御される。制御装置14は、各変換器CEL毎に制御信号を生成し、各変換器CELのそれぞれの各スイッチング素子41、42のオン・オフを制御する。これにより、制御装置14は、主回路部12による電力の変換を制御する。 The drive circuit 61 is connected to the control terminal of the switching element 41. The drive circuit 62 is connected to the control terminal of the switching element 42. The drive circuits 61, 62 switch the switching elements 41, 42 on and off based on the drive signal input from the control circuit 80. This controls the on and off of each switching element 41, 42 in response to a control signal from the control device 14. The control device 14 generates a control signal for each converter CEL and controls the on and off of each switching element 41, 42 of each converter CEL. This allows the control device 14 to control the conversion of power by the main circuit unit 12.

なお、駆動回路61、62及び制御回路80の構成は、上記に限ることなく、各スイッチング素子41、42のオン・オフを制御可能な任意の構成でよい。例えば、制御装置14からの制御信号を駆動回路61、62に直接的に入力してもよい。この場合、制御回路80は、省略可能である。 The configuration of the drive circuits 61, 62 and the control circuit 80 is not limited to the above, and may be any configuration that can control the on/off of each switching element 41, 42. For example, a control signal from the control device 14 may be input directly to the drive circuits 61, 62. In this case, the control circuit 80 can be omitted.

電荷蓄積素子74は、スイッチング素子41及びスイッチング素子42に対して並列に接続される。電荷蓄積素子74は、例えば、コンデンサである。 The charge storage element 74 is connected in parallel to the switching element 41 and the switching element 42. The charge storage element 74 is, for example, a capacitor.

スイッチング素子41がオフ状態で、スイッチング素子42がオン状態の時には、電荷蓄積素子74の電圧が各接続端子71、72間に現れる。スイッチング素子41がオン状態で、スイッチング素子42がオフ状態の時には、各接続端子71、72間が導通し、各接続端子71、72間の電圧は、実質的にゼロになる。 When the switching element 41 is in the OFF state and the switching element 42 is in the ON state, the voltage of the charge storage element 74 appears between the connection terminals 71 and 72. When the switching element 41 is in the ON state and the switching element 42 is in the OFF state, the connection terminals 71 and 72 are conductive, and the voltage between the connection terminals 71 and 72 is substantially zero.

このように、変換器CELは、制御装置14からの制御信号に基づく各スイッチング素子41、42のスイッチングにより、電荷蓄積素子74の電圧を各接続端子71、72間に出力する出力状態と、各接続端子71、72間を導通させたバイパス状態と、各スイッチング素子41、42をオフ状態とした停止状態と、を切り替える。 In this way, the converter CEL switches between an output state in which the voltage of the charge storage element 74 is output between each of the connection terminals 71 and 72, a bypass state in which the connection terminals 71 and 72 are conductive, and a stop state in which the switching elements 41 and 42 are turned off, by switching each of the switching elements 41 and 42 based on a control signal from the control device 14.

各アーム部22a~22fにおいては、出力状態となった変換器CELの合計の電圧が、各アーム部22a~22fの電圧となる。主回路部12及び制御装置14は、出力状態とする変換器CELの台数を制御することにより、マルチレベルの電力変換を行う。 In each arm section 22a to 22f, the total voltage of the converters CEL that are in the output state becomes the voltage of each arm section 22a to 22f. The main circuit section 12 and the control device 14 perform multi-level power conversion by controlling the number of converters CEL that are in the output state.

各スイッチング素子41、42がともにオフ状態の時(変換器CELが停止状態の時)には、アーム電流の向きによって各接続端子71、72間の電圧が決まる。例えば、接続端子72から接続端子71に向かう向きにアーム電流が流れている時には、整流素子51がオンし、各接続端子71、72間の電圧は、実質的にゼロになる。反対に、接続端子71から接続端子72に向かう向きにアーム電流が流れている時には、整流素子52がオンし、電荷蓄積素子74が充電され、各接続端子71、72間には、電荷蓄積素子74の電圧が現れる。 When both switching elements 41, 42 are in the off state (when converter CEL is stopped), the voltage between each connection terminal 71, 72 is determined by the direction of the arm current. For example, when the arm current flows from connection terminal 72 to connection terminal 71, rectifier element 51 turns on, and the voltage between each connection terminal 71, 72 becomes substantially zero. Conversely, when the arm current flows from connection terminal 71 to connection terminal 72, rectifier element 52 turns on, charge storage element 74 is charged, and the voltage of charge storage element 74 appears between each connection terminal 71, 72.

給電回路76は、電荷蓄積素子74に対して並列に接続されている。給電回路76は、電荷蓄積素子74に蓄積された電荷を基に、駆動回路61、62及び制御回路80の駆動電源を生成し、生成した駆動電源を駆動回路61、62及び制御回路80に供給する。駆動回路61、62及び制御回路80は、給電回路76からの駆動電源の供給に応じて動作する。 The power supply circuit 76 is connected in parallel to the charge storage element 74. The power supply circuit 76 generates a drive power supply for the drive circuits 61, 62 and the control circuit 80 based on the charge stored in the charge storage element 74, and supplies the generated drive power supply to the drive circuits 61, 62 and the control circuit 80. The drive circuits 61, 62 and the control circuit 80 operate in response to the supply of drive power from the power supply circuit 76.

なお、駆動回路61、62及び制御回路80への給電方式は、上記に限定されるものではない。例えば、電荷蓄積素子74とは別の電源から駆動回路61、62及び制御回路80に対して給電を行ってもよい。駆動回路61、62及び制御回路80への給電方式は、駆動回路61、62及び制御回路80に対して適切に給電を行うことができる任意の方式でよい。 The method of supplying power to the drive circuits 61, 62 and the control circuit 80 is not limited to the above. For example, power may be supplied to the drive circuits 61, 62 and the control circuit 80 from a power source separate from the charge storage element 74. The method of supplying power to the drive circuits 61, 62 and the control circuit 80 may be any method that can appropriately supply power to the drive circuits 61, 62 and the control circuit 80.

電圧検出回路78は、電荷蓄積素子74に対して並列に接続されている。電圧検出回路78は、制御回路80と接続されている。電圧検出回路78は、電荷蓄積素子74の直流電圧を検出し、電荷蓄積素子74の直流電圧の電圧検出値を制御回路80に入力する。 The voltage detection circuit 78 is connected in parallel to the charge storage element 74. The voltage detection circuit 78 is connected to the control circuit 80. The voltage detection circuit 78 detects the DC voltage of the charge storage element 74 and inputs the voltage detection value of the DC voltage of the charge storage element 74 to the control circuit 80.

変換器CELは、複数のスイッチング素子41、42を動作させるための基板90を有する。基板90には、例えば、駆動回路61、62、給電回路76、電圧検出回路78、及び制御回路80などが実装されている。但し、基板90の構成は、これに限定されるものではない。例えば、給電回路76や電圧検出回路78などは、必ずしも基板90に実装されていなくてもよい。基板90の構成は、複数のスイッチング素子41、42を動作させることが可能な任意の構成でよい。 The converter CEL has a substrate 90 for operating the multiple switching elements 41, 42. For example, the drive circuits 61, 62, the power supply circuit 76, the voltage detection circuit 78, and the control circuit 80 are mounted on the substrate 90. However, the configuration of the substrate 90 is not limited to this. For example, the power supply circuit 76 and the voltage detection circuit 78 do not necessarily have to be mounted on the substrate 90. The substrate 90 may have any configuration capable of operating the multiple switching elements 41, 42.

制御回路80は、保護回路82を有する。保護回路82は、電圧検出回路78によって検出された電荷蓄積素子74の直流電圧が上限値以上になった際に、保護動作を行う。保護回路82は、電荷蓄積素子74の直流電圧が上限値以上になった際に、変換器CELをバイパス状態に切り替える。 The control circuit 80 has a protection circuit 82. The protection circuit 82 performs a protection operation when the DC voltage of the charge storage element 74 detected by the voltage detection circuit 78 becomes equal to or higher than an upper limit value. The protection circuit 82 switches the converter CEL to a bypass state when the DC voltage of the charge storage element 74 becomes equal to or higher than an upper limit value.

例えば、制御回路80の異常でスイッチング素子41、42のスイッチングが意図したタイミングで行われなかった際に、電荷蓄積素子74の電圧が上昇してしまう場合がある。こうした電荷蓄積素子74の電圧の上昇は、スイッチング素子41、42や電荷蓄積素子74などの変換器CELの各部の故障の要因となってしまう。 For example, when an abnormality in the control circuit 80 causes the switching elements 41 and 42 to switch at an unexpected timing, the voltage of the charge storage element 74 may rise. Such an increase in the voltage of the charge storage element 74 may cause failures in various parts of the converter CEL, such as the switching elements 41 and 42 and the charge storage element 74.

