JP2019080379A - Power conversion device and elevator - Google Patents

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Abstract

To effectively reduce the number of breaking circuits each connected to a power conversion device in the power conversion device configured by connecting a plurality of power conversion circuits in parallel.SOLUTION: According to one embodiment of the present invention, there are provided a first power conversion circuit group configured by connecting at least one power conversion circuit in parallel; a second power conversion circuit group configured by connecting a plurality of power conversion circuits in parallel, that have the same or substantially the same characteristic as that of the power conversion circuits in the first power conversion circuit group; a cut-off unit for cutting off a circuit during occurrence of abnormality, that is connected onto an input side and/or an output side of the power conversion circuits in the first power conversion circuit group; and a control circuit operated in such a manner that a time average output of the power conversion circuits in the second power conversion circuit group is smaller than another time average output of the power conversion circuits in the first power conversion circuit group.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、インバータ装置やコンバータ装置等に好適な電力変換装置及びエレベーターに関する。   The present invention relates to a power converter and an elevator suitable for an inverter device, a converter device and the like.

電力変換装置として、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置や、交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置がある。これらの電力変換装置では、パワー半導体素子のスイッチング動作によって電力変換を行う。電力変換装置は、パワー半導体素子、ダイオード(整流素子)、瞬時電力を供給するキャパシタ、パワー半導体素子の駆動回路、電力変換装置の出力電流及び出力電圧を監視するセンサ、及びセンサが出力するデータに基づいて所望の動作を演算し、必要な動作を行わせるための指令信号を駆動回路に送出する制御回路部等から構成される。例えばパワー半導体素子としては、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)などが用いられる。   As a power conversion device, there are an inverter device that converts direct current power to alternating current power, and a converter device that converts alternating current power to direct current power. In these power converters, power conversion is performed by the switching operation of the power semiconductor element. The power converter includes a power semiconductor device, a diode (rectifier), a capacitor for supplying instantaneous power, a drive circuit of the power semiconductor device, a sensor for monitoring the output current and output voltage of the power converter, and data output from the sensor It comprises a control circuit unit or the like that calculates a desired operation based on the above and sends a command signal for performing the required operation to the drive circuit. For example, as a power semiconductor element, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) or the like is used.

電力変換装置は、様々な出力電流や出力電圧などの仕様、電力変換装置に期待される利用期間(寿命)に応じ、前述の構成部品が設計される。また電力変換装置では、変換電力容量を増大させることを目的として、複数のパワー半導体素子を並列に接続し、これら複数のパワー半導体素子を同時にスイッチング駆動するようにしている。この場合、パワー半導体素子を搭載した出力電流の小さな規格化された電力変換回路(小容量の電力変換回路)が、並列に接続される。電力変換回路は、同じような特性を持つパワー半導体素子同士を組み合わせ構成される。   In the power converter, the above-described components are designed in accordance with various specifications such as output current and output voltage, and a usage period (lifetime) expected for the power converter. Further, in the power converter, in order to increase the conversion power capacity, a plurality of power semiconductor devices are connected in parallel, and the plurality of power semiconductor devices are simultaneously switched and driven. In this case, a standardized power conversion circuit (a power conversion circuit with a small capacity) with a small output current on which the power semiconductor element is mounted is connected in parallel. The power conversion circuit is configured by combining power semiconductor elements having similar characteristics.

このような電力変換装置において、故障等による計画外の停止を予防するため、電力変換回路の入力側と出力側に遮断回路を設ける。そして、電力変換回路が故障したときには、故障した電力変換回路を遮断回路で切り離し、残る健全な電力変換回路で運転を継続したいという要望がある。   In such a power conversion device, in order to prevent an unplanned stop due to a failure or the like, interrupt circuits are provided on the input side and the output side of the power conversion circuit. When the power conversion circuit breaks down, there is a demand that the broken power conversion circuit is separated by the cutoff circuit and the operation is continued by the remaining sound power conversion circuit.

例えば特許文献1には、「各電力変換ユニットと直流電源ユニットとの間に、各電力変換ユニットに給電される電力を制限する複数の半導体スイッチ素子をそれぞれ個別に介装すると共に、各電力変換ユニットに生じる短絡電流をそれぞれ監視する制御回路により、短絡電流が流れた電力変換ユニットに接続された半導体スイッチ素子をオフ制御して当該電力変換ユニットに対する電力供給を遮断する」と記載されている。   For example, in Patent Document 1, “a plurality of semiconductor switch elements for limiting power supplied to each power conversion unit are individually interposed between each power conversion unit and the DC power supply unit, and each power conversion is performed. It is described that the control circuit individually monitoring the short circuit current generated in the unit turns off the semiconductor switch element connected to the power conversion unit in which the short circuit current flows to cut off the power supply to the power conversion unit.

特開2014−236530号公報JP 2014-236530 A

ところで、すべての電力変換回路に遮断回路を接続すると、その遮断回路及び遮断回路に付帯する信号線や処理回路が増え、電力変換装置の体積が増大する。また、これらの回路に用いられる部品や回路を組み立てるための製造作業が必要になり、コストが増加する。   By the way, when the shutoff circuit is connected to all the power conversion circuits, the number of signal lines and processing circuits attached to the shutoff circuit and the shutoff circuit is increased, and the volume of the power conversion device is increased. In addition, manufacturing operations for assembling components and circuits used for these circuits are required, which increases costs.

本発明は、上記の状況を考慮してなされたものであり、複数の電力変換回路を並列に接続して構成される電力変換装置において、電力変換装置に接続する遮断回路の数量を効果的に削減することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above situation, and in a power conversion device configured by connecting a plurality of power conversion circuits in parallel, the number of blocking circuits connected to the power conversion device is effectively set. The purpose is to reduce.

本発明の一態様における電力変換装置は、少なくとも一つの電力変換回路を並列に接続して構成される第1の電力変換回路群と、第1の電力変換回路群の電力変換回路と同じ又は実質的に同じ特性を持つ複数の電力変換回路を並列に接続して構成される第2の電力変換回路群と、前記第1の電力変換回路群の電力変換回路の入力側及び/又は出力側に接続され、異常発生時に回路を遮断する遮断部と、前記第2の電力変換回路群の電力変換回路の時間平均の出力が、前記第1の電力変換回路群の電力変換回路の時間平均の出力よりも小さくなるように運転する制御回路と、を備える。   The power converter in one aspect of the present invention is the same as or substantially the same as or substantially the same as the first power conversion circuit group configured by connecting at least one power conversion circuit in parallel and the power conversion circuit of the first power conversion circuit group And a second power conversion circuit group configured by connecting in parallel a plurality of power conversion circuits having the same characteristics, and an input side and / or an output side of the power conversion circuit of the first power conversion circuit group An interrupting unit connected and interrupting the circuit at the time of occurrence of abnormality, and a time average output of the power conversion circuit of the second power conversion circuit group are an output of a time average of the power conversion circuit of the first power conversion circuit group And d) operating the control circuit so as to be smaller than the control circuit.

本発明の少なくとも一態様によれば、故障する電力変換回路を高精度に予測することができるため、従来技術に比べて遮断回路の数量を削減することができる。それゆえ、電力変換装置の製造に必要な回路、部品、及び作業を軽減し、コストを削減することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to at least one aspect of the present invention, it is possible to predict a failed power conversion circuit with high accuracy, so it is possible to reduce the number of blocking circuits compared to the prior art. Therefore, it is possible to reduce the circuits, parts, and work necessary for manufacturing the power converter and to reduce the cost.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be apparent from the description of the embodiments below.

本発明に係る電力変換装置が適用されたモーター駆動システムの構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an example of composition of a motor drive system to which a power converter concerning the present invention was applied. 本発明に係る電力変換装置が備える各電力変換回路の特性を示す説明図である。図2の上図は各電力変換回路の平均出力の例を示すグラフであり、図2の下図は各電力変換回路の余寿命の例を示すグラフである。It is an explanatory view showing the characteristic of each power conversion circuit with which the power conversion device concerning the present invention is provided. The upper diagram of FIG. 2 is a graph showing an example of the average output of each power conversion circuit, and the lower diagram of FIG. 2 is a graph showing an example of the remaining life of each power conversion circuit. 本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置に用いられる小容量の電力変換回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an example of composition of a small capacity power conversion circuit used for a power conversion device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る第1の電力変換回路群の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an example of composition of the 1st power inverter circuit group concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る第2の電力変換回路群の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an example of composition of the 2nd power inverter circuit group concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る第1の電力変換回路群及び第2の電力変換回路群を備える電力変換装置の構成例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device including a first power conversion circuit group and a second power conversion circuit group according to the first embodiment of the present invention. 第1の電力変換回路群が故障した場合における第2の電力変換回路群の動作を示す説明図である。図7の上図は電力変換装置の出力の時間変化例を示す説明図であり、図7の下図は電力変換装置を構成する各電力変換回路の平均出力を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing an operation of a second power conversion circuit group in the case where the first power conversion circuit group fails. The upper diagram of FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of time change of the output of the power converter, and the lower diagram of FIG. 7 is an explanatory diagram showing an average output of each power converter circuit constituting the power converter. 電力変換回路の平均出力について説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the average output of a power inverter circuit. 本発明の第1の実施形態に係る第2の電力変換回路群の緩和運転の第1の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing the 1st example of relaxation operation of the 2nd power inverter circuit group concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る第2の電力変換回路群の緩和運転の第2の実施例を示す説明図であって、電力変換装置を構成する複数の電力変換回路が出力する電流の合計(合計電流)の時間変化例、及び各電力変換回路が出力する電流の時間変化例を模式的に示すグラフである。It is an explanatory view showing the 2nd example of relaxation operation of the 2nd power inverter circuit group concerning a 1st embodiment of the present invention, and it is the current which a plurality of power inverter circuits which constitute a power converter output. It is a graph which shows typically the time change example of the sum total (sum current), and the time change example of the current which each power inverter circuit outputs. 本発明の第1の実施形態に係る第2の電力変換回路群の緩和運転の第3の実施例を示す説明図である。図11の上図は複数の電力変換回路が出力する電流の合計(合計電流)の時間変化例を示すグラフであり、図11の下図は各電力変換回路が出力する電流の時間変化例を示すグラフである。It is an explanatory view showing the 3rd example of relaxation operation of the 2nd power inverter circuit group concerning a 1st embodiment of the present invention. The upper diagram of FIG. 11 is a graph showing an example of the time change of the sum (total current) of the currents output by the plurality of power conversion circuits, and the lower diagram of FIG. It is a graph. 本発明の第1の実施形態に係る第2の電力変換回路群の緩和運転の第4の実施例を示す説明図であって、各電力変換回路が出力する電流の時間変化例を示すグラフである。It is an explanatory view showing the 4th example of relaxation operation of the 2nd power conversion circuit group concerning a 1st embodiment of the present invention, and is a graph showing an example of time change of the current which each power conversion circuit outputs. is there. 本発明の第2の実施形態に係る、第1の電力変換回路群を構成する複数の電力変換回路に共通の遮断回路が設けられた電力変換装置の構成例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device according to a second embodiment of the present invention in which a plurality of power conversion circuits forming the first power conversion circuit group are provided with a common blocking circuit. 本発明の第3の実施形態に係る、第1の電力変換回路群を構成する複数の電力変換回路の各々に遮断回路が設けられた電力変換装置の構成例を示す回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device in which a cutoff circuit is provided in each of a plurality of power conversion circuits constituting a first power conversion circuit group according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態に係る電力変換装置が適用されたエレベーターシステムの構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an example of composition of an elevator system to which a power converter concerning a 4th embodiment of the present invention was applied.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と記述する)の例について、添付図面を参照しながら説明する。添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Hereinafter, examples of modes for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “embodiments”) will be described with reference to the attached drawings. About the component which has an essentially the same function or structure in an accompanying drawing, the same numerals are attached and the overlapping explanation is omitted.