このため、保護回路82は、電圧検出回路78からの電圧検出値を基に、電荷蓄積素子74の直流電圧が上限値以上になった際に、変換器CELをバイパス状態に切り替える。これにより、電荷蓄積素子74の電圧の上昇による変換器CELの故障を抑制することができるとともに、異常の発生した変換器CELをバイパスしつつ、同一アーム部内の残りの変換器CELで電力変換装置10の運転を継続することができる。 For this reason, the protection circuit 82 switches the converter CEL to a bypass state when the DC voltage of the charge storage element 74 becomes equal to or higher than the upper limit value based on the voltage detection value from the voltage detection circuit 78. This makes it possible to suppress failure of the converter CEL due to an increase in the voltage of the charge storage element 74, and also makes it possible to continue operation of the power conversion device 10 with the remaining converters CEL in the same arm section while bypassing the converter CEL in which an abnormality has occurred.

なお、保護回路82の構成は、上記に限定されるものではない。例えば、保護回路82は、必ずしも制御回路80内に設ける必要はなく、制御回路80と別に設けてもよい。例えば、制御回路80と別に設けられた保護回路82を電荷蓄積素子74に対して並列に接続することにより、保護回路82で電荷蓄積素子74の直流電圧を検出するようにしてもよい。この場合、電圧検出回路78は、省略可能である。 The configuration of the protection circuit 82 is not limited to the above. For example, the protection circuit 82 does not necessarily need to be provided within the control circuit 80, and may be provided separately from the control circuit 80. For example, the protection circuit 82 provided separately from the control circuit 80 may be connected in parallel to the charge storage element 74 so that the protection circuit 82 detects the DC voltage of the charge storage element 74. In this case, the voltage detection circuit 78 can be omitted.

上記のように、保護回路82は、変換器CELに何らかの異常が発生した場合にのみ動作する。この例において、保護回路82は、電荷蓄積素子74の直流電圧が上限値以上になった際にのみ、変換器CELの異常を検出し、保護動作を行う。 As described above, the protection circuit 82 operates only when some abnormality occurs in the converter CEL. In this example, the protection circuit 82 detects an abnormality in the converter CEL and performs a protective operation only when the DC voltage of the charge storage element 74 exceeds the upper limit value.

そこで、制御装置14は、保護回路82が変換器CELの異常を検出するように変換器CELを動作させる変換器CELの運用を意図的に行うことにより、保護回路82に変換器CELの異常を検出させ、保護動作を行わせる。これにより、制御装置14は、保護回路82の動作を確認する。 The control device 14 then intentionally operates the converter CEL to operate the converter CEL so that the protection circuit 82 detects the abnormality of the converter CEL, thereby causing the protection circuit 82 to detect the abnormality of the converter CEL and perform a protection operation. In this way, the control device 14 checks the operation of the protection circuit 82.

保護回路82が変換器CELの異常を検出するような変換器CELの運用は、換言すれば、変換器CELの異常を模擬する運用である。以下では、保護回路82が変換器CELの異常を検出するような変換器CELの運用を、異常模擬運用と称す。 Operation of the converter CEL such that the protection circuit 82 detects an abnormality in the converter CEL is, in other words, operation that simulates an abnormality in the converter CEL. Hereinafter, operation of the converter CEL such that the protection circuit 82 detects an abnormality in the converter CEL is referred to as abnormality simulation operation.

制御装置14は、異常模擬運用を開始した後、保護回路82が変換器CELの異常を適切に検出し、保護動作を行った際に、保護回路82を正常と判定する。そして、制御装置14は、異常模擬運用を開始した後にも、保護回路82が保護動作を行わなかった場合に、保護回路82を異常と判定する。 After starting the abnormality simulation operation, when the protection circuit 82 properly detects an abnormality in the converter CEL and performs a protective operation, the control device 14 determines that the protection circuit 82 is normal. Then, when the protection circuit 82 does not perform a protective operation even after starting the abnormality simulation operation, the control device 14 determines that the protection circuit 82 is abnormal.

制御装置14は、例えば、異常模擬運用を開始した後、所定の条件を満たした際にも保護回路82が保護動作を行わなかった場合に、保護回路82を異常と判定する。所定の条件は、例えば、電荷蓄積素子74の直流電圧である。制御装置14は、例えば、異常模擬運用を開始した後、電荷蓄積素子74の直流電圧が、上限値よりも高く設定された閾値以上となった際にも保護回路82が保護動作を行わなかった場合に、保護回路82を異常と判定する。 The control device 14 judges the protection circuit 82 to be abnormal, for example, if the protection circuit 82 does not perform a protective operation even when a predetermined condition is satisfied after the start of the abnormality simulation operation. The predetermined condition is, for example, the DC voltage of the charge storage element 74. The control device 14 judges the protection circuit 82 to be abnormal, for example, if the protection circuit 82 does not perform a protective operation even when the DC voltage of the charge storage element 74 becomes equal to or exceeds a threshold value set higher than the upper limit value after the start of the abnormality simulation operation.

所定の条件は、例えば、異常模擬運用の開始からの経過時間などでもよい。制御装置14は、例えば、異常模擬運用を開始した後、異常模擬運用の開始から所定時間が経過した際にも保護回路82が保護動作を行わなかった場合に、保護回路82を異常と判定してもよい。所定の条件は、上記に限ることなく、保護回路82の異常を適切に判定可能な任意の条件でよい。 The predetermined condition may be, for example, the time elapsed from the start of the abnormality simulation operation. For example, the control device 14 may determine that the protection circuit 82 is abnormal if, after the abnormality simulation operation is started, the protection circuit 82 has not performed a protective operation even when a predetermined time has elapsed from the start of the abnormality simulation operation. The predetermined condition is not limited to the above, and may be any condition that can appropriately determine whether the protection circuit 82 is abnormal.

なお、保護回路82が保護動作を行ったか否かは、変換器CELから制御装置14に入力される信号に基づいて判定すればよい。変換器CELから制御装置14に入力される信号は、例えば、各スイッチング素子41、42の制御端子の電圧を表す情報を含む。換言すれば、変換器CELから制御装置14に入力される信号は、各スイッチング素子41、42のオン状態及びオフ状態を表す情報を含む。制御装置14は、例えば、変換器CELから入力された信号を基に、各スイッチング素子41、42の状態を判定することにより、保護回路82が保護動作を行ったか否かを判定する。但し、保護回路82が保護動作を行ったか否かの判定方法は、これに限定されるものではない。例えば、変換器CELから制御装置14に入力される信号は、保護回路82の動作の有無を表す情報を含み、制御装置14は、保護回路82の動作の有無を表す情報を基に、保護回路82が保護動作を行ったか否かを判定してもよい。保護回路82が保護動作を行ったか否かの判定方法は、変換器CELから制御装置14に入力される信号を基に、保護回路82が保護動作を行ったか否かを制御装置14において適切に判定することができる任意の方法でよい。 In addition, whether or not the protection circuit 82 has performed a protection operation may be determined based on a signal input from the converter CEL to the control device 14. The signal input from the converter CEL to the control device 14 includes, for example, information representing the voltage of the control terminals of each switching element 41, 42. In other words, the signal input from the converter CEL to the control device 14 includes information representing the on and off states of each switching element 41, 42. The control device 14 determines whether or not the protection circuit 82 has performed a protection operation by determining the state of each switching element 41, 42 based on, for example, the signal input from the converter CEL. However, the method of determining whether or not the protection circuit 82 has performed a protection operation is not limited to this. For example, the signal input from the converter CEL to the control device 14 includes information representing the presence or absence of the operation of the protection circuit 82, and the control device 14 may determine whether or not the protection circuit 82 has performed a protection operation based on the information representing the presence or absence of the operation of the protection circuit 82. The method for determining whether the protection circuit 82 has performed a protection operation may be any method that allows the control device 14 to appropriately determine whether the protection circuit 82 has performed a protection operation based on the signal input from the converter CEL to the control device 14.

制御装置14は、例えば、変換器CELを停止状態とすることにより、異常模擬運用を行う。変換器CELを停止状態とした場合には、前述のように、アーム電流によって電荷蓄積素子74が充電され、電荷蓄積素子74の電圧が上昇する。これにより、変換器CELの異常を模擬し、電荷蓄積素子74の直流電圧が上限値以上になることによって、保護回路82に変換器CELの異常を検出させ、保護回路82に保護動作を行わせることができる。 The control device 14 performs an abnormality simulation operation, for example, by stopping the converter CEL. When the converter CEL is stopped, as described above, the charge storage element 74 is charged by the arm current, and the voltage of the charge storage element 74 rises. This simulates an abnormality in the converter CEL, and by causing the DC voltage of the charge storage element 74 to exceed an upper limit value, the protection circuit 82 can be made to detect an abnormality in the converter CEL and perform a protection operation.

また、前述のように、MMC型の主回路部12では、各アーム部22a~22fに直列に接続された複数の変換器CELのうちの所定数の変換器CELを停止させたとしても、残りの変換器CELで主回路部12の通常の運用を継続することができる。このため、MMC型の主回路部12では、複数の変換器CELの動作によって電力の変換を行う通常の運用中に、複数の変換器CELのうちの所定数の変換器CELについて、上記の異常模擬運用を行うことができる。 As mentioned above, in the MMC type main circuit unit 12, even if a certain number of the multiple converters CEL connected in series to each arm unit 22a to 22f are stopped, the main circuit unit 12 can continue normal operation with the remaining converters CEL. Therefore, in the MMC type main circuit unit 12, during normal operation in which power is converted by the operation of the multiple converters CEL, the above-mentioned abnormality simulation operation can be performed for a certain number of the multiple converters CEL.

制御装置14は、電力の変換を行う主回路部12の通常の運用中に、各アーム部22a~22fに直列に接続された複数の変換器CELのうちの所定数の変換器CELについて異常模擬運用を行い、異常模擬運用を行う所定数の変換器CELを順次変更することにより、複数の変換器CELのそれぞれの保護回路82の動作を確認する。 During normal operation of the main circuit section 12 that converts power, the control device 14 performs an abnormality simulation operation for a predetermined number of converters CEL among the multiple converters CEL connected in series to each arm section 22a to 22f, and checks the operation of the protection circuit 82 of each of the multiple converters CEL by sequentially changing the predetermined number of converters CEL that perform the abnormality simulation operation.

制御装置14は、例えば、各アーム部22a~22fに直列に接続された複数の変換器CELの1台目及び2台目の変換器CELについて異常模擬運用を行い、1台目及び2台目の変換器CELの保護回路82の動作を確認した後、複数の変換器CELの3台目及び4台目の変換器CELの保護回路82の動作を確認する。そして、制御装置14は、複数の変換器CELの最後の変換器CELまで同様の処理を繰り返すことにより、複数の変換器CELのそれぞれの保護回路82の動作を確認する。なお、所定数の変換器CELの台数は、2台に限ることなく、1台でもよいし、3台以上でもよい。所定数の変換器CELの台数は、残りの変換器CELで主回路部12の通常の運用を適切に継続することができる任意の台数に設定すればよい。 The control device 14 performs, for example, an abnormality simulation operation on the first and second converters CEL of the multiple converters CEL connected in series to each arm section 22a to 22f, and after checking the operation of the protection circuit 82 of the first and second converters CEL, checks the operation of the protection circuit 82 of the third and fourth converters CEL of the multiple converters CEL. The control device 14 then repeats the same process up to the last converter CEL of the multiple converters CEL to check the operation of the protection circuit 82 of each of the multiple converters CEL. Note that the number of the predetermined number of converters CEL is not limited to two, and may be one, or three or more. The number of the predetermined number of converters CEL may be set to any number that allows the remaining converters CEL to continue normal operation of the main circuit section 12 appropriately.

制御装置14は、異常模擬運用によって保護回路82の異常を検出した際に、例えば、異常を検出した保護回路82(変換器CEL)の報知を行う。これにより、例えば、電力変換装置10の管理者などに対して保護回路82の異常を知らせることができる。例えば、電力変換装置10の管理者などに対して保護回路82の交換などを促すことができる。 When the control device 14 detects an abnormality in the protection circuit 82 through the abnormality simulation operation, it notifies, for example, the protection circuit 82 (converter CEL) that has detected the abnormality. This makes it possible to notify, for example, the administrator of the power conversion device 10 of the abnormality in the protection circuit 82. For example, it is possible to prompt the administrator of the power conversion device 10 to replace the protection circuit 82.

制御装置14は、例えば、図示を省略した表示部を有し、異常を検出した保護回路82の情報を表示部に表示することによって、異常を検出した保護回路82の報知を行う。例えば、異常を検出した保護回路82の情報を管理者などの携帯端末に送信し、携帯端末の表示部に情報を表示することによって、異常を検出した保護回路82の報知を行ってもよい。このように、異常を検出した保護回路82の報知は、外部の端末などへの情報の出力によって行ってもよい。異常を検出した保護回路82の報知の態様は、電力変換装置10の管理者などに対して保護回路82の異常を適切に報知することができる任意の態様でよい。 The control device 14, for example, has a display unit (not shown), and notifies the protection circuit 82 that has detected an abnormality by displaying information about the protection circuit 82 that has detected an abnormality on the display unit. For example, the protection circuit 82 that has detected an abnormality may be notified by transmitting information about the protection circuit 82 that has detected an abnormality to a mobile terminal of an administrator or the like, and displaying the information on the display unit of the mobile terminal. In this way, the protection circuit 82 that has detected an abnormality may be notified by outputting information to an external terminal or the like. The mode of notifying the protection circuit 82 that has detected an abnormality may be any mode that can appropriately notify the administrator of the power conversion device 10 of the abnormality in the protection circuit 82.

以上、説明したように、本実施形態に係る電力変換装置10では、制御装置14が、異常模擬運用を行うことにより、保護回路82の動作を確認する。これにより、本実施形態に係る電力変換装置10では、例えば、点検員が、電力変換装置10の停止時に、保護回路82に処置を施したり、保護回路82に外部機器を接続したりして、保護回路82の点検を行う手間を省くことができる。従って、本実施形態に係る電力変換装置10では、より簡単に保護回路82の点検を行うことができる。例えば、保護回路82の点検時間の増加や点検にともなうコストの増加などを抑制することができる。 As described above, in the power conversion device 10 according to this embodiment, the control device 14 checks the operation of the protection circuit 82 by performing an abnormality simulation operation. As a result, in the power conversion device 10 according to this embodiment, for example, an inspector can save the trouble of inspecting the protection circuit 82 by performing treatment on the protection circuit 82 or connecting an external device to the protection circuit 82 when the power conversion device 10 is stopped. Therefore, in the power conversion device 10 according to this embodiment, the protection circuit 82 can be inspected more easily. For example, an increase in the time required to inspect the protection circuit 82 and an increase in costs associated with the inspection can be suppressed.

また、本実施形態に係る電力変換装置10では、制御装置14が、電力の変換を行う主回路部12の通常の運用中に、各アーム部22a~22fに直列に接続された複数の変換器CELのうちの所定数の変換器CELについて異常模擬運用を行う。これにより、複数の変換器CELに対して異常模擬運用をより効率的に行い、保護回路82の点検に係る手間をより省くことができる。 In addition, in the power conversion device 10 according to this embodiment, during normal operation of the main circuit section 12 that converts power, the control device 14 performs an abnormality simulation operation for a predetermined number of the multiple converters CEL connected in series to each arm section 22a to 22f. This makes it possible to perform an abnormality simulation operation more efficiently for the multiple converters CEL, and further reduce the effort required for inspecting the protection circuit 82.

但し、MMC型の主回路部12において、異常模擬運用は、必ずしも主回路部12の通常の運用中に行わなくてもよい。異常模擬運用は、例えば、主回路部12の通常の運用を停止したタイミングなどで、複数の変換器CELに対してまとめて行ってもよい。 However, in an MMC-type main circuit unit 12, the abnormality simulation operation does not necessarily have to be performed during normal operation of the main circuit unit 12. The abnormality simulation operation may be performed simultaneously for multiple converters CEL, for example, when normal operation of the main circuit unit 12 is stopped.

図3は、変換器の変形例を模式的に表すブロック図である。
図3に表したように、この例の変換器CELaは、スイッチング素子41、42を有するとともに、スイッチング素子43、44をさらに有する。スイッチング素子43、44には、スイッチング素子41、42と実質的に同じ素子が用いられる。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic diagram of a modified example of the converter.
3, the converter CELa of this example includes switching elements 41 and 42, and further includes switching elements 43 and 44. For the switching elements 43 and 44, substantially the same elements as the switching elements 41 and 42 are used.

スイッチング素子43、44は、直列に接続されている。スイッチング素子43、44の直列接続体は、スイッチング素子41、42の直列接続体に対して並列に接続されている。すなわち、この例において、変換器CELaは、フルブリッジ接続された4つのスイッチング素子41~44を有する。この例において、変換器CELaは、フルブリッジ構成の変換器である。 The switching elements 43 and 44 are connected in series. The series connection of the switching elements 43 and 44 is connected in parallel to the series connection of the switching elements 41 and 42. That is, in this example, the converter CELa has four switching elements 41 to 44 that are full-bridge connected. In this example, the converter CELa is a converter with a full-bridge configuration.

変換器CELaは、整流素子53、54、及び駆動回路63、64をさらに有する。整流素子53は、スイッチング素子43に対して逆並列に接続されている。整流素子54は、スイッチング素子44に対して逆並列に接続されている。変換器CELaにおいて、制御回路80は、制御装置14から入力された制御信号に基づいて、各スイッチング素子41~44のオン・オフを切り替えるための駆動信号を駆動回路61~64に入力する。駆動回路63は、制御回路80から入力された駆動信号に基づいて、スイッチング素子43のオン状態とオフ状態とを切り替える。駆動回路64は、制御回路80から入力された駆動信号に基づいて、スイッチング素子44のオン状態とオフ状態とを切り替える。駆動回路63、64は、例えば、基板90に実装される。 The converter CELa further includes rectifying elements 53 and 54, and drive circuits 63 and 64. The rectifying element 53 is connected in anti-parallel to the switching element 43. The rectifying element 54 is connected in anti-parallel to the switching element 44. In the converter CELa, the control circuit 80 inputs drive signals to the drive circuits 61 to 64 for switching the switching elements 41 to 44 on and off based on a control signal input from the control device 14. The drive circuit 63 switches the switching element 43 between the on state and the off state based on the drive signal input from the control circuit 80. The drive circuit 64 switches the switching element 44 between the on state and the off state based on the drive signal input from the control circuit 80. The drive circuits 63 and 64 are mounted on, for example, a substrate 90.