<1.概要>
電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータ機能(インバータ装置)、あるいは、交流電力を直流電力に変換する又は直流電力を直流電力に変換するコンバータ機能(コンバータ装置)を有する。この種の電力変換装置は、例えば、蓄電池などに蓄えられたエネルギーを使って、サーバなどの負荷に対して交流の電力を途切れることなく供給することを目的とした無停電電源装置(Uninterruptible Power System:UPS)に用いることができる。
<1. Overview>
The power conversion device has an inverter function (inverter device) that converts direct current power to alternating current power, or a converter function (converter device) that converts alternating current power to direct current power or converts direct current power to direct current power. An uninterruptible power supply system (Uninterruptible Power System) aims to supply AC power without interruption to loads such as servers using energy stored in storage batteries etc., for example. (UPS) can be used.

ただし、ここで例示した用途は一例であって、無停電電源装置への用途に限られるものではない。すなわち、無停電電源装置の他、産業機器向け電力変換装置、鉄道向け電力変換装置、エレベーター向け電力変換装置、自動車向け電力変換装置、家庭用電気製品向け電力変換装置など、種々の用途に用いることができる。以下、本発明に係る電力変換装置をモーター駆動システムに適用した例を用いて、本発明に係る電力変換装置の概要を説明する。   However, the application illustrated here is an example, and is not limited to the application to the uninterruptible power supply. That is, in addition to uninterruptible power supply devices, it is used for various applications such as power converters for industrial equipment, power converters for railways, power converters for elevators, power converters for automobiles, and power converters for home electric appliances. Can. The outline of the power converter according to the present invention will be described below using an example in which the power converter according to the present invention is applied to a motor drive system.

[モーター駆動システム]
図1は、本発明に係る電力変換装置が適用されたモーター駆動システムの構成例を示す回路図である。モーター駆動システムは、一般的に三相であるが、図1はそのうちの一相分のみを図示したものである。図1に示すモーター駆動システム1は、直流電源2、インバータシステム3、負荷装置4、及び制御回路部7を備える。この負荷装置4は、例えばエレベーターシステムの乗りかご95(後述する図15)を昇降させる巻上機(モーター)である。インバータシステム3は、小容量の電力変換回路100−1,100−2,・・・,100−Nを並列に接続した回路構成を有している。電力変換回路100−1,100−2,・・・,100−Nの各々は、直流電源2の直流電力を交流電力に変換し、負荷装置4であるモーター(巻上機)を駆動する。
[Motor drive system]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a motor drive system to which a power conversion device according to the present invention is applied. The motor drive system is generally three-phase, but FIG. 1 shows only one of them. A motor drive system 1 shown in FIG. 1 includes a DC power supply 2, an inverter system 3, a load device 4, and a control circuit unit 7. The load device 4 is, for example, a hoist that raises and lowers a car 95 (FIG. 15 described later) of the elevator system. The inverter system 3 has a circuit configuration in which small-capacity power conversion circuits 100-1, 100-2, ..., 100-N are connected in parallel. Each of the power conversion circuits 100-1, 100-2,..., 100 -N converts DC power of the DC power supply 2 into AC power, and drives a motor (winding machine) which is a load device 4.

遮断回路5,6(遮断部の一例)が接続された電力変換回路100−1は、後述する第1の電力変換回路群を構成し、遮断回路5,6が接続されていない電力変換回路100−2〜100−Nは、後述する第2の電力変換回路群を構成する。以下では、電力変換回路100−1,100−2,・・・,100−Nを区別しない場合には、電力変換回路100−1,100−2,・・・,100−Nを単に「電力変換回路100」と記述する。   The power conversion circuit 100-1 to which the blocking circuits 5 and 6 (an example of the blocking unit) are connected constitutes a first power conversion circuit group described later, and the power conversion circuit 100 to which the blocking circuits 5 and 6 are not connected. -2 to 100-N constitute a second power conversion circuit group described later. In the following, when the power conversion circuits 100-1, 100-2,..., 100-N are not distinguished, the power conversion circuits 100-1, 100-2,. It is described as "conversion circuit 100".

モーター駆動システム1は、並列接続された電力変換回路100−1,100−2,・・・,100−Nのうち、電力変換回路100−1に主回路の経路を遮断する遮断回路5,6が接続されている。電力変換回路100−1の入力側と直流電源2の間に遮断回路5が接続され、電力変換回路100−1の出力側と負荷装置4の間に遮断回路6が接続されている。この遮断回路5,6により主回路の電力を遮断することにより、インバータシステム3から電力変換回路100−1が切り離される。   Motor drive system 1 includes interrupting circuits 5, 6 for interrupting the path of the main circuit to power conversion circuit 100-1 among power conversion circuits 100-1, 100-2, ..., 100-N connected in parallel. Is connected. The blocking circuit 5 is connected between the input side of the power conversion circuit 100-1 and the DC power supply 2, and the blocking circuit 6 is connected between the output side of the power conversion circuit 100-1 and the load device 4. The power conversion circuit 100-1 is disconnected from the inverter system 3 by interrupting the power of the main circuit by the blocking circuits 5 and 6.

遮断回路5,6には、例えばヒューズや遮断器などが用いられ、異常発生時に経路を開放して回路(電力)を遮断する。ヒューズは、主回路に過大な電流が流れたときに溶けて回路を遮断する配線部材である。遮断器は、ある量以上の電力を消費したり主回路に異常電流が流れたりすると、回路を自動的に遮断する。   For example, a fuse or a circuit breaker is used for the circuit breakers 5 and 6, and when an abnormality occurs, the path is opened to cut off the circuit (power). The fuse is a wiring member that melts and shuts off the circuit when an excessive current flows in the main circuit. The circuit breaker automatically shuts off the circuit if it consumes more than a certain amount of power or an abnormal current flows in the main circuit.

制御回路部7(制御回路の例)は、各電力変換回路100が備える駆動回路30(後述する図3参照)を制御する。駆動回路30は、電力変換回路100が備えるパワー半導体素子(後述する図3のパワー半導体素子11,12)に駆動信号を出力し、パワー半導体素子を駆動する。   The control circuit unit 7 (an example of a control circuit) controls a drive circuit 30 (see FIG. 3 described later) included in each power conversion circuit 100. The drive circuit 30 outputs a drive signal to a power semiconductor element (power semiconductor elements 11 and 12 in FIG. 3 described later) included in the power conversion circuit 100 to drive the power semiconductor element.

[各電力変換回路の特性]
ここで、インバータシステム3が備える各電力変換回路100の特性について説明する。図2は、インバータシステム3が備える各電力変換回路100の特性を示す説明図である。図2の上図は各電力変換回路100の平均出力電流の例を示すグラフであり、図2の下図は各電力変換回路100の余寿命の例を示すグラフである。図2の上図及び下図ともに、横軸は時間を示す。
[Characteristics of each power conversion circuit]
Here, the characteristics of each power conversion circuit 100 included in the inverter system 3 will be described. FIG. 2 is an explanatory view showing the characteristics of each power conversion circuit 100 provided in the inverter system 3. The upper diagram of FIG. 2 is a graph showing an example of the average output current of each power conversion circuit 100, and the lower diagram of FIG. 2 is a graph showing an example of the remaining life of each power conversion circuit 100. In both the upper and lower views of FIG. 2, the horizontal axis indicates time.

制御回路部7は、平常時、電力変換回路100−2(INV2)から電力変換回路100−N(INVN)の各々の時間平均の出力が、遮断回路5,6が接続された電力変換回路100−1(INV1)の時間平均の出力よりも小さくなるように運転する(図2上図)。例えば電力変換回路100−1は定格運転する。このため、電力変換回路100−1は、運転が継続されると他の電力変換回路100−2〜100−Nよりも確実に寿命が短くなり、最初に壊れることが予想できる(図2下図)。制御回路部7は、電力変換回路100−1が故障して遮断回路5及び/又は6が開放されると、電力変換回路100−2〜100−N(INV1〜N)を用いてインバータシステム3の運転を継続する。このとき制御回路部7は、電力変換回路100−2〜100−Nの一台あたりの平均出力を、遮断回路5,6の開放前と比べて大きくする(図2の上図破線)。   The control circuit unit 7 normally outputs the time average output of each of the power conversion circuit 100-2 (INV 2) to the power conversion circuit 100 -N (INVN) from the power conversion circuit 100-2 (INV 2). It operates so as to become smaller than the time average output of −1 (INV 1) (upper figure in FIG. 2). For example, the power conversion circuit 100-1 performs rated operation. For this reason, when the operation is continued, the life of power conversion circuit 100-1 will surely be shorter than that of the other power conversion circuits 100-2 to 100-N, and it can be expected that the power conversion circuit 100-1 will be broken first (lower figure in FIG. 2) . When power conversion circuit 100-1 fails and control circuit 5 and / or 6 is opened, control circuit unit 7 uses inverter circuits 3 with power conversion circuits 100-2 to 100-N (INV1 to N). Continue driving. At this time, the control circuit unit 7 increases the average output of each of the power conversion circuits 100-2 to 100-N as compared with before opening the blocking circuits 5 and 6 (upper broken line in FIG. 2).

このような構成により、最初に故障する電力変換回路100を高精度に予測することができる。それにより、従来技術に比べて電力変換回路100に接続する遮断回路5,6の数量を削減し、電力変換装置をより経済的に製造できる。電力変換回路100−1〜100−Nの時間平均の出力が、遮断回路5,6が接続された電力変換回路100−1の時間平均の出力よりも小さくなるように運転(以下「緩和運転」とも称する)する方法については、後述する。   With such a configuration, the power conversion circuit 100 that fails first can be predicted with high accuracy. As a result, the number of blocking circuits 5 and 6 connected to the power conversion circuit 100 can be reduced compared to the prior art, and the power conversion device can be manufactured more economically. Operation so that the time average output of power conversion circuits 100-1 to 100-N becomes smaller than the time average output of power conversion circuit 100-1 to which blocking circuits 5 and 6 are connected (hereinafter referred to as "relaxation operation" The method to carry out is also mentioned later.

<2.第1の実施形態>
[電力変換回路]
次に、本発明に係る電力変換装置についてさらに詳細に説明する。図3は、本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置に用いられる小容量の電力変換回路100の構成例を示す回路図である。電力変換回路100は、本発明に係る電力変換装置の主たる電力変換機能を担う。
<2. First embodiment>
[Power conversion circuit]
Next, the power conversion device according to the present invention will be described in more detail. FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a small-capacity power conversion circuit 100 used in the power conversion device according to the first embodiment of the present invention. The power conversion circuit 100 is responsible for the main power conversion function of the power conversion device according to the present invention.