変換器CELaでは、接続端子71が、スイッチング素子41とスイッチング素子42との間に接続されている。接続端子72は、スイッチング素子43とスイッチング素子44との間に接続されている。この例において、接続端子72は、スイッチング素子43を介してスイッチング素子41のスイッチング素子42に接続された主端子と反対側の主端子に接続される。 In converter CELa, connection terminal 71 is connected between switching element 41 and switching element 42. Connection terminal 72 is connected between switching element 43 and switching element 44. In this example, connection terminal 72 is connected to the main terminal of switching element 41 opposite the main terminal connected to switching element 42 via switching element 43.

変換器CELaでは、電荷蓄積素子74の電圧をVcとする時に、スイッチング素子41とスイッチング素子44とをオン状態にし、スイッチング素子42とスイッチング素子43とをオフ状態にすることにより、各接続端子71、72間に-Vcの電圧が現れる。 In converter CELa, when the voltage of charge storage element 74 is set to Vc, switching elements 41 and 44 are turned on and switching elements 42 and 43 are turned off, causing a voltage of -Vc to appear between connection terminals 71 and 72.

また、スイッチング素子42とスイッチング素子43とをオン状態にし、スイッチング素子41とスイッチング素子44とをオフ状態にすることにより、各接続端子71、72間に+Vcの電圧が現れる。 In addition, by turning on switching element 42 and switching element 43 and turning off switching element 41 and switching element 44, a voltage of +Vc appears between each connection terminal 71, 72.

さらに、ローサイド側のスイッチング素子41、43をオン状態にし、ハイサイド側のスイッチング素子42、44をオフ状態にする。もしくは、ハイサイド側のスイッチング素子42、44をオン状態にし、ローサイド側のスイッチング素子41、43をオフ状態にする。これにより、各接続端子71、72間が導通され、各接続端子71、72間に実質的に0Vが現れる。 Furthermore, the low-side switching elements 41 and 43 are turned on, and the high-side switching elements 42 and 44 are turned off. Alternatively, the high-side switching elements 42 and 44 are turned on, and the low-side switching elements 41 and 43 are turned off. This provides electrical continuity between the connection terminals 71 and 72, and substantially 0 V appears between the connection terminals 71 and 72.

このように、この変換器CELaでは、各接続端子71、72間に、+Vc、0、-Vcの3レベルの電圧を出力することができる。変換器CELaは、複数のスイッチング素子41~44のスイッチングにより、+Vcの電圧を各接続端子71、72間に出力する第1出力状態と、-Vcの電圧を各接続端子71、72間に出力する第2出力状態と、各接続端子71、72間を導通させたバイパス状態と、各スイッチング素子41~44をオフ状態とした停止状態と、を切り替えることができる。 In this way, the converter CELa can output three voltage levels, +Vc, 0, and -Vc, between the connection terminals 71 and 72. By switching the multiple switching elements 41 to 44, the converter CELa can switch between a first output state in which a voltage of +Vc is output between the connection terminals 71 and 72, a second output state in which a voltage of -Vc is output between the connection terminals 71 and 72, a bypass state in which the connection terminals 71 and 72 are conductive, and a stop state in which the switching elements 41 to 44 are turned off.

保護回路82は、例えば、電荷蓄積素子74の直流電圧が上限値以上になった際に、変換器CELaをバイパス状態に切り替える。 The protection circuit 82 switches the converter CELa to a bypass state, for example, when the DC voltage of the charge storage element 74 exceeds an upper limit value.

フルブリッジ回路の変換器CELaでは、各スイッチング素子41~44がともにオフ状態の時(変換器CELaが停止状態の時)には、アーム電流によって電荷蓄積素子74が充電される。例えば、接続端子71から接続端子72に向かう向きにアーム電流が流れている時には、整流素子52、53がオンし、電荷蓄積素子74が充電される。反対に、接続端子72から接続端子71に向かう向きにアーム電流が流れている時には、整流素子51、54がオンし、電荷蓄積素子74が充電される。 In converter CELa of the full-bridge circuit, when all switching elements 41 to 44 are in the off state (converter CELa is in the stopped state), the charge storage element 74 is charged by the arm current. For example, when the arm current flows from connection terminal 71 to connection terminal 72, rectifier elements 52 and 53 are turned on and charge storage element 74 is charged. Conversely, when the arm current flows from connection terminal 72 to connection terminal 71, rectifier elements 51 and 54 are turned on and charge storage element 74 is charged.

これにより、フルブリッジ回路の変換器CELaにおいても、上記実施形態と同様に、変換器CELaを停止状態とすることにより、異常模擬運用を行うことができる。このように、MMC型の主回路部12において、変換器の構成は、ハーフブリッジ回路でもよいし、フルブリッジ回路でもよい。 As a result, in the case of the converter CELa of the full-bridge circuit, as in the above embodiment, it is possible to perform an abnormality simulation operation by stopping the converter CELa. In this way, in the MMC type main circuit unit 12, the converter may be configured as a half-bridge circuit or a full-bridge circuit.

上記実施形態では、主回路部12にMMC型の電力変換器を用いている。主回路部12は、MMC型に限ることなく、例えば、複数の変換器CEL(変換器CELa)を直列に接続する他の方式の電力変換器でもよい。 In the above embodiment, an MMC type power converter is used for the main circuit unit 12. The main circuit unit 12 is not limited to the MMC type, and may be, for example, another type of power converter in which multiple converters CEL (converters CELa) are connected in series.

電力変換装置10は、直流送電システムに限ることなく、交流から直流への変換及び直流から交流への変換が必要な他の任意のシステムなどに適用してもよい。主回路部12による交直変換は、交流から直流及び直流から交流の双方に限ることなく、交流から直流又は直流から交流の一方のみでもよい。また、主回路部12は、例えば、交流交流直接変換回路などでもよい。 The power conversion device 10 is not limited to DC transmission systems, but may also be applied to any other system that requires conversion from AC to DC and from DC to AC. The AC/DC conversion by the main circuit unit 12 is not limited to both AC to DC and DC to AC, but may be only AC to DC or DC to AC. The main circuit unit 12 may also be, for example, an AC-AC direct conversion circuit.

主回路部12の構成は、例えば、複数のアーム部をスター結線、デルタ結線、あるいはマトリックス結線した構成などでもよい。主回路部12は、例えば、モジュラーマトリックスコンバータなどでもよい。主回路部12は、必ずしも複数のレグを有しなくてもよい。主回路部は、少なくとも複数のアーム部を有していればよい。主回路部の構成は、電力の変換が可能な任意の構成でよい。電力変換装置は、例えば、周波数変換装置、直流送電装置、無効電力補償装置、あるいは電力潮流制御装置などでもよい。これらの電力変換装置においても、上記のように異常模擬運用を行うことにより、各変換器に設けられた保護回路の動作を確認することができる。 The main circuit unit 12 may be configured, for example, with multiple arm units in a star connection, delta connection, or matrix connection. The main circuit unit 12 may be, for example, a modular matrix converter. The main circuit unit 12 does not necessarily have to have multiple legs. The main circuit unit only needs to have at least multiple arm units. The main circuit unit may be configured in any manner that allows power conversion. The power conversion device may be, for example, a frequency conversion device, a DC transmission device, a reactive power compensation device, or a power flow control device. In these power conversion devices, the operation of the protection circuits provided in each converter can also be confirmed by performing an abnormality simulation operation as described above.

上記実施形態では、複数の変換器を直列に接続した主回路部12において、保護回路82が、電荷蓄積素子74の直流電圧の過電圧を変換器の異常として検出している。そして、制御装置14は、電荷蓄積素子74の電圧を上昇させる運用を異常模擬運用として行っている。但し、複数の変換器を直列に接続した主回路部12において、保護回路82の検出する変換器の異常は、電荷蓄積素子74の過電圧に限定されるものではない。 In the above embodiment, in the main circuit section 12 in which multiple converters are connected in series, the protection circuit 82 detects an overvoltage of the DC voltage of the charge storage element 74 as a converter abnormality. The control device 14 then performs an operation to increase the voltage of the charge storage element 74 as an abnormality simulation operation. However, in the main circuit section 12 in which multiple converters are connected in series, the converter abnormality detected by the protection circuit 82 is not limited to an overvoltage of the charge storage element 74.

保護回路82は、例えば、電荷蓄積素子74の電圧の低下を変換器の異常として検出してもよい。この場合、制御装置14は、例えば、変換器をバイパス状態とし、電荷蓄積素子74を放電させることで、異常模擬運用を行うことができる。 The protection circuit 82 may detect, for example, a drop in the voltage of the charge storage element 74 as an abnormality in the converter. In this case, the control device 14 can perform an abnormality simulation operation by, for example, putting the converter into a bypass state and discharging the charge storage element 74.

保護回路82は、例えば、各アーム部22a~22fに流れる過電流を異常として検出してもよい。換言すれば、保護回路82は、直列に接続された複数の変換器CELに流れる過電流を異常として検出してもよい。保護回路82は、例えば、電流検出器24a~24fの検出結果を基に、各アーム部22a~22fに流れる電流の過電流を検出し、過電流の検出に応じて保護動作を行う。保護回路82は、例えば、変換器CELの動作の停止(ゲートブロック)を保護動作として行う。この場合には、制御装置14は、例えば、制御指令値を変更し、各アーム部22a~22fに模擬的に過電流を流す運用を異常模擬運用として行うことにより、保護回路82の動作を確認する。模擬的な過電流とは、例えば、保護回路82が過電流を検出し、かつスイッチング素子の定格電流を超えない程度の大きさの電流である。模擬的な過電流は、例えば、各アーム部22a~22fを循環し、交流電力系統2側及び直流送電線3、4側に影響を与えない電流とすることが好ましい。また、この場合、異常模擬運用は、例えば、主回路部12の通常の運用を停止したタイミングなどで、各アーム部22a~22f毎の複数の変換器CELに対してまとめて行うことが好ましい。 The protection circuit 82 may detect, for example, an overcurrent flowing through each arm 22a to 22f as an abnormality. In other words, the protection circuit 82 may detect, for example, an overcurrent flowing through a plurality of converters CEL connected in series as an abnormality. The protection circuit 82 detects an overcurrent of a current flowing through each arm 22a to 22f based on the detection results of the current detectors 24a to 24f, and performs a protective operation in response to the detection of the overcurrent. The protection circuit 82 performs, for example, stopping the operation of the converter CEL (gate blocking) as a protective operation. In this case, the control device 14 checks the operation of the protection circuit 82 by, for example, changing the control command value and performing an operation in which an overcurrent is simulated to flow through each arm 22a to 22f as an abnormality simulation operation. The simulated overcurrent is, for example, a current that the protection circuit 82 detects an overcurrent and does not exceed the rated current of the switching element. It is preferable that the simulated overcurrent is, for example, a current that circulates through each arm section 22a to 22f and does not affect the AC power system 2 or the DC transmission lines 3 and 4. In this case, it is preferable that the abnormality simulation operation is performed collectively for multiple converters CEL for each arm section 22a to 22f, for example, at the timing when the normal operation of the main circuit section 12 is stopped.

このように、各アーム部22a~22fに流れる過電流を異常として検出する場合、保護回路は、制御装置14に設ける構成としてもよい。制御装置14に設けられた保護回路が、各アーム部22a~22fに流れる電流の過電流を検出し、過電流の検出に応じて変換器CELの動作を停止させることにより、保護動作を行う構成としてもよい。 In this way, when an overcurrent flowing through each of the arm sections 22a to 22f is detected as an abnormality, the protection circuit may be configured to be provided in the control device 14. The protection circuit provided in the control device 14 may be configured to detect an overcurrent in the current flowing through each of the arm sections 22a to 22f, and perform a protection operation by stopping the operation of the converter CEL in response to the detection of the overcurrent.

保護回路82は、例えば、変換器の基板90の異常を検出してもよい。換言すれば、保護回路82は、例えば、駆動回路61、62、給電回路76、電圧検出回路78、及び制御回路80などの周辺機器の異常を検出してもよい。この場合には、制御装置14は、例えば、制御回路80や他の回路などから保護回路82に対して、保護回路82が基板90の異常を検出する信号を意図的に入力する運用を異常模擬運用として行うことにより、保護回路82の動作を確認する。 The protection circuit 82 may detect, for example, an abnormality in the substrate 90 of the converter. In other words, the protection circuit 82 may detect, for example, an abnormality in peripheral devices such as the drive circuits 61 and 62, the power supply circuit 76, the voltage detection circuit 78, and the control circuit 80. In this case, the control device 14 checks the operation of the protection circuit 82 by, for example, performing an abnormality simulation operation in which a signal that causes the protection circuit 82 to detect an abnormality in the substrate 90 is intentionally input to the protection circuit 82 from the control circuit 80 or another circuit.

このように、複数の変換器を直列に接続した主回路部12において、保護回路82の検出する変換器の異常は、電荷蓄積素子74の過電圧に限ることなく、変換器の任意の異常でよい。制御装置14の行う異常模擬運用は、保護回路82に意図的に異常を検出させることができる任意の運用でよい。異常模擬運用は、保護回路82の構成に応じて適宜設定すればよい。 In this way, in the main circuit section 12 in which multiple converters are connected in series, the converter abnormality detected by the protection circuit 82 is not limited to an overvoltage of the charge storage element 74, but may be any converter abnormality. The abnormality simulation operation performed by the control device 14 may be any operation that can intentionally cause the protection circuit 82 to detect an abnormality. The abnormality simulation operation may be set appropriately according to the configuration of the protection circuit 82.

(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図4に表したように、電力変換装置100は、主回路部102と、制御装置104と、を備える。電力変換装置100では、主回路部102が、1つの変換器CELbを有する。変換器CELbは、三相ブリッジ接続された6つのスイッチング素子111~116と、6つのスイッチング素子111~116のそれぞれに対して逆並列に接続された6つの整流素子121~126と、6つのスイッチング素子111~116のそれぞれに対して並列に接続された電荷蓄積素子130と、各スイッチング素子111~116のオン・オフを切り替える駆動回路131~136と、を有する。また、変換器CELbは、複数のスイッチング素子111~116を動作させるための基板138を有する。基板138には、例えば、駆動回路131~136が実装されている。但し、基板138の構成は、これに限ることなく、複数のスイッチング素子111~116を動作させることが可能な任意の構成でよい。
Second Embodiment
FIG. 4 is a block diagram illustrating a power conversion device according to the second embodiment.
As shown in FIG. 4, the power conversion device 100 includes a main circuit unit 102 and a control device 104. In the power conversion device 100, the main circuit unit 102 includes one converter CELb. The converter CELb includes six switching elements 111 to 116 connected in a three-phase bridge configuration, six rectifier elements 121 to 126 connected in anti-parallel to each of the six switching elements 111 to 116, a charge storage element 130 connected in parallel to each of the six switching elements 111 to 116, and drive circuits 131 to 136 that switch the switching elements 111 to 116 on and off. The converter CELb also includes a substrate 138 for operating the multiple switching elements 111 to 116. For example, the drive circuits 131 to 136 are mounted on the substrate 138. However, the configuration of the substrate 138 is not limited to this, and any configuration capable of operating the multiple switching elements 111 to 116 may be used.

変換器CELbでは、各スイッチング素子111~116の両端が、一対の直流端子106a、106bとなり、スイッチング素子111とスイッチング素子112との接続点、スイッチング素子113とスイッチング素子114との接続点、及びスイッチング素子115とスイッチング素子116との接続点が、それぞれ3つの交流端子108a~108cとなる。変換器CELbは、いわゆる三相2レベルインバータである。 In converter CELb, both ends of each switching element 111 to 116 form a pair of DC terminals 106a, 106b, and the connection point between switching element 111 and switching element 112, the connection point between switching element 113 and switching element 114, and the connection point between switching element 115 and switching element 116 form three AC terminals 108a to 108c, respectively. Converter CELb is a so-called three-phase two-level inverter.

変換器CELbは、各交流端子108a~108cを介して交流電力系統と接続される。各交流端子108a~108cは、例えば、図示を省略した遮断器や変圧器などを介して交流電力系統と接続される。また、変換器CELbは、一対の直流端子106a、106bを介して直流電源あるいは直流負荷と接続される。これにより、主回路部102は、変換器CELbの動作により、電力の変換を行う。主回路部102は、例えば、変換器CELbの各スイッチング素子111~116のスイッチングにより、直流から交流への変換及び交流から直流への変換の少なくとも一方を行う。 The converter CELb is connected to the AC power system via the AC terminals 108a to 108c. The AC terminals 108a to 108c are connected to the AC power system via, for example, a circuit breaker or a transformer (not shown). The converter CELb is also connected to a DC power source or a DC load via a pair of DC terminals 106a, 106b. As a result, the main circuit unit 102 converts power by the operation of the converter CELb. The main circuit unit 102 converts DC to AC and/or AC to DC by, for example, switching the switching elements 111 to 116 of the converter CELb.

制御装置104は、主回路部102に接続されている。制御装置104は、例えば、駆動回路131~136に制御信号を送信する。駆動回路131~136は、制御装置104から入力された制御信号に基づいて、各スイッチング素子111~116のオン・オフを切り替える。制御装置104は、駆動回路131~136に制御信号を送信し、各スイッチング素子111~116のオン・オフを制御することにより、主回路部102による電力の変換を制御する。 The control device 104 is connected to the main circuit section 102. The control device 104 transmits control signals to, for example, the drive circuits 131-136. The drive circuits 131-136 switch the switching elements 111-116 on and off based on the control signals input from the control device 104. The control device 104 transmits control signals to the drive circuits 131-136 and controls the on and off of the switching elements 111-116, thereby controlling the power conversion by the main circuit section 102.