図3において、電力変換回路100は、並列接続された3個のパワー半導体モジュール10−1,10−2,10−3、及び駆動回路30を備える。パワー半導体モジュール10−1,10−2,10−3はそれぞれ、上アームパワー半導体素子11、下アームパワー半導体素子12、及びダイオード13,14で構成されるレグ(スイッチング回路部)である。上アームパワー半導体素子11、下アームパワー半導体素子12、及びダイオード13,14がモジュール化されて各パワー半導体モジュール10−1,10−2,10−3が構成される。パワー半導体素子11には、ダイオード13が逆極性で接続されており、パワー半導体素子12にはダイオード14が逆極性で接続されている。   In FIG. 3, the power conversion circuit 100 includes three power semiconductor modules 10-1, 10-2, and 10-3 connected in parallel, and a drive circuit 30. The power semiconductor modules 10-1, 10-2, and 10-3 are legs (switching circuit units) configured of the upper arm power semiconductor device 11, the lower arm power semiconductor device 12, and the diodes 13 and 14, respectively. The upper arm power semiconductor element 11, the lower arm power semiconductor element 12, and the diodes 13 and 14 are modularized to constitute each of the power semiconductor modules 10-1, 10-2, and 10-3. The diode 13 is connected to the power semiconductor element 11 in reverse polarity, and the diode 14 is connected to the power semiconductor element 12 in reverse polarity.

以下では、パワー半導体モジュール10−1,10−2,10−3を区別しない場合には、パワー半導体モジュール10−1,10−2,10−3を単に「パワー半導体モジュール10」と記述する。本実施形態では、パワー半導体モジュール10は、上アームとしてパワー半導体素子11を、下アームとしてパワー半導体素子12を搭載した2in1構成である。   Below, when not distinguishing power semiconductor modules 10-1, 10-2, and 10-3, power semiconductor modules 10-1, 10-2, and 10-3 are only described as "power semiconductor module 10". In the present embodiment, the power semiconductor module 10 has a 2 in 1 configuration in which the power semiconductor element 11 is mounted as the upper arm and the power semiconductor element 12 is mounted as the lower arm.

上アームパワー半導体素子11及び下アームパワー半導体素子12は、高電圧の電源電圧をゲート電圧に応じてスイッチングする半導体スイッチング素子であり、このスイッチング動作によって電力変換を行う。以下、上アームパワー半導体素子11及び下アームパワー半導体素子12を単に、「パワー半導体素子11」及び「パワー半導体素子12」と記述することがある。パワー半導体素子11,12としては、電圧駆動型の素子の一例である、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor:IGBT)などを用いることができる。   The upper arm power semiconductor element 11 and the lower arm power semiconductor element 12 are semiconductor switching elements that switch a high voltage power supply voltage according to a gate voltage, and perform power conversion by this switching operation. Hereinafter, the upper arm power semiconductor device 11 and the lower arm power semiconductor device 12 may be simply referred to as “power semiconductor device 11” and “power semiconductor device 12”. As the power semiconductor elements 11 and 12, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or the like, which is an example of a voltage drive type element, can be used.

上アームパワー半導体素子11及び下アームパワー半導体素子12は、電力変換回路100の主回路に設けられ、高電位側電源と低電位側電源との間に直列に接続される。すなわち、上アームパワー半導体素子11のコレクタが高電位側電源に接続され、下アームパワー半導体素子12のエミッタが低電位側電源に接続される。さらに、上アームパワー半導体素子11のエミッタと下アームパワー半導体素子12のコレクタとが不図示の出力端子に共通に接続されている。そして、出力端子に導出される電圧(出力電圧)は、モーター等の負荷装置4(図1参照)に供給される。   The upper arm power semiconductor device 11 and the lower arm power semiconductor device 12 are provided in the main circuit of the power conversion circuit 100, and are connected in series between the high potential power supply and the low potential power supply. That is, the collector of the upper arm power semiconductor device 11 is connected to the high potential side power supply, and the emitter of the lower arm power semiconductor device 12 is connected to the low potential side power supply. Furthermore, the emitter of the upper arm power semiconductor device 11 and the collector of the lower arm power semiconductor device 12 are commonly connected to an output terminal (not shown). And the voltage (output voltage) derived | led-out to an output terminal is supplied to load apparatuses 4 (refer FIG. 1), such as a motor.

各パワー半導体モジュール10には、直流電源2の瞬時電力を供給するキャパシタ15が並列に接続される。上アームパワー半導体素子11のコレクタと接続する正極22及びキャパシタ15の正極16pは、バスバー等の直流配線20Pに接続される。また、下アームパワー半導体素子12のエミッタと接続する負極23及びキャパシタ15の負極16nは、バスバー等の直流配線20Nに接続される。電力変換回路100は、外部回路と接続可能な正極101及び負極102からなる外部直流端子を有し、正極101がキャパシタ15の正極16pに接続し、正極101がキャパシタ15の負極16nに接続する。   A capacitor 15 for supplying instantaneous power of the DC power supply 2 is connected in parallel to each power semiconductor module 10. The positive electrode 22 connected to the collector of the upper arm power semiconductor element 11 and the positive electrode 16p of the capacitor 15 are connected to a DC wiring 20P such as a bus bar. Further, the negative electrode 23 connected to the emitter of the lower arm power semiconductor element 12 and the negative electrode 16n of the capacitor 15 are connected to the DC wiring 20N such as a bus bar. Power conversion circuit 100 has an external DC terminal composed of positive electrode 101 and negative electrode 102 connectable to an external circuit, positive electrode 101 is connected to positive electrode 16 p of capacitor 15, and positive electrode 101 is connected to negative electrode 16 n of capacitor 15.

また、パワー半導体モジュール10−1の出力端子と電力変換回路100の外部交流端子21Uが接続されている。さらに、パワー半導体モジュール10−2の出力端子と外部交流端子21Vが接続され、パワー半導体モジュール10−3の出力端子と外部交流端子21Wが接続される。パワー半導体素子11,12のゲート及びエミッタはそれぞれ、信号伝達配線31を介して、駆動回路30と接続する。制御回路部7(図1参照)で生成された制御信号は、制御信号端子103を介して駆動回路30に入力される。   Further, the output terminal of the power semiconductor module 10-1 and the external AC terminal 21U of the power conversion circuit 100 are connected. Furthermore, the output terminal of the power semiconductor module 10-2 and the external AC terminal 21V are connected, and the output terminal of the power semiconductor module 10-3 and the external AC terminal 21W are connected. The gates and emitters of the power semiconductor elements 11 and 12 are connected to the drive circuit 30 via the signal transmission wiring 31 respectively. The control signal generated by the control circuit unit 7 (see FIG. 1) is input to the drive circuit 30 via the control signal terminal 103.

駆動回路30は、制御回路部7(図1、後述する図6)から受信したゲート電圧指令に基づき、パワー半導体素子11,12に供給するゲート電圧を調整する。オン状態(定常状態)におけるパワー半導体素子11,12の出力電流(コレクタ電流)は、ゲート印加電圧(Vge)と閾値電圧との差分に比例し、オン電圧は出力電流に比例する。よって、ゲート印加電圧を調整することにより、パワー半導体素子11,12の出力電流を制御することができる。   The drive circuit 30 adjusts the gate voltage supplied to the power semiconductor elements 11 and 12 based on the gate voltage command received from the control circuit unit 7 (FIG. 1 and FIG. 6 described later). The output current (collector current) of the power semiconductor elements 11 and 12 in the on state (steady state) is proportional to the difference between the gate applied voltage (Vge) and the threshold voltage, and the on voltage is proportional to the output current. Therefore, the output current of the power semiconductor elements 11 and 12 can be controlled by adjusting the gate application voltage.

さらに電力変換回路100は、温度検知素子(温度センサ)40を備える。温度検知素子40は、上アームパワー半導体素子11又は下アームパワー半導体素子12の近傍に設置され、測定対象のパワー半導体素子のジャンクション温度(「接合温度」、「素子温度」とも呼ばれる)に応じた信号を駆動回路30へ出力する。駆動回路30は、この信号を制御回路部7へ送出する。温度検知素子40は、パワー半導体素子11,12の正確なジャンクション温度を得る上で、パワー半導体モジュール10内に設けられていることが望ましい。   The power conversion circuit 100 further includes a temperature detection element (temperature sensor) 40. The temperature detection element 40 is disposed in the vicinity of the upper arm power semiconductor element 11 or the lower arm power semiconductor element 12 and corresponds to the junction temperature (also called “junction temperature” or “element temperature”) of the power semiconductor element to be measured. A signal is output to the drive circuit 30. The drive circuit 30 sends this signal to the control circuit unit 7. The temperature detection element 40 is preferably provided in the power semiconductor module 10 in order to obtain the accurate junction temperature of the power semiconductor elements 11 and 12.

制御回路部7は、パワー半導体素子11,12のジャンクション温度から、後述する図8、図10、及び図11に示す電力変換回路100の出力電流を計算により求めることができる。なお、温度検知素子40に代えて、コアレス電流センサ(例えばロゴスキコイル)等の電流センサを使用してもよい。この場合、電流センサは、下アームパワー半導体素子12のエミッタと負極23の間に配置される。   The control circuit unit 7 can calculate the output current of the power conversion circuit 100 shown in FIG. 8, FIG. 10, and FIG. 11 described later from the junction temperature of the power semiconductor elements 11 and 12. In place of the temperature detection element 40, a current sensor such as a coreless current sensor (for example, logo coil) may be used. In this case, the current sensor is disposed between the emitter of the lower arm power semiconductor device 12 and the negative electrode 23.

なお、電力変換回路100に、高電位側の上アームパワー半導体素子11、及び低電位側の下アームパワー半導体素子12の両方を搭載した2in1構成のパワー半導体モジュール10を例示したが、これに限られない。すなわち、本実施形態のパワー半導体モジュール10は、2in1構成の他、片方のアームのパワー半導体素子を搭載した1in1構成であってもよい。   Although the power semiconductor circuit 10 having a 2 in 1 configuration in which both the high potential side upper arm power semiconductor device 11 and the low potential side lower arm power semiconductor device 12 are mounted on the power conversion circuit 100 is illustrated, I can not. That is, the power semiconductor module 10 according to the present embodiment may have a 1 in 1 configuration in which a power semiconductor element of one arm is mounted in addition to the 2 in 1 configuration.

[第1の電力変換回路群]
図4は、第1の実施形態に係る第1の電力変換回路群の構成例を示す回路図である。本明細書において、遮断回路によって電流が遮断され得る電力変換回路100で構成される電力変換回路群を、第1の電力変換回路群という。
[First power conversion circuit group]
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of a first power conversion circuit group according to the first embodiment. In the present specification, a power conversion circuit group configured of the power conversion circuit 100 in which current can be cut off by the cut-off circuit is referred to as a first power conversion circuit group.

図4に示す第1の電力変換回路群200は、並列に接続された複数の電力変換回路100を有する。複数の電力変換回路100の正極101及び負極102はそれぞれ、直流外部配線205を介して、直流連結点201P及び直流連結点201Nと電気的に接続される。直流連結点201P,201Nはそれぞれ、バスバー等の電気配線によってヒューズなどの直流遮断スイッチ203P,203N(遮断部の一例)の一端と接続する。直流遮断スイッチ203P,203Nのそれぞれの他端は、バスバー等の電気配線によって第1の電力変換回路群200の外部直流端子211,212と接続する。   The first power conversion circuit group 200 shown in FIG. 4 includes a plurality of power conversion circuits 100 connected in parallel. The positive electrode 101 and the negative electrode 102 of the plurality of power conversion circuits 100 are electrically connected to the DC connection point 201P and the DC connection point 201N through the DC external wiring 205, respectively. The DC connection points 201P and 201N are respectively connected to one ends of DC cutoff switches 203P and 203N (an example of a cutoff unit) such as fuses by electrical wiring such as a bus bar. The other end of each of the DC blocking switches 203P and 203N is connected to the external DC terminals 211 and 212 of the first power conversion circuit group 200 by electrical wiring such as a bus bar.

また、複数の電力変換回路100の外部交流端子21U,21V、21Wはそれぞれ、交流外部配線を介して、交流連結点202U,202V,202Wと電気的に接続される。交流連結点202U,202V,202Wのそれぞれは、バスバー等の電気配線によって電磁接触器などの交流遮断スイッチ204U,204V,204W(遮断部の一例)の一端と接続する。交流遮断スイッチ204U,204V,204Wのそれぞれの他端は、バスバー等の電気配線によって第1の電力変換回路群200の外部交流端子213U,213V,213Wと接続する。制御回路部7(図1、図6参照)から第1の電力変換回路群200の制御信号端子214に入力された制御信号は、対応する電力変換回路100の制御信号端子103に入力される。   Further, the external AC terminals 21U, 21V, 21W of the plurality of power conversion circuits 100 are electrically connected to the AC connecting points 202U, 202V, 202W, respectively, via AC external wires. Each of AC connection points 202U, 202V, 202W is connected to one end of AC blocking switches 204U, 204V, 204W (an example of a blocking portion) such as an electromagnetic contactor by electrical wiring such as a bus bar. The other end of each of the AC cutoff switches 204U, 204V, 204W is connected to the external AC terminals 213U, 213V, 213W of the first power conversion circuit group 200 by electrical wiring such as a bus bar. The control signal input from control circuit unit 7 (see FIGS. 1 and 6) to control signal terminal 214 of first power conversion circuit group 200 is input to control signal terminal 103 of corresponding power conversion circuit 100.

以下では、直流遮断スイッチ203P,203Nを区別しない場合には、直流遮断スイッチ203P,203Nを単に「直流遮断スイッチ203」と記述する。同様に、交流遮断スイッチ204U,204V,204Wを区別しない場合には、交流遮断スイッチ204U,204V,204Wを単に「交流遮断スイッチ204」と記述する。なお、直流遮断スイッチ203と交流遮断スイッチ204は、いずれか一方のみでもよい。   Hereinafter, when the direct current cut-off switches 203P and 203N are not distinguished from one another, the direct current cut-off switches 203P and 203N will be simply described as "the direct current cut-off switch 203". Similarly, when the AC blocking switches 204U, 204V, and 204W are not distinguished from one another, the AC blocking switches 204U, 204V, and 204W are simply described as "AC blocking switch 204". Note that only one of the DC blocking switch 203 and the AC blocking switch 204 may be used.

いずれかの電力変換回路100が故障、又は直流外部配線205もしくは交流外部配線に地絡等の異常が発生した場合には、直流遮断スイッチ203又は交流遮断スイッチ204が開放して電力を遮断する。   When any power conversion circuit 100 fails or an abnormality such as a ground fault occurs in the DC external wiring 205 or the AC external wiring, the DC blocking switch 203 or the AC blocking switch 204 is opened to shut off the power.

なお、図4では、第1の電力変換回路群200が複数の電力変換回路100を備える例を示したが、第1の電力変換回路群200は少なくとも一つの電力変換回路100を備えていればよい。   Although FIG. 4 shows an example in which the first power conversion circuit group 200 includes a plurality of power conversion circuits 100, if the first power conversion circuit group 200 includes at least one power conversion circuit 100. Good.

[第2の電力変換回路群]
図5は、第1の実施形態に係る第2の電力変換回路群の構成例を示す回路図である。本明細書において、遮断回路が接続されていない電力変換回路100で構成される電力変換回路群を、第2の電力変換回路群という。
[Second power conversion circuit group]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a second power conversion circuit group according to the first embodiment. In the present specification, a power conversion circuit group configured by the power conversion circuit 100 to which the blocking circuit is not connected is referred to as a second power conversion circuit group.

図5に示す第2の電力変換回路群300は、第1の電力変換回路群200と同様に、並列に接続された複数の電力変換回路100を有する。複数の電力変換回路100の正極101及び負極102はそれぞれ、直流外部配線305を介して、直流連結点301P及び直流連結点301Nと電気的に接続される。直流連結点301P,301Nはそれぞれ、バスバー等の電気配線によって第2の電力変換回路群300の外部直流端子311,312と接続する。   Like the first power conversion circuit group 200, the second power conversion circuit group 300 shown in FIG. 5 includes a plurality of power conversion circuits 100 connected in parallel. The positive electrode 101 and the negative electrode 102 of the plurality of power conversion circuits 100 are electrically connected to the DC connection point 301P and the DC connection point 301N through the DC external wiring 305, respectively. The DC connection points 301P and 301N are connected to the external DC terminals 311 and 312 of the second power conversion circuit group 300, respectively, by electrical wiring such as a bus bar.

また、複数の電力変換回路100の外部交流端子21U,21V、21Wはそれぞれ、交流外部配線を介して、交流連結点302U,302V,302Wと電気的に接続される。交流連結点302U,302V,302Wのそれぞれは、バスバー等の電気配線によって第2の電力変換回路群300の外部交流端子313U,313V,313Wと接続する。制御回路部7(図1、図6参照)から第2の電力変換回路群300の制御信号端子314に入力された制御信号は、対応する電力変換回路100の制御信号端子103に入力される。   Also, the external AC terminals 21U, 21V, 21W of the plurality of power conversion circuits 100 are electrically connected to the AC connection points 302U, 302V, 302W, respectively, through AC external wires. The AC connection points 302U, 302V, 302W are connected to the external AC terminals 313U, 313V, 313W of the second power conversion circuit group 300 by electrical wiring such as a bus bar. A control signal input from control circuit unit 7 (see FIGS. 1 and 6) to control signal terminal 314 of second power conversion circuit group 300 is input to control signal terminal 103 of corresponding power conversion circuit 100.

図4及び図5に示すように、第1の電力変換回路群200及び第2の電力変換回路群300では、複数の電力変換回路100が互いに並列接続されて用いられる。すなわち、一の電力変換回路100に搭載されたパワー半導体モジュール10の上アームパワー半導体素子11のコレクタと、他の電力変換回路100に搭載されたパワー半導体モジュール10の上アームパワー半導体素子11のコレクタが、直流連結点で電気的に同電位に接続される。   As shown in FIGS. 4 and 5, in the first power conversion circuit group 200 and the second power conversion circuit group 300, a plurality of power conversion circuits 100 are connected in parallel to each other and used. That is, the collector of upper arm power semiconductor element 11 of power semiconductor module 10 mounted in one power conversion circuit 100 and the collector of upper arm power semiconductor element 11 of power semiconductor module 10 mounted in another power conversion circuit 100 Are electrically connected to the same potential at the DC connection point.

また、一の電力変換回路100に搭載されたパワー半導体モジュール10の下アームパワー半導体素子12のエミッタと、他の電力変換回路100に搭載されたパワー半導体モジュール10の下アームパワー半導体素子12のエミッタが、直流連結点で電気的に同電位に接続される。そして、U相、V相及びW相ごとに、パワー半導体モジュール10の上アームパワー半導体素子11のエミッタと下アームパワー半導体素子12のコレクタが同電位に接続されるとともに、各接続点が交流連結点で電気的に接続される。   Further, the emitter of the lower arm power semiconductor device 12 of the power semiconductor module 10 mounted in one power conversion circuit 100 and the emitter of the lower arm power semiconductor device 12 of the power semiconductor module 10 mounted in another power conversion circuit 100. Are electrically connected to the same potential at the DC connection point. The emitter of upper arm power semiconductor element 11 of power semiconductor module 10 and the collector of lower arm power semiconductor element 12 are connected to the same potential for each of U, V and W phases, and each connection point is AC-connected. Electrically connected at the point.

このように上アームパワー半導体素子11及び下アームパワー半導体素子12を搭載した電力変換回路100を並列接続し、これら複数の電力変換回路100内のパワー半導体素子11,12を同時にスイッチング駆動することにより、変換電力容量の増大を図ることができる。電力変換回路100(パワー半導体素子11,12)の並列接続数が多いほど、変換電力容量の増大化の効果が大きくなる。   As described above, the power conversion circuit 100 mounted with the upper arm power semiconductor element 11 and the lower arm power semiconductor element 12 is connected in parallel, and the power semiconductor elements 11 and 12 in the plurality of power conversion circuits 100 are simultaneously switched and driven. The conversion power capacity can be increased. The larger the number of parallel connections of the power conversion circuit 100 (power semiconductor elements 11 and 12), the larger the effect of increasing the conversion power capacity.

本発明では、第1の電力変換回路群200を構成する電力変換回路100と第2の電力変換回路群300を構成する電力変換回路100は、遮断スイッチの有無を除き、同等のハード構成で同等程度の出力容量を備える構成としてよい。すなわち、電力変換回路100として、同じ又は実質的に同じ特性を持つものを使用する。これら電力変換回路100を同等のハード構成とすることで、部品種類数を最小限にできるなど、製造上の利点がある。さらに、このようにすることで、故障する電力変換回路100をさらに高精度に予測することができる。   In the present invention, the power conversion circuit 100 configuring the first power conversion circuit group 200 and the power conversion circuit 100 configuring the second power conversion circuit group 300 are equivalent in hardware configuration except for the presence or absence of the cutoff switch. It may be configured to have a certain degree of output capacity. That is, as the power conversion circuit 100, one having the same or substantially the same characteristics is used. By making these power conversion circuits 100 have the same hardware configuration, there are manufacturing advantages such as the number of component types can be minimized. Furthermore, by doing this, the power conversion circuit 100 that fails can be predicted with higher accuracy.

なお、図5において、第2の電力変換回路群300が複数の電力変換回路100を備える例を示した。本実施形態では、第1の電力変換回路群200の電力変換回路100が故障した際に、第2の電力変換回路群300の電力変換回路100の出力を上昇させて故障により不足した分の出力責務を補うため、第2の電力変換回路群300の電力変換回路100は複数であることが望ましい。   In FIG. 5, an example is shown in which the second power conversion circuit group 300 includes a plurality of power conversion circuits 100. In the present embodiment, when the power conversion circuit 100 of the first power conversion circuit group 200 breaks down, the output of the power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 is increased, and the output for the shortage due to the failure. In order to compensate the duty, it is desirable that a plurality of power conversion circuits 100 of the second power conversion circuit group 300 be provided.