主回路部102は、例えば、電流検出器141~143をさらに有する。電流検出器141~143は、変換器CELbの交流端子108a~108cに流れる電流を検出する。電流検出器141~143は、制御装置104と電気的に接続されている。電流検出器141~143は、交流端子108a~108cに流れる電流の検出結果を制御装置104に入力する。 The main circuit unit 102 further includes, for example, current detectors 141-143. The current detectors 141-143 detect the current flowing through the AC terminals 108a-108c of the converter CELb. The current detectors 141-143 are electrically connected to the control device 104. The current detectors 141-143 input the detection results of the current flowing through the AC terminals 108a-108c to the control device 104.

電力変換装置100は、保護回路150をさらに備える。保護回路150は、例えば、制御装置104に設けられる。保護回路150は、電流検出器141~143の検出結果を基に、変換器CELbに流れる電流が上限値以上になった際に、保護動作を行う。保護回路150は、例えば、変換器CELbに流れる電流が上限値以上になった際に、各スイッチング素子111~116をオフ状態とすることにより、変換器CELbの動作を停止させる。このように、保護回路150は、変換器CELbの過電流を変換器CELbの異常として検出し、保護動作を行う。 The power conversion device 100 further includes a protection circuit 150. The protection circuit 150 is provided in, for example, the control device 104. The protection circuit 150 performs a protection operation when the current flowing through the converter CELb reaches or exceeds an upper limit based on the detection results of the current detectors 141-143. For example, when the current flowing through the converter CELb reaches or exceeds an upper limit, the protection circuit 150 stops the operation of the converter CELb by turning off each of the switching elements 111-116. In this way, the protection circuit 150 detects an overcurrent in the converter CELb as an abnormality in the converter CELb and performs a protection operation.

なお、保護回路150の構成は、上記に限定されるものではない。保護回路150は、必ずしも制御装置104内に設ける必要はなく、制御装置104と別に設けてもよい。保護回路150は、例えば、変換器CELbに設けてもよい。例えば、複数のスイッチング素子111~116のそれぞれに対応する複数の保護回路150を設けてもよい。 The configuration of the protection circuit 150 is not limited to the above. The protection circuit 150 does not necessarily need to be provided within the control device 104, and may be provided separately from the control device 104. The protection circuit 150 may be provided in the converter CELb, for example. For example, multiple protection circuits 150 may be provided corresponding to the multiple switching elements 111 to 116, respectively.

制御装置104は、保護回路150が変換器CELbの異常を検出するような変換器CELbの異常模擬運用を意図的に行うことにより、保護回路150に変換器CELbの異常を検出させ、保護動作を行わせる。これにより、制御装置104は、保護回路150の動作を確認する。 The control device 104 intentionally performs an abnormality simulation operation of the converter CELb such that the protection circuit 150 detects an abnormality in the converter CELb, thereby causing the protection circuit 150 to detect an abnormality in the converter CELb and perform a protection operation. In this way, the control device 104 checks the operation of the protection circuit 150.

図5は、異常模擬運用の一例を模式的に表す説明図である。
図5に表したように、制御装置104は、例えば、遮断器を開放し、変換器CELbを交流電力系統から切り離した状態で異常模擬運用を行う。制御装置104は、例えば、電力変換装置100が動作を停止し、遮断器が開放されたタイミングにおいて異常模擬運用を行う。換言すれば、制御装置104は、電力の変換を行う主回路部102の通常の運用を停止し、遮断器を開放した際に、異常模擬運用を行う。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of an abnormality simulation operation.
5, the control device 104 performs an abnormality simulation operation, for example, with the circuit breaker open and the converter CELb disconnected from the AC power system. The control device 104 performs an abnormality simulation operation, for example, at the timing when the power conversion device 100 stops operating and the circuit breaker is opened. In other words, the control device 104 performs an abnormality simulation operation when the normal operation of the main circuit unit 102 that converts power is stopped and the circuit breaker is opened.

遮断器を開放し、変換器CELbを交流電力系統から切り離した場合、変換器CELbの交流側の負荷は、一般的に誘導性負荷とみなすことができる。制御装置104は、例えば、遮断器を開放し、変換器CELbを交流電力系統から切り離した後、図5に表したように、交流側の負荷に負荷電流を流すようにスイッチング素子111~116のオン状態及びオフ状態を切り替えることにより、異常模擬運用を行う。 When the circuit breaker is opened and converter CELb is disconnected from the AC power system, the load on the AC side of converter CELb can generally be considered to be an inductive load. After opening the circuit breaker and disconnecting converter CELb from the AC power system, the control device 104 performs an abnormality simulation operation by switching the switching elements 111 to 116 between the on and off states so as to pass a load current to the load on the AC side, as shown in FIG. 5, for example.

制御装置104は、より詳しくは、ハイサイド側のスイッチング素子111、113、115のうちの1つをオン状態とし、残りをオフ状態とするとともに、ローサイド側のスイッチング素子112、114、116のうちの1つをオン状態とし、残りをオフ状態とする。また、この際、制御装置104は、直流短絡を引き起こさないように、オン状態とするハイサイド側のスイッチング素子及びローサイド側のスイッチング素子をそれぞれ異なる相に設定する。これにより、制御装置104は、図5に表したように、交流側の負荷に負荷電流を流すことができる。なお、図5では、図示を容易にするため、変換器CELbの一部のみを簡略化して図示している。また、図5では、スイッチング素子111~116のオン状態及びオフ状態を分かり易くするため、スイッチング素子111~116を図4と異なる記号で図示している。 More specifically, the control device 104 turns on one of the high-side switching elements 111, 113, and 115 and turns off the remaining, and turns on one of the low-side switching elements 112, 114, and 116 and turns off the remaining. In addition, the control device 104 sets the high-side switching element and the low-side switching element to be turned on to different phases so as not to cause a DC short circuit. This allows the control device 104 to pass a load current to the AC load as shown in FIG. 5. Note that in FIG. 5, only a part of the converter CELb is simplified for ease of illustration. In addition, in FIG. 5, the switching elements 111 to 116 are illustrated with different symbols from those in FIG. 4 to make the on and off states of the switching elements 111 to 116 easier to understand.

上記のように、交流側の負荷に負荷電流を流した場合、負荷電流は、電荷蓄積素子130の電圧、及び交流側の誘導性負荷のインダクタンスに応じて増加する。これにより、変換器CELbの異常を模擬し、変換器CELbに流れる電流が上限値以上になることによって、保護回路150に変換器CELbの異常を検出させ、保護回路150に保護動作を行わせることができる。この際、遮断器を開放し、変換器CELbを交流電力系統から切り離した状態で異常模擬運用を行うことにより、保護回路150が異常を検出するような負荷電流を流した際にも、異常模擬運用が交流電力系統側に影響を与えてしまうことを抑制することができる。 As described above, when a load current is passed through the load on the AC side, the load current increases according to the voltage of the charge storage element 130 and the inductance of the inductive load on the AC side. This allows an abnormality in the converter CELb to be simulated, and the current flowing through the converter CELb to exceed the upper limit, causing the protection circuit 150 to detect an abnormality in the converter CELb and perform a protection operation. At this time, by performing the abnormality simulation operation with the circuit breaker open and the converter CELb disconnected from the AC power system, it is possible to prevent the abnormality simulation operation from affecting the AC power system even when a load current that would cause the protection circuit 150 to detect an abnormality is passed.

制御装置104は、例えば、異常模擬運用を開始した後、所定の条件を満たした際にも保護回路150が保護動作を行わなかった場合に、保護回路150を異常と判定する。所定の条件は、例えば、変換器CELbに流れる電流である。制御装置104は、例えば、異常模擬運用を開始した後、変換器CELbに流れる電流が、上限値よりも高く設定された閾値以上となった際にも保護回路150が保護動作を行わなかった場合に、保護回路150を異常と判定する。但し、所定の条件は、上記に限ることなく、保護回路150の異常を適切に判定可能な任意の条件でよい。 The control device 104 judges the protection circuit 150 to be abnormal, for example, if the protection circuit 150 does not perform a protective operation even when a predetermined condition is satisfied after the start of the abnormality simulation operation. The predetermined condition is, for example, the current flowing through the converter CELb. The control device 104 judges the protection circuit 150 to be abnormal, for example, if the protection circuit 150 does not perform a protective operation even when the current flowing through the converter CELb becomes equal to or exceeds a threshold value set higher than the upper limit value after the start of the abnormality simulation operation. However, the predetermined condition is not limited to the above, and may be any condition that can appropriately determine an abnormality in the protection circuit 150.

制御装置104は、例えば、異常模擬運用によって保護回路150の異常を検出した場合には、上記第1の実施形態と同様に、異常を検出した保護回路150の報知を行う。 For example, if the control device 104 detects an abnormality in the protection circuit 150 through an abnormality simulation operation, it notifies the user of the protection circuit 150 that has detected the abnormality, as in the first embodiment described above.