[電力変換装置]
次に、第1の電力変換回路群200及び第2の電力変換回路群300を備える電力変換装置の構成について図6を参照して説明する。図6は、第1の電力変換回路群200及び第2の電力変換回路群300を備える電力変換装置の構成例を示す回路図である。
[Power converter]
Next, a configuration of a power conversion device including the first power conversion circuit group 200 and the second power conversion circuit group 300 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device including the first power conversion circuit group 200 and the second power conversion circuit group 300.

電力変換装置400は、第1の電力変換回路群200、第2の電力変換回路群300、及び制御回路部7を備える。第1の電力変換回路群200の外部直流端子211,212の各々と、第2の電力変換回路群300の外部直流端子311,312の各々は、直流連結点401P,401Nを介して接続される。この直流連結点401P,401Nは、直流電源2と接続される。また、第1の電力変換回路群200の外部交流端子213U,213V,213Wの各々と、第2の電力変換回路群300の外部交流端子313U,313V,313Wの各々は、交流連結点402U,402V,402Wを介して接続される。また、交流連結点402U,402V,402Wは、モーター等の負荷装置4と接続される。   The power conversion device 400 includes a first power conversion circuit group 200, a second power conversion circuit group 300, and a control circuit unit 7. Each of external DC terminals 211 and 212 of first power conversion circuit group 200 and each of external DC terminals 311 and 312 of second power conversion circuit group 300 are connected via DC connecting points 401P and 401N. . The DC connection points 401P and 401N are connected to the DC power supply 2. Further, each of external AC terminals 213U, 213V, 213W of first power conversion circuit group 200 and each of external AC terminals 313U, 313V, 313W of second power conversion circuit group 300 are AC connection points 402U, 402V. , 402 W are connected. Further, the AC connection points 402U, 402V, 402W are connected to a load device 4 such as a motor.

さらに、第1の電力変換回路群200の各制御信号端子214が信号伝達配線403−1を介して、また、第2の電力変換回路群300の各制御信号端子314が信号伝達配線403−2を介して、制御回路部7に接続される。   Further, each control signal terminal 214 of the first power conversion circuit group 200 is connected to the signal transmission wiring 403-1, and each control signal terminal 314 of the second power conversion circuit group 300 is connected to the signal transmission wiring 403-2. Are connected to the control circuit unit 7.

制御回路部7は、第1の電力変換回路群200及び第2の電力変換回路群300が備える各電力変換回路100の駆動回路30に対して、これらを制御するための制御信号としてパルス列信号を供給する。パルス列信号は、例えば、一定の周波数でパルスのオンの時間幅が変化する搬送波を使用したパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)信号である。パルス列信号がPWM信号である場合、搬送波の周波数を高くすることにより、制御の精度を高めることができる。   The control circuit unit 7 controls the drive circuit 30 of each power conversion circuit 100 included in the first power conversion circuit group 200 and the second power conversion circuit group 300 as a pulse train signal as a control signal for controlling them. Supply. The pulse train signal is, for example, a pulse width modulation (PWM) signal using a carrier wave in which the on time width of the pulse changes at a constant frequency. When the pulse train signal is a PWM signal, the control frequency can be increased to improve the control accuracy.

制御回路部7は、不揮発性のメモリ7Mを有している。メモリ7Mには、各電力変換回路100の運転パターンのデータが記憶されている。メモリ7Mは、制御回路部7の外部に設けられていてもよい。例えば制御回路部7は、メモリ7Mから運転パターンのデータを読み出し、運転パターンに基づいて各パワー半導体素子11,12に対する制御信号を生成し、第1の電力変換回路群200及び第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100へ制御信号を供給する。   The control circuit unit 7 has a non-volatile memory 7M. Data of the operation pattern of each power conversion circuit 100 is stored in the memory 7M. The memory 7M may be provided outside the control circuit unit 7. For example, the control circuit unit 7 reads out data of the operation pattern from the memory 7M, generates a control signal for each of the power semiconductor elements 11 and 12 based on the operation pattern, and converts the first power conversion circuit group 200 and the second power conversion. A control signal is supplied to each power conversion circuit 100 of the circuit group 300.

また制御回路部7は、温度検知素子40を用いて得られたパワー半導体素子11,12の温度情報に基づいて、駆動回路30に対して制御信号を出力(フィードバック制御)するようにしてもよい。   The control circuit unit 7 may output a control signal to the drive circuit 30 (feedback control) based on the temperature information of the power semiconductor elements 11 and 12 obtained using the temperature detection element 40. .

[電力変換装置の基本動作]
次に、電力変換装置400における基本的な動作について説明する。初期状態では、全ての電力変換回路100のパワー半導体素子11,12がオフ状態であり、負荷装置4への電力供給は停止している。初動時(初充電時)、直流電源2から供給される直流電力は、直流外部配線、直流連結点401P,401Nを経由して、第1の電力変換回路群200及び第2の電力変換回路群300に入力される。各々に分配された直流電力は、第1の電力変換回路群200の内部で直流連結点201P,201Nを経由して、電力変換回路100に入力されるとともに、第2の電力変換回路群300の内部で直流連結点301P,301Nを経由して、電力変換回路100に入力される。
[Basic operation of power converter]
Next, the basic operation of power converter 400 will be described. In the initial state, the power semiconductor elements 11 and 12 of all the power conversion circuits 100 are in the off state, and the power supply to the load device 4 is stopped. At the time of initial operation (at the time of initial charge), DC power supplied from the DC power supply 2 is connected to the first power conversion circuit group 200 and the second power conversion circuit group via the DC external wiring and the DC connection points 401P and 401N. It is input to 300. The DC power distributed to each is input to the power conversion circuit 100 via the DC connection points 201P and 201N inside the first power conversion circuit group 200, and the DC power of the second power conversion circuit group 300. The power conversion circuit 100 is internally input via the DC connection points 301P and 301N.

各電力変換回路100内では、キャパシタ15に直流電力が供給されて充電される。負荷装置4の動作時、制御回路部7は、各電力変換回路100の駆動回路30に、信号伝達配線403−1,403−2を経由してオン/オフの制御信号を送出する。駆動回路30は、制御信号を受信すると駆動信号を形成し、信号伝達配線31を経由して各パワー半導体モジュール10のパワー半導体素子11,12に駆動信号を送出する。各パワー半導体素子11,12は、所望の運転動作に従って形成されたオンとオフの組み合わせパターンに沿って送られる制御回路部7からの制御信号に基づいて直流電力を交流電力へと変換し、交流電力を負荷装置4へ供給する。   In each power conversion circuit 100, DC power is supplied to the capacitors 15 for charging. At the time of operation of the load device 4, the control circuit unit 7 sends an on / off control signal to the drive circuit 30 of each power conversion circuit 100 via the signal transmission wirings 403-1 and 403-2. When receiving the control signal, the drive circuit 30 forms a drive signal, and sends the drive signal to the power semiconductor elements 11 and 12 of each power semiconductor module 10 via the signal transmission wiring 31. Each of the power semiconductor elements 11 and 12 converts direct current power into alternating current power based on a control signal from the control circuit unit 7 which is sent along a combination pattern of on and off formed according to a desired driving operation. Power is supplied to the load device 4.

[第1の電力変換回路群故障時の動作]
次に、電力変換装置400、第1の電力変換回路群200及び第2の電力変換回路群300の出力特性、故障発生時の動作について、図7を参照して説明する。図7は、第1の電力変換回路群200が故障した場合における第2の電力変換回路群300の動作を示す説明図である。図7の上図は電力変換装置400の出力の時間変化例を示す説明図であり、図7の下図は電力変換装置400を構成する各電力変換回路100の平均出力を示す説明図である。
[Operation at the time of failure of the first power conversion circuit group]
Next, the output characteristics of the power conversion device 400, the first power conversion circuit group 200, and the second power conversion circuit group 300 and the operation at the time of failure occurrence will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory view showing the operation of the second power conversion circuit group 300 when the first power conversion circuit group 200 fails. The upper diagram of FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of time change of the output of the power conversion device 400, and the lower diagram of FIG. 7 is an explanatory diagram showing an average output of each power conversion circuit 100 configuring the power conversion device 400.

本実施形態では、制御回路部7によって、第2の電力変換回路群300を構成する電力変換回路100の一台あたりの平均出力電流(INGV2)が、第1の電力変換回路群200の電力変換回路100(INGV1)の一台あたりの平均出力電流に比べて、小さくなるように制御信号が形成される(図7の下図)。電力変換装置400の出力は、第1の電力変換回路群200の各電力変換回路及び第2の電力変換回路群300の合計出力である(図7の上図)。図7の上図では、第1の電力変換回路群200を構成する電力変換回路100のうちどれか一台の電力変換回路100が故障し、該当電力変換回路100の出力がゼロになっていることを示している。   In the present embodiment, the average output current (INGV2) per power conversion circuit 100 configuring the second power conversion circuit group 300 is converted by the control circuit unit 7 to the power conversion of the first power conversion circuit group 200. The control signal is formed so as to be smaller than the average output current per one of the circuits 100 (INGV1) (lower diagram in FIG. 7). The output of the power conversion device 400 is the total output of each power conversion circuit of the first power conversion circuit group 200 and the second power conversion circuit group 300 (upper diagram in FIG. 7). In the upper diagram of FIG. 7, one of the power conversion circuits 100 of the power conversion circuits 100 constituting the first power conversion circuit group 200 has a failure, and the output of the corresponding power conversion circuit 100 is zero. It is shown that.

各電力変換回路100では、パワー半導体素子11,12の電流の通流及びスイッチングにより電力損失が発生し、パワー半導体素子11,12が発熱する。パワー半導体素子11,12は、不図示のヒートシンクや送風機により、所定の温度以下となるように温度上昇が抑制されるものの、長期間の利用によって熱的な疲労(ジュール損失等に起因する疲労)が蓄積し、一定期間を経過した後に破損に至る。   In each power conversion circuit 100, power loss occurs due to the flow and switching of the current of the power semiconductor elements 11, 12, and the power semiconductor elements 11, 12 generate heat. Although the temperature rise of the power semiconductor elements 11 and 12 is suppressed to a predetermined temperature or less by a heat sink or a fan (not shown), thermal fatigue (fatigue due to joule loss etc.) by long-term use Accumulate and lead to breakage after a certain period of time.

そこで、制御回路部7は、第2の電力変換回路群300の電力変換回路100の一台あたりの平均出力電流が小さくなるように、第2の電力変換回路群300の電力変換回路100を交互に運転するなどして、第2の電力変換回路群300を緩和的に運転する。あるいは、制御回路部7は、運転周期T内において、第2の電力変換回路群300の電力変換回路100の出力電流が、第1の電力変換回路群200のそれと比べて小さくなるよう制御してもよい。   Therefore, the control circuit unit 7 alternates the power conversion circuits 100 of the second power conversion circuit group 300 so that the average output current per power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 decreases. To operate the second power conversion circuit group 300 in a relaxed manner. Alternatively, the control circuit unit 7 controls the output current of the power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 to be smaller than that of the first power conversion circuit group 200 in the operation cycle T. It is also good.

[電力変換回路の平均出力]
ここで、電力変換回路100の平均出力について説明する。図8は、電力変換回路100の平均出力について説明するためのグラフである。電力変換回路100の平均出力は所定時間平均の出力電流であり、例えば任意の運転周期T内の平均の出力電流である。図8に示すように、電力変換回路100の故障前の平均出力電流の電流値はIbであるが、故障後に出力時間を同一にして出力電流を大きくすることにより、平均出力電流の電流値をIaに上げることができる。また、運転周期T内の出力時間を長くすることにより、平均出力電流の電流値を上げることもできる。さらに運転周期T内の出力時間と出力電流の両方を調整して平均出力電流の電流値を上げるようにしてもよい。
[Average output of power conversion circuit]
Here, the average output of the power conversion circuit 100 will be described. FIG. 8 is a graph for explaining the average output of the power conversion circuit 100. The average output of the power conversion circuit 100 is an output current averaged over a predetermined time, for example, an average output current within an arbitrary operation cycle T. As shown in FIG. 8, although the current value of the average output current before failure of the power conversion circuit 100 is Ib, the current value of the average output current is equalized by equalizing the output time after the failure and increasing the output current. Can be raised to Ia. In addition, the current value of the average output current can also be increased by lengthening the output time within the operation cycle T. Furthermore, both the output time and the output current in the operation cycle T may be adjusted to increase the current value of the average output current.

例えば電力変換装置400において、第1の運転周期では第2の電力変換回路群300のうち1番目の電力変換回路100を休止し、第2の運転周期では2番目の電力変換回路100を休止するなどの運転を行う。このように、休止する電力変換回路100を、運転周期ごとに順次入れ替え、第2の電力変換回路群300の電力変換回路100に熱的な疲労の蓄積を緩和する。   For example, in the power conversion device 400, the first power conversion circuit 100 in the second power conversion circuit group 300 is paused in the first operation cycle, and the second power conversion circuit 100 is paused in the second operation cycle. Do the driving etc. As described above, the power conversion circuit 100 to be paused is sequentially replaced at each operation cycle, and the accumulation of thermal fatigue in the power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 is alleviated.

このような操作によって、第1の電力変換回路群200に比べて、第2の電力変換回路群300の電力変換回路100の運転疲労を抑制できる。相対的に運転負荷が大きい第1の電力変換回路群200は、第2の電力変換回路群300に比べて、早期に故障に至る。故障に際して、直流遮断スイッチ203P,203N及び交流遮断スイッチ204U,204V,204Wを開放し、第1の電力変換回路群200の運転を休止する。   By such an operation, the operation fatigue of the power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 can be suppressed as compared with the first power conversion circuit group 200. As compared with the second power conversion circuit group 300, the first power conversion circuit group 200 having a relatively large operation load leads to failure earlier. At the time of failure, the DC blocking switches 203P and 203N and the AC blocking switches 204U, 204V and 204W are opened, and the operation of the first power conversion circuit group 200 is suspended.

一方、残る第2の電力変換回路群300によって電力変換装置400の運転を継続する。運転の継続に際しては、休止する第1の電力変換回路群200の出力責務を、第2の電力変換回路群300の出力責務に加える。すなわち、第2の電力変換回路群300の電力変換回路100の平均出力電流の電流値をIaからIbへ瞬時に引き上げる(図7の下図)。これにより、第1の電力変換回路群200の切り離し前と同等の出力責務が担保され、電力変換装置400の出力を維持することができる(図7の上図)。   On the other hand, the operation of the power conversion device 400 is continued by the remaining second power conversion circuit group 300. When continuing the operation, the output responsibility of the paused first power conversion circuit group 200 is added to the output responsibility of the second power conversion circuit group 300. That is, the current value of the average output current of the power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 is instantaneously raised from Ia to Ib (lower diagram in FIG. 7). Accordingly, the output responsibility equivalent to that before the separation of the first power conversion circuit group 200 is secured, and the output of the power conversion device 400 can be maintained (upper diagram in FIG. 7).

故障前の平均出力電流の電流値Iaから平均出力電流をどの程度上げる必要があるかは、電力変換装置400の出力目標値や第1の電力変換回路群200及び第2の電力変換回路群300の各々を構成する電力変換回路100の台数によって異なる。   How much the average output current needs to be increased from the current value Ia of the average output current before the failure depends on the target output value of the power conversion device 400, the first power conversion circuit group 200, and the second power conversion circuit group 300. This differs depending on the number of power conversion circuits 100 constituting each of the above.

上述した構成の第1の実施形態では、特定の電力変換回路100を他の電力変換回路100よりも負荷をかけて運転するため、故障する電力変換回路100(第1の電力変換回路群200)を高精度に予測することができる。そのため、第1の実施形態は、従来技術に比べて遮断スイッチの数量を削減し、電力変換装置400をより経済的に製造できる。   In the first embodiment of the configuration described above, the power conversion circuit 100 that fails due to the load being applied to the specific power conversion circuit 100 compared to the other power conversion circuits 100 (the first power conversion circuit group 200) Can be predicted with high accuracy. Therefore, the first embodiment can reduce the number of cutoff switches compared to the prior art, and can manufacture the power conversion device 400 more economically.

また、第1の実施形態では、故障する電力変換回路100を高精度に予測することができるため、電力変換装置400の故障を高精度に予測することができる。それにより、電力変換装置400の計画外の故障(停止)を防止できる。そして、該当する電力変換回路100から構成される第1の電力変換回路群200が故障した際に、計画的に第1の電力変換回路群200及び第2の電力変換回路群300を交換することにより、上述の計画外の停止を予防する機能を継続的に利用することができる。   Further, in the first embodiment, since the power conversion circuit 100 that fails can be predicted with high accuracy, the failure of the power conversion device 400 can be predicted with high accuracy. Thereby, an unplanned failure (stop) of the power conversion device 400 can be prevented. Then, when the first power conversion circuit group 200 including the corresponding power conversion circuit 100 breaks down, the first power conversion circuit group 200 and the second power conversion circuit group 300 are deliberately exchanged. Thus, the above-mentioned function for preventing unplanned outages can be used continuously.

さらに、第1の実施形態では、電力変換回路100の故障を高精度に予測できることから、電力変換装置400の故障を高精度に予測することができる。それゆえ、電力変換装置400の計画外の停止を防止し、電力変換装置400の信頼性を向上させることができる。   Furthermore, in the first embodiment, since the failure of the power conversion circuit 100 can be predicted with high accuracy, the failure of the power conversion device 400 can be predicted with high accuracy. Therefore, it is possible to prevent an unplanned stop of power conversion device 400 and to improve the reliability of power conversion device 400.

以下、第2の電力変換回路群300の緩和運転の種々の実施例について図9〜図12を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, various embodiments of the relaxation operation of the second power conversion circuit group 300 will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 12.

[第1の実施例]
まず、第2の電力変換回路群300の緩和運転の第1の実施例として、休止する電力変換回路100を運転周期ごとに順次入れ替える例を説明する。第1の実施例及び以降の第2〜第4の実施例では、図9に示した構成の電力変換装置400を前提とする。
First Embodiment
First, as a first example of the relaxation operation of the second power conversion circuit group 300, an example will be described in which the power conversion circuits 100 to be paused are sequentially replaced for each operation cycle. In the first embodiment and the following second to fourth embodiments, the power conversion device 400 having the configuration shown in FIG. 9 is assumed.

図9は、第2の電力変換回路群300の緩和運転の第1の実施例を示す回路図である。この電力変換装置400は、(N−1)台の電力変換回路100を用いて定格運転を行う。図9に示す例では、電力変換装置400を構成する電力変換回路100のうち、電力変換回路100−1に直流遮断スイッチ203P,203N及び交流遮断スイッチ204U〜204Wが接続され、電力変換回路100−2〜100−Nには遮断スイッチは接続されていない。電力変換回路100−1は第1の電力変換回路群200を構成し、電力変換回路100−2〜100−Nは第2の電力変換回路群300を構成する。ただし図9では、各電力変換回路群の枠線及び符番の記載を省略している。制御回路部7のメモリ7Mには、運転パターンテーブル7Tが格納されている。   FIG. 9 is a circuit diagram showing a first example of the relaxation operation of the second power conversion circuit group 300. As shown in FIG. The power converter 400 performs rated operation using (N-1) power converter circuits 100. In the example shown in FIG. 9, among the power conversion circuits 100 configuring the power conversion device 400, the DC conversion switches 203P and 203N and the AC cutoff switches 204U to 204W are connected to the power conversion circuit 100-1, and the power conversion circuit 100- The cutoff switch is not connected to 2 to 100-N. The power conversion circuit 100-1 constitutes a first power conversion circuit group 200, and the power conversion circuits 100-2 to 100 -N constitute a second power conversion circuit group 300. However, in FIG. 9, the description of the frame lines and reference numerals of each power conversion circuit group is omitted. An operation pattern table 7T is stored in the memory 7M of the control circuit unit 7.

運転パターンテーブル7Tには、運転サイクル数(運転周期の番号)ごとに、運転又は停止(休止)する電力変換回路100の番号(♯)が規定されている。図中、○印は運転、×印は停止を表す。運転パターンテーブル7Tによれば、遮断回路が接続された電力変換回路100−1は、常時運転を行うように規定されている。また、運転パターンテーブル7Tによれば、第1の運転周期では第2の電力変換回路群300のうち1番目の電力変換回路100−2を休止し、第2の運転周期では2番目の電力変換回路100−3を休止し、第Nの運転周期では(N−1)番目の電力変換回路100−Nを休止するように規定されている。このように、休止する電力変換回路100を、運転周期ごとに順次入れ替える。すなわち、運転パターンテーブル7Tには、休止する電力変換回路100のローテーションの情報が格納されている。   In the operation pattern table 7T, the number (#) of the power conversion circuit 100 to be operated or stopped (paused) is defined for each number of operation cycles (numbers of operation cycles). In the figure, ○ indicates operation, and x indicates stop. According to the operation pattern table 7T, the power conversion circuit 100-1 to which the cut-off circuit is connected is defined to always operate. Further, according to the operation pattern table 7T, the first power conversion circuit 100-2 in the second power conversion circuit group 300 is suspended in the first operation cycle, and the second power conversion is performed in the second operation cycle. It is defined that the circuit 100-3 is suspended, and that the (N-1) th power conversion circuit 100-N is suspended in the Nth operation cycle. As described above, the power conversion circuit 100 to be paused is sequentially replaced every operation cycle. That is, the information on the rotation of the power conversion circuit 100 to be paused is stored in the driving pattern table 7T.

第1の実施例は、エレベーターシステムに用いられるような、ある特定の運転パターンを繰り返し実施する電力変換装置の例である。例えば複数の乗りかご95(巻上機)を備えるエレベーターシステム(図15参照)では、乗客のかご呼び登録に応じて複数の乗りかご95を順次稼働させている。図9の1つの運転周期(運転サイクル)は、かご呼び登録に応じて乗りかご95が移動を開始してから目的階に到着するなどして乗りかご95が停止するまでの時間である。この場合の運転周期は、数秒から数十秒のオーダーである。   The first embodiment is an example of a power converter that repeatedly implements a certain operation pattern as used in an elevator system. For example, in an elevator system (see FIG. 15) provided with a plurality of car cages 95 (winding machines), the plurality of car cages 95 are sequentially operated according to the car call registration of the passengers. One operation cycle (operation cycle) in FIG. 9 is a time from when the car 95 starts moving according to car call registration until it arrives at the destination floor or the like and the car 95 stops. The operation cycle in this case is on the order of several seconds to several tens of seconds.