このように、本実施形態に係る電力変換装置100においても、制御装置104が、異常模擬運用を行うことにより、保護回路150の動作を確認することができる。これにより、電力変換装置100においても、上記第1の実施形態と同様に、より簡単に保護回路150の点検を行うことができる。 In this way, even in the power conversion device 100 according to this embodiment, the control device 104 can check the operation of the protection circuit 150 by performing an abnormality simulation operation. This makes it easier to inspect the protection circuit 150 in the power conversion device 100 as in the first embodiment.

このように、主回路部102の構成は、複数の変換器CELを直列に接続した構成に限ることなく、三相2レベルインバータなどでもよい。このように構成された主回路部102であっても、上記のように異常模擬運用を行うことにより、保護回路150の動作を確認することができる。 In this way, the configuration of the main circuit unit 102 is not limited to a configuration in which multiple converters CEL are connected in series, but may be a three-phase two-level inverter, etc. Even with the main circuit unit 102 configured in this way, the operation of the protection circuit 150 can be confirmed by performing an abnormality simulation operation as described above.

主回路部102の構成は、三相2レベルインバータに限ることなく、単相2レベルインバータ、単相3レベルインバータ、三相3レベルインバータなどでもよい。これらの構成においても、上記と同様に、遮断器を開放し、変換器CELbを交流電力系統から切り離した後、交流側の負荷に負荷電流を流すように複数のスイッチング素子のオン状態及びオフ状態を切り替えることにより、異常模擬運用を行うことができる。 The configuration of the main circuit unit 102 is not limited to a three-phase two-level inverter, but may be a single-phase two-level inverter, a single-phase three-level inverter, a three-phase three-level inverter, etc. In these configurations, similar to the above, an abnormality simulation operation can be performed by opening the circuit breaker and disconnecting the converter CELb from the AC power system, and then switching the on and off states of multiple switching elements so that a load current flows through the load on the AC side.

主回路部の構成は、上記各実施形態に表した構成に限ることなく、変換器を有し、変換器の動作によって電力の変換を行う任意の構成でよい。 The configuration of the main circuit section is not limited to the configurations shown in the above embodiments, but may be any configuration that has a converter and converts power by the operation of the converter.

図4に表した例では、保護回路150が、変換器CELbの過電流を変換器CELbの異常として検出し、保護動作を行う。保護回路150は、これに限ることなく、例えば、変換器CELbの過電圧を変換器CELbの異常として検出し、保護動作を行う構成としてもよい。 In the example shown in FIG. 4, the protection circuit 150 detects an overcurrent in the converter CELb as an abnormality in the converter CELb and performs a protection operation. The protection circuit 150 is not limited to this, and may be configured to detect, for example, an overvoltage in the converter CELb as an abnormality in the converter CELb and perform a protection operation.

また、図4に表した例では、1つの保護回路150で変換器CELbの異常を検出している。これに限ることなく、例えば、複数のスイッチング素子111~116のそれぞれに対応させて複数の保護回路を設けることにより、複数のスイッチング素子111~116のそれぞれの過電流や過電圧を変換器CELの異常として検出してもよい。 In the example shown in FIG. 4, an abnormality in the converter CELb is detected by one protection circuit 150. This is not limited to the above, and for example, by providing multiple protection circuits corresponding to each of the multiple switching elements 111 to 116, the overcurrent or overvoltage of each of the multiple switching elements 111 to 116 may be detected as an abnormality in the converter CEL.

また、保護回路150は、例えば、2レベルインバータや3レベルインバータなどにおいて、電荷蓄積素子130の過電圧を検出する構成としてもよい。この場合は、保護回路150は、例えば、複数のスイッチング素子の全てのオフ状態への切り替えを保護動作として行う。換言すれば、保護回路150は、変換器CELbの停止状態への切り替えを保護動作として行う。また、電荷蓄積素子130の過電圧を検出する場合、保護動作は、例えば、直流部に抵抗を挿入して電荷蓄積素子130を放電させるブレーキ回路を投入する動作などでもよい。 The protection circuit 150 may also be configured to detect overvoltage of the charge storage element 130, for example, in a two-level inverter or a three-level inverter. In this case, the protection circuit 150 performs, for example, switching all of the multiple switching elements to the off state as a protection operation. In other words, the protection circuit 150 performs, for example, switching the converter CELb to a stopped state as a protection operation. In addition, when detecting overvoltage of the charge storage element 130, the protection operation may be, for example, an operation of turning on a brake circuit that inserts a resistor in the DC section to discharge the charge storage element 130.

この場合、制御装置104は、例えば、電荷蓄積素子130の電圧が上昇するように、スイッチング素子111~116の制御の指令値を変更する。このように、制御装置104は、例えば、電荷蓄積素子130の電圧が上昇する変換器CELbの運用を異常模擬運用として行うことにより、保護回路150の動作を確認する。 In this case, the control device 104 changes the control command values of the switching elements 111 to 116, for example, so that the voltage of the charge storage element 130 increases. In this way, the control device 104 checks the operation of the protection circuit 150, for example, by operating the converter CELb, which increases the voltage of the charge storage element 130, as an abnormality simulation operation.

保護回路150は、例えば、変換器CELbの基板138の異常を検出してもよい。換言すれば、保護回路150は、例えば、駆動回路131~136などの周辺機器の異常を検出してもよい。この場合には、制御装置104は、例えば、保護回路150に対して基板138の異常を検出する信号を意図的に入力する運用を異常模擬運用として行うことにより、保護回路150の動作を確認する。 The protection circuit 150 may detect, for example, an abnormality in the board 138 of the converter CELb. In other words, the protection circuit 150 may detect, for example, an abnormality in a peripheral device such as the drive circuits 131 to 136. In this case, the control device 104 checks the operation of the protection circuit 150 by, for example, intentionally inputting a signal to the protection circuit 150 to detect an abnormality in the board 138 as an abnormality simulation operation.

このように、保護回路の構成は、上記に限ることなく、変換器の異常を検出し、検出した異常に応じた保護動作を行うことにより、変換器の保護を行うことができる任意の構成でよい。 In this way, the configuration of the protection circuit is not limited to the above, but may be any configuration that can protect the converter by detecting an abnormality in the converter and performing a protective operation according to the detected abnormality.

制御装置による異常模擬運用は、上記に限ることなく、保護回路に変換器の異常を意図的に検出させることができる任意の運用でよい。異常模擬運用は、変換器の構成や保護回路の構成などに応じて適宜設定すればよい。 The abnormality simulation operation by the control device is not limited to the above, and may be any operation that can intentionally cause the protection circuit to detect an abnormality in the converter. The abnormality simulation operation may be set appropriately depending on the configuration of the converter and the configuration of the protection circuit, etc.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

2…交流電力系統、 3、4…直流送電線、 6…変圧器、 10…電力変換装置、 12…主回路部、 14…制御装置、 20a…第1直流端子、 20b…第2直流端子、 21a…第1交流端子、 21b…第2交流端子、 21c…第3交流端子、 22a…第1アーム部、 22b…第2アーム部、 22c…第3アーム部、 22d…第4アーム部、 22e…第5アーム部、 22f…第6アーム部、 23a~23f…バッファリアクトル、 24a~24f…電流検出器、 25…電圧検出部、 26…信号線、 41~44…スイッチング素子、 51~54…整流素子、 61~64…駆動回路、 71、72…接続端子、 74…電荷蓄積素子、 76…給電回路、 78…電圧検出回路、 80…制御回路、 82…保護回路、 90…基板、 100…電力変換装置、 102…主回路部、 104…制御装置、 111~116…スイッチング素子、 121~126…整流素子、 130…電荷蓄積素子、 131~136…駆動回路、 138…基板、 141~143…電流検出器、 150…保護回路、 CEL、CELa、CELb…変換器、 LG1…第1レグ、 LG2…第2レグ、 LG3…第3レグ 2...AC power system, 3, 4...DC transmission line, 6...Transformer, 10...Power conversion device, 12...Main circuit section, 14...Control device, 20a...First DC terminal, 20b...Second DC terminal, 21a...First AC terminal, 21b...Second AC terminal, 21c...Third AC terminal, 22a...First arm section, 22b...Second arm section, 22c...Third arm section, 22d...Fourth arm section, 22e...Fifth arm section, 22f...Sixth arm section, 23a to 23f...Buffer reactor, 24a to 24f...Current detector, 25...Voltage detection section, 26...Signal line, 41 to 44...Switching elements, 51 to 54...Rectifier elements, 61 to 64...Drive circuit, 71, 72...Connection terminals, 74...Charge storage element, 76...Power supply circuit, 78...Voltage detection circuit, 80...Control circuit, 82...Protection circuit, 90...Substrate, 100...Power conversion device, 102...Main circuit section, 104...Control device, 111-116...Switching elements, 121-126...Rectifier elements, 130...Charge storage element, 131-136...Drive circuit, 138...Substrate, 141-143...Current detector, 150...Protection circuit, CEL, CELa, CELb...Converter, LG1...First leg, LG2...Second leg, LG3...Third leg