電力変換回路100−1に異常が発生した場合には、直流遮断スイッチ203P,203N及び交流遮断スイッチ304P,304Nにより電力変換回路100−1が主回路から切り離される。そして、制御回路部7は、正常な電力変換回路100−2〜100−Nで運転を継続するよう制御する。   When an abnormality occurs in the power conversion circuit 100-1, the power conversion circuit 100-1 is disconnected from the main circuit by the DC blocking switches 203P and 203N and the AC blocking switches 304P and 304N. Then, the control circuit unit 7 controls the normal power conversion circuits 100-2 to 100-N to continue the operation.

上述した第1の実施例における緩和運転の方法によれば、エレベーターなどの負荷装置4の運転周期に応じて、第2の電力変換回路群300において休止する電力変換回路100を順次入れ替えることにより、第2の電力変換回路群300の負荷を緩和することができる。運転パターンテーブル7Tに規定されたローテーションに基づいて、第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100の運転/休止を制御すればよいから、制御が簡単である。   According to the method of relaxation operation in the first embodiment described above, the power conversion circuit 100 paused in the second power conversion circuit group 300 is sequentially replaced according to the operation cycle of the load device 4 such as an elevator. The load of the second power conversion circuit group 300 can be alleviated. The control is simple because the operation / stop of each power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 may be controlled based on the rotation defined in the operation pattern table 7T.

[第2の実施例]
次に、第2の電力変換回路群300の緩和運転の第2の実施例を説明する。上記第1の実施例では、負荷の運転周期ごとに休止する電力変換回路100を入れ替えたが、より長い1日や1週間などの一定期間ごとに休止する電力変換回路を入れ替えることもできる。
Second Embodiment
Next, a second example of the mitigation operation of the second power conversion circuit group 300 will be described. In the first embodiment, although the power conversion circuit 100 to be paused is replaced every operation cycle of the load, it is also possible to replace the power conversion circuit to pause every fixed period such as a longer day or week.

図10は、第2の電力変換回路群300の第2の実施例を示す説明図であって、電力変換装置400を構成する複数の電力変換回路100が出力する電流の合計(合計電流)の時間変化例、及び各電力変換回路100が出力する電流の時間変化例を模式的に示すグラフである。なお、この図10のグラフの縦軸は電流を示しているが、温度検知素子40で測定された温度を用いても同じような波形となる。   FIG. 10 is an explanatory diagram of a second embodiment of the second power conversion circuit group 300, and shows the total (total current) of the currents output by the plurality of power conversion circuits 100 configuring the power conversion device 400. It is a graph which shows typically the time change example and the time change example of the electric current which each power inverter circuit 100 outputs. Although the vertical axis of the graph in FIG. 10 indicates the current, the same waveform can be obtained by using the temperature measured by the temperature detection element 40.

オフィスビルに設置されたエレベーターでは、図10に示すように、電力変換装置400が備える複数の電力変換回路100が出力する電流の合計(合計電流)は、1日単位の周期を有する。一般に、オフィスビルにおけるエレベーターの利用状況として、1日の中で出勤時、昼食時、退勤時などの利用者数が増える時間帯が存在する。合計電流の波形から、朝から昼にかけて利用者が増えるとともに、夕方から夜にかけて利用者が急激に減少することがわかる。1日単位の電流波形における6箇所のスパイク状のピーク部分の各々は、前述した運転周期Tを表している。1日のエレベーターの利用は頻繁に行われるため、実際にはこの運転周期Tに相当するピーク部分が多数存在する。   In an elevator installed in an office building, as shown in FIG. 10, the sum (total current) of the currents output by the plurality of power conversion circuits 100 included in the power conversion device 400 has a cycle of one day. Generally, there are time periods during which the number of users increases when working at work, at lunch time, when leaving work, etc., as the use status of elevators in office buildings. From the waveform of the total current, it can be seen that as the number of users increases from morning to noon, the number of users decreases rapidly from evening to night. Each of the six spike-like peak portions in the current waveform in units of one day represents the operation period T described above. The daily use of the elevator is frequently performed, so in practice there are many peak portions corresponding to the operation cycle T.

この第2の実施例では、遮断回路が接続された電力変換回路100−1は、常時運転を行うように規定される。また、1日目の運転周期では第2の電力変換回路群300のすべての電力変換回路100が運転し、2日目の運転周期では1番目の電力変換回路100−2(INV2)を休止し、3日目の運転周期では2番目の電力変換回路100−3(INV3)を休止するように規定される。このように、休止する電力変換回路100を、1日単位の運転周期ごとに順次入れ替える。すなわち、運転パターンテーブル7Tには、1日単位の運転周期で休止する電力変換回路100のローテーションの情報が格納される。   In the second embodiment, the power conversion circuit 100-1 to which the shutoff circuit is connected is defined to always operate. In addition, all the power conversion circuits 100 of the second power conversion circuit group 300 are operated in the first operation cycle, and the first power conversion circuit 100-2 (INV2) is suspended in the second operation cycle. In the driving cycle of the third day, it is defined that the second power conversion circuit 100-3 (INV3) is paused. As described above, the power conversion circuit 100 to be paused is sequentially replaced every operation cycle of one day. That is, the operation pattern table 7T stores information on the rotation of the power conversion circuit 100 which is paused at an operation cycle of one day.

上述した第2の実施例における緩和運転の方法によれば、エレベーターなどの負荷装置4の運転周期よりも長い周期(1日や1週間など)に応じて、第2の電力変換回路群300において休止する電力変換回路100を順次入れ替える。第2の実施例は、第1の実施例よりも休止する電力変換回路100の入れ替え周期が長いため、制御が煩雑ではなく簡単である。   According to the method of relaxation operation in the second embodiment described above, in the second power conversion circuit group 300 in accordance with a cycle (such as one day or one week) longer than the operation cycle of the load device 4 such as an elevator. The power conversion circuits 100 to be paused are sequentially replaced. In the second embodiment, since the replacement cycle of the power conversion circuit 100 to be paused is longer than that in the first embodiment, the control is not complicated and is simple.

[第3の実施例]
次に、第2の電力変換回路群300の緩和運転の第3の実施例として、運転周期T内で電力変換回路100を停止する例を説明する。
Third Embodiment
Next, as a third example of the relaxation operation of the second power conversion circuit group 300, an example in which the power conversion circuit 100 is stopped within the operation cycle T will be described.

図11は、第2の電力変換回路群300の緩和運転の第3の実施例を示す説明図であって、図11の上図は複数の電力変換回路100が出力する電流の合計(合計電流)の時間変化例を示すグラフであり、図11の下図は各電力変換回路100が出力する電流の時間変化例を示すグラフである。この図10は、エレベーターシステムに適用された電力変換装置400の出力特性の例である。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing a third example of the relaxation operation of the second power conversion circuit group 300, and the upper diagram of FIG. 11 is the sum of the currents output by the plurality of power conversion circuits 100 (total current 11 is a graph showing an example of time change of FIG. 11, and the lower part of FIG. 11 is a graph showing an example of time change of current output from each power conversion circuit 100. This FIG. 10 is an example of the output characteristic of the power converter device 400 applied to the elevator system.

図11の上図に示すように、電力変換装置400を構成する複数の電力変換回路100が出力する電流の合計(合計電流)、すなわち電力変換装置400の出力は、エレベーター(乗りかご95)の加速運転(力行)、定速運転(定格)、減速運転(回生)ごとに変化する(図11の上図)。まずエレベーターの運転が開始されると、乗りかご95を加速させるために電力変換装置400の出力が上昇する。次に、乗りかご95の運転が加速から定速に切り替わると、電力変換装置400の出力は、一定期間減少した後に一定値を継続する。その後、乗りかご95を目的階に停止させるために乗りかご95を減速させるため、電力変換装置400の出力は減少し、乗りかご95が目的階に到着した時点で電力変換装置400の出力がゼロになる。   As shown in the upper diagram of FIG. 11, the sum (total current) of the currents output by the plurality of power conversion circuits 100 configuring the power conversion device 400, that is, the output of the power conversion device 400 is of the elevator (car 95). It changes for every acceleration operation (power running), constant speed operation (rating), and deceleration operation (regeneration) (upper figure of FIG. 11). First, when the operation of the elevator is started, the output of the power conversion device 400 is increased to accelerate the car 95. Next, when the operation of the car 95 is switched from acceleration to constant speed, the output of the power conversion device 400 continues to be constant after decreasing for a certain period. Thereafter, in order to decelerate the car 95 in order to stop the car 95 at the destination floor, the output of the power conversion device 400 decreases, and the output of the power conversion device 400 is zero when the car 95 arrives at the destination floor. become.

このとき、制御回路部7は、第1の電力変換回路群200を構成する電力変換回路100−1(INV1)の出力を、実線で示すように乗りかご95の加速に合わせて大きくする。したがって、電力変換装置400の出力波形(運転パターン)と電力変換回路100−1の出力波形は類似する(図11の下図)。これに対し、制御回路部7は、電力変換装置400の出力が大きくなる期間で、一点鎖線で示すように第2の電力変換回路群300の全ての電力変換回路100−2〜100−N(INV2〜N)を停止る制御を行う。この間、第1の電力変換回路群200のINV1の出力を、INV2〜Nの停止の分だけ大きくする。   At this time, the control circuit unit 7 increases the output of the power conversion circuit 100-1 (INV1) constituting the first power conversion circuit group 200 in accordance with the acceleration of the car 95 as indicated by a solid line. Therefore, the output waveform (operation pattern) of the power conversion device 400 and the output waveform of the power conversion circuit 100-1 are similar (lower part of FIG. 11). On the other hand, in the period when the output of the power conversion device 400 is large, the control circuit unit 7 shows all the power conversion circuits 100-2 to 100-N (second dashed lines) of the second power conversion circuit group 300. Control to stop INV2 to N) is performed. During this time, the output of INV1 of the first power conversion circuit group 200 is increased by the stop of INV2 to N.

そして、制御回路部7は、乗りかご95の運転が加速から定速に切り替わった時点で、乗りかご95の定速を維持するために、第2の電力変換回路群300の全ての電力変換回路100の出力を大きくする制御を行う。その後、制御回路部7は、例えば第2の電力変換回路群300の電力変換回路100の出力を、第1の電力変換回路群200の電力変換回路100の出力と同じレベルに制御する。なお、図11の各電力変換回路100の出力制御は一例であり、この例に限らない。   Then, when the operation of the car 95 is switched from acceleration to constant speed, the control circuit unit 7 controls all the power conversion circuits of the second power conversion circuit group 300 to maintain the constant speed of the car 95. Control to increase the output of 100. Thereafter, the control circuit unit 7 controls, for example, the output of the power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 to the same level as the output of the power conversion circuit 100 of the first power conversion circuit group 200. The output control of each power conversion circuit 100 in FIG. 11 is an example, and the present invention is not limited to this example.

上述した第3の実施例における緩和運転の方法によれば、負荷装置4(電力変換装置400)の運転周期T内の出力が大きくなる期間で、第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100を停止することにより、第2の電力変換回路群300を緩和運転することができる。また、第3の実施例は、負荷装置4の運転周期T内の出力波形に合わせて、第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100の運転/停止を制御するため、細かな緩和運転が可能となる。さらに、第3の実施例は、運転周期T内で第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100の運転を停止するため、後述する第4の実施例と比べて、第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100が長寿命化する。   According to the method of relaxation operation in the third embodiment described above, each power conversion of the second power conversion circuit group 300 is performed in a period in which the output within the operation cycle T of the load device 4 (power conversion device 400) becomes large. By stopping the circuit 100, the second power conversion circuit group 300 can be relieved. Further, in the third embodiment, in order to control the operation / stop of each power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 in accordance with the output waveform in the operation cycle T of the load device 4, fine relief is achieved. It becomes possible to drive. Furthermore, in the third embodiment, in order to stop the operation of each power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 within the operation cycle T, the second electric power is compared with the fourth embodiment described later. Each power conversion circuit 100 of the conversion circuit group 300 has a long life.

なお、第3の実施例において、第2の電力変換回路群300のすべての電力変換回路100を停止するのではなく、運転周期ごとに順次、一部の電力変換回路100のみを停止させてもよい。このようにした場合、第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100を長寿命化させることができる。   In the third embodiment, not all the power conversion circuits 100 of the second power conversion circuit group 300 are stopped, but only some of the power conversion circuits 100 may be stopped sequentially for each operation cycle. Good. In this case, each power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 can be extended in life.

[第4の実施例]
第4の実施例は、運転周期T内の電力変換装置400の出力が大きくなる期間で、第2の電力変換回路群300の電力変換回路100の出力を、第1の電力変換回路群200の電力変換回路100よりも小さく制御する例である。
Fourth Embodiment
In the fourth embodiment, the output of the power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 is compared with that of the first power conversion circuit group 200 in a period during which the output of the power conversion device 400 within the operation cycle T increases. It is an example controlled smaller than the power conversion circuit 100.

図12は、第2の電力変換回路群300の第4の実施例を示す説明図であって、各電力変換回路100が出力する電流の時間変化例を示すグラフである。第3の実施例おいて、制御回路部7は、電力変換装置400の出力が大きくなる期間で、一点鎖線で示すように第2の電力変換回路群300の全ての電力変換回路100−2〜100−N(INV2〜N)の出力を、第1の電力変換回路群200の電力変換回路100−1(INV1)の出力よりも小さくする制御を行う。この間、第1の電力変換回路群200のINV1の出力を、INV2〜Nの出力が低下した分だけ大きくしてもよい。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing a fourth example of the second power conversion circuit group 300, and is a graph showing an example of time change of current output from each power conversion circuit 100. As shown in FIG. In the third embodiment, the control circuit unit 7 performs all the power conversion circuits 100-2 to 100-2 of the second power conversion circuit group 300 as indicated by the one-dot chain line in a period during which the output of the power conversion device 400 increases. Control is performed to make the output of 100-N (INV2 to N) smaller than the output of the power conversion circuit 100-1 (INV1) of the first power conversion circuit group 200. During this time, the output of INV1 of the first power conversion circuit group 200 may be increased as much as the output of INV2 to N decreases.

そして、制御回路部7は、乗りかご95の運転が加速から定速に切り替わった時点で、乗りかご95の定速を維持するために、第2の電力変換回路群300の全ての電力変換回路100の出力を小さくする制御を行う。その後、制御回路部7は、例えば第2の電力変換回路群300の電力変換回路100の出力を、第1の電力変換回路群200の電力変換回路100の出力と同じレベルに制御する。なお、図12の各電力変換回路100の出力制御は一例であり、この例に限らない。   Then, when the operation of the car 95 is switched from acceleration to constant speed, the control circuit unit 7 controls all the power conversion circuits of the second power conversion circuit group 300 to maintain the constant speed of the car 95. Control to reduce the output of 100 is performed. Thereafter, the control circuit unit 7 controls, for example, the output of the power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 to the same level as the output of the power conversion circuit 100 of the first power conversion circuit group 200. The output control of each power conversion circuit 100 in FIG. 12 is an example, and the present invention is not limited to this example.

上述した第4の実施例における緩和運転の方法によれば、負荷装置4(電力変換装置400)の運転周期T内の出力が大きくなる期間で、第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100の出力を小さくすることにより、第2の電力変換回路群300を緩和運転することができる。また、第4の実施例は、負荷装置4の運転周期T内の出力波形に合わせて、第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100の出力を制御するため、実施例3よりもさらに細かな緩和運転が可能となる。   According to the method of relaxation operation in the fourth embodiment described above, each power conversion of the second power conversion circuit group 300 is performed in a period in which the output within the operation cycle T of the load device 4 (power conversion device 400) becomes large. By reducing the output of the circuit 100, the second power conversion circuit group 300 can perform a relaxation operation. Further, in the fourth embodiment, since the output of each power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 is controlled according to the output waveform in the operation cycle T of the load device 4, the fourth embodiment is more than the third embodiment. It is possible to carry out more detailed mitigation operation.

さらに、第4の実施例は、運転周期T内で第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100を停止しないため、第1の電力変換回路群200を構成する電力変換回路100にかかる負担が、第3の実施例よりも少ない。それゆえ、第1の電力変換回路群200の電力変換回路100が長寿命化し、電力変換装置400の寿命も長くなる。   Furthermore, in the fourth embodiment, since each power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 is not stopped within the operation cycle T, the power conversion circuit 100 constituting the first power conversion circuit group 200 is applied. The burden is less than in the third embodiment. Therefore, the life of the power conversion circuit 100 of the first power conversion circuit group 200 is extended, and the life of the power conversion device 400 is also extended.

なお、第2の電力変換回路群300の緩和運転の方法は、上述した方法に限定されない。例えば、制御回路部7は、第3の実施例と第4の実施例の方法を組み合わせて、第2の電力変換回路群300を緩和運転することが可能である。   The method of the relaxation operation of the second power conversion circuit group 300 is not limited to the method described above. For example, the control circuit unit 7 can perform the relaxation operation of the second power conversion circuit group 300 by combining the methods of the third embodiment and the fourth embodiment.

<3.第2の実施形態>
図13は、第2の実施形態における、第1の電力変換回路群200を構成する複数の電力変換回路100に共通の遮断回路が設けられた電力変換装置の構成例を示す回路図である。なお、図3は、負荷装置4が単相交流であるが三相でもよい。
<3. Second embodiment>
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device in which a plurality of power conversion circuits 100 configuring the first power conversion circuit group 200 are provided with a common blocking circuit in the second embodiment. In addition, although the load apparatus 4 is single phase alternating current in FIG. 3, it may be three phases.

図13において、並列接続されたINVG1−1,INVG1−2はそれぞれ、第1の電力変換回路群200を構成する電力変換回路である。また、並列接続されたINVG2−1,INVG2−2はそれぞれ、第2の電力変換回路群300を構成する電力変換回路である。ただし、図13では、各電力変換回路群の枠線及び符番の記載を省略している。図13において、第1の電力変換回路群200及び第2の電力変換回路群300の各々の構成は、図4及び図5に示した構成と同じである。   In FIG. 13, INVG 1-1 and INVG 1-2 connected in parallel are power conversion circuits that constitute the first power conversion circuit group 200. Further, the INVG 2-1 and the INVG 2-2 connected in parallel are power conversion circuits that constitute the second power conversion circuit group 300. However, in FIG. 13, the description of the frame lines and reference numerals of each power conversion circuit group is omitted. In FIG. 13, the configuration of each of first power conversion circuit group 200 and second power conversion circuit group 300 is the same as that shown in FIGS. 4 and 5.

図13に示すように、第1の電力変換回路群200を構成するINVG1−1及びINVG1−2の各々の正極101(図4参照)は、直流連結点401Pで接続する。また、INVG1−1とINVG1−2の各々の負極102は、直流連結点401Nで接続する。そして、直流連結点401Pは、直流遮断スイッチ203Pを介して、直流電源2の正極に接続されている。また、直流連結点401Nは、直流遮断スイッチ203Nを介して、直流電源2の負極に接続されている。   As shown in FIG. 13, the positive electrodes 101 (see FIG. 4) of each of INVG 1-1 and INVG 1-2 constituting the first power conversion circuit group 200 are connected at a DC connection point 401 P. Further, the negative electrodes 102 of the INVG 1-1 and the INVG 1-2 are connected at a DC connection point 401 N. The DC connection point 401P is connected to the positive electrode of the DC power supply 2 via the DC cutoff switch 203P. Further, the DC connection point 401N is connected to the negative electrode of the DC power supply 2 through the DC cutoff switch 203N.

一方、INVG1−1及びINVG1−2の各々のR相の出力端子(図5参照)は、交流連結点402Rで接続する。また、INVG1−1とINVG1−2の各々のT相の出力端子は、交流連結点402Tで接続する。そして、交流連結点402Rは、交流遮断スイッチ204Rを介して、負荷装置4のR相に接続されている。また、交流連結点402Tは、交流遮断スイッチ204Tを介して、負荷装置4のT相に接続されている。   On the other hand, the output terminal (refer to FIG. 5) of each R phase of INVG1-1 and INVG1-2 is connected by an AC connecting point 402R. Further, the T-phase output terminals of INVG1-1 and INVG1-2 are connected at an AC connection point 402T. The AC connection point 402R is connected to the R phase of the load device 4 via the AC cutoff switch 204R. Further, the AC connection point 402T is connected to the T phase of the load device 4 via the AC cutoff switch 204T.

上述した第2の実施形態では、第1の電力変換回路群200を構成する複数の電力変換回路INVG1−1,INVG1−2を、直流遮断スイッチ203P,203N及び交流遮断スイッチ204R,204Tにより、電力変換装置400からまとめて切り離すことができる。   In the second embodiment described above, the plurality of power conversion circuits INVG1-1 and INVG1-2 configuring the first power conversion circuit group 200 are powered by the DC blocking switches 203P and 203N and the AC blocking switches 204R and 204T. It can be separated from the conversion device 400 collectively.

<4.第3の実施形態>
図14は、第3の実施形態における、第1の電力変換回路群200を構成する複数の電力変換回路100の各々に遮断回路が設けられた電力変換装置の構成例を示す回路図である。
<4. Third embodiment>
FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration example of a power conversion device in which a cutoff circuit is provided in each of the plurality of power conversion circuits 100 configuring the first power conversion circuit group 200 in the third embodiment.

図14に示すように、第1の電力変換回路群200を構成するINVG1−1及びINVG1−2の各々の正極101と直流連結点401Pの間に、直流遮断スイッチ203Pが個別に接続されている。また、INVG1−1及びINVG1−2の各々の負極102と直流連結点401Nの間に、直流遮断スイッチ203Nが個別に接続されている。直流連結点401P,401Nはそれぞれ、直流電源2の正極及び負極に接続されている。   As shown in FIG. 14, a DC blocking switch 203P is individually