Claims (4)

直列に接続された複数の変換器を有し、複数の前記変換器の動作により、電力の変換を行う主回路部と、
前記主回路部の動作を制御する制御装置と、
複数の前記変換器のそれぞれに設けられ、複数の前記変換器の異常の検出を行い、前記異常の検出に応じて保護動作を行うことにより、複数の前記変換器の保護を行う複数の保護回路と、
を備え、
複数の前記変換器のそれぞれは、
一対の接続端子と、
複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子に対して並列に接続された電荷蓄積素子と、
を有し、前記一対の接続端子を介して直列に接続されるとともに、前記複数のスイッチング素子のスイッチングにより、前記電荷蓄積素子の電圧を前記一対の接続端子間に出力する出力状態と、前記一対の接続端子間を導通させたバイパス状態と、前記複数のスイッチング素子をオフ状態とした停止状態と、を切り替え可能であり、
前記制御装置は、前記保護回路が前記変換器の異常を検出するように前記変換器を動作させる前記変換器の異常模擬運用を行うことにより、前記保護回路の動作を確認することができ、
前記制御装置は、電力の変換を行う前記主回路部の通常の運用中に、直列に接続された複数の前記変換器のうちの所定数の前記変換器について前記異常模擬運用を行い、前記異常模擬運用を行う所定数の前記変換器を順次変更することにより、複数の前記変換器のそれぞれの前記保護回路の動作を確認する電力変換装置。
A main circuit unit includes a plurality of converters connected in series , and converts power by the operation of the plurality of converters;
A control device for controlling the operation of the main circuit unit;
a plurality of protection circuits provided in the plurality of converters, respectively, for detecting an abnormality in the plurality of converters and for performing a protection operation in response to the detection of the abnormality, thereby protecting the plurality of converters;
Equipped with
Each of the plurality of converters comprises:
A pair of connection terminals;
A plurality of switching elements;
a charge storage element connected in parallel to the plurality of switching elements;
and the charge storage element is connected in series via the pair of connection terminals, and is capable of switching between an output state in which a voltage of the charge storage element is output between the pair of connection terminals, a bypass state in which the pair of connection terminals are electrically connected, and a stop state in which the plurality of switching elements are in an off state by switching the plurality of switching elements;
The control device can confirm the operation of the protection circuit by performing an abnormality simulation operation of the converter, which operates the converter so that the protection circuit detects the abnormality of the converter,
The control device is a power conversion device that performs the abnormality simulation operation for a predetermined number of the converters among the plurality of converters connected in series during normal operation of the main circuit unit that converts power, and checks the operation of the protection circuit of each of the plurality of converters by sequentially changing the predetermined number of the converters for which the abnormality simulation operation is performed .
前記保護回路は、前記電荷蓄積素子の直流電圧が上限値以上になった際に、前記変換器を前記バイパス状態に切り替えることを前記保護動作として行い、
前記制御装置は、前記電荷蓄積素子の電圧が上昇する前記変換器の運用を前記異常模擬運用として行うことにより、前記保護回路の動作を確認する請求項1記載の電力変換装置。
the protection circuit performs the protection operation by switching the converter to the bypass state when the DC voltage of the charge storage element becomes equal to or higher than an upper limit value;
The power conversion device according to claim 1 , wherein the control device checks the operation of the protection circuit by performing an operation of the converter in which the voltage of the charge storage element increases as the abnormality simulation operation.
前記保護回路は、直列に接続された複数の前記変換器に流れる過電流を異常として検出し、
前記制御装置は、直列に接続された複数の前記変換器に模擬的に過電流を流す運用を前記異常模擬運用として行うことにより、前記保護回路の動作を確認する請求項1記載の電力変換装置。
The protection circuit detects an overcurrent flowing through the plurality of converters connected in series as an abnormality,
2. The power conversion device according to claim 1 , wherein the control device checks the operation of the protection circuit by performing, as the abnormality simulation operation, an operation in which an overcurrent is simulatively caused to flow through a plurality of the converters connected in series.
複数の前記変換器のそれぞれは、前記複数のスイッチング素子を動作させるための基板を有し、
前記保護回路は、前記基板の異常を検出し、
前記制御装置は、前記保護回路に対して前記基板の異常を検出する信号を意図的に入力する運用を前記異常模擬運用として行うことにより、前記保護回路の動作を確認する請求項1記載の電力変換装置。
Each of the plurality of converters has a substrate for operating the plurality of switching elements;
The protection circuit detects an abnormality in the board,
The power conversion device according to claim 1 , wherein the control device checks the operation of the protection circuit by performing the abnormality simulation operation in which a signal for detecting an abnormality in the board is intentionally input to the protection circuit.
JP2021132200A 2021-08-16 2021-08-16 Power Conversion Equipment Active JP7599802B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021132200A JP7599802B2 (en) 2021-08-16 2021-08-16 Power Conversion Equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021132200A JP7599802B2 (en) 2021-08-16 2021-08-16 Power Conversion Equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023026819A JP2023026819A (en) 2023-03-01
JP7599802B2 true JP7599802B2 (en) 2024-12-16

Family

ID=85327199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021132200A Active JP7599802B2 (en) 2021-08-16 2021-08-16 Power Conversion Equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7599802B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025099873A1 (en) * 2023-11-08 2025-05-15 三菱電機株式会社 Power conversion device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000032771A (en) 1998-07-13 2000-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inverter device
JP2001320894A (en) 2000-05-08 2001-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor drive
JP2008141804A (en) 2006-11-30 2008-06-19 Tokyo Electric Power Co Inc:The Serial multiple AC / DC converter and control method
US20110141637A1 (en) 2010-02-03 2011-06-16 General Electric Company Circuit for use with energy converter
WO2016203516A1 (en) 2015-06-15 2016-12-22 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power conversion device
JP2017184496A (en) 2016-03-30 2017-10-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power conversion apparatus and control method thereof
WO2018092303A1 (en) 2016-11-21 2018-05-24 三菱電機株式会社 Power conversion device
JP2018152931A (en) 2017-03-09 2018-09-27 株式会社東芝 Railway vehicle control apparatus and method
JP2020182258A (en) 2019-04-23 2020-11-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Driving device, power supply system, and test method of driving device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6379078A (en) * 1986-09-24 1988-04-09 Toshiba Corp Apparatus for diagnosing trouble of base drive circuit
JPH09117066A (en) * 1995-10-18 1997-05-02 Sanyo Electric Co Ltd System interconnection power supply system

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000032771A (en) 1998-07-13 2000-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inverter device
JP2001320894A (en) 2000-05-08 2001-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor drive
JP2008141804A (en) 2006-11-30 2008-06-19 Tokyo Electric Power Co Inc:The Serial multiple AC / DC converter and control method
US20110141637A1 (en) 2010-02-03 2011-06-16 General Electric Company Circuit for use with energy converter
WO2016203516A1 (en) 2015-06-15 2016-12-22 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power conversion device
JP2017184496A (en) 2016-03-30 2017-10-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power conversion apparatus and control method thereof
WO2018092303A1 (en) 2016-11-21 2018-05-24 三菱電機株式会社 Power conversion device
JP2018152931A (en) 2017-03-09 2018-09-27 株式会社東芝 Railway vehicle control apparatus and method
JP2020182258A (en) 2019-04-23 2020-11-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Driving device, power supply system, and test method of driving device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023026819A (en) 2023-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2634885T3 (en) DC power system with system protection features
CN103138589B (en) For running method and the transducer of transducer
US10186952B2 (en) Power conversion device
CN102353896B (en) Many level translators and determine the method for switchgear fault of many level translators
KR101131030B1 (en) Method for error handling in a converter circuit for wiring of three voltage levels
EP2471164B1 (en) Converter cell module with autotransformer bypass, voltage source converter system comprising such a module and a method for controlling such a system
JPWO2019003290A1 (en) Power converter
KR20130006622A (en) Converter cell for cascaded converters, control system and method for bypassing a faulty converter cell
JP6833151B1 (en) Power conversion system
CN103891082A (en) Interface arrangement between ac and dc systems for reliable opening of the circuit breaker in time
JP7599802B2 (en) Power Conversion Equipment
WO2024244462A1 (en) Photovoltaic power generation system and fault protection method and apparatus thereof, combiner box, and inverter
JP6974258B2 (en) Power converter
KR20220165588A (en) Multilevel converter with bypass protection element for each submodule group
JP7541962B2 (en) Power Conversion Equipment
JP7608029B2 (en) Power Conversion Equipment
JP6643957B2 (en) Power converter and control method therefor
JP2025067140A (en) Electric power conversion device
JP7266373B2 (en) power converter
JP2025072748A (en) Power Conversion Equipment
JP7696686B2 (en) Power Conversion Equipment
RU2214042C2 (en) Switching unit built around symmetrical thyristors
JP7414380B2 (en) power converter
JP7731485B2 (en) Power Conversion Device
TWI883798B (en) System and method of monitoring fuses

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240731

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240731

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240910

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7599802

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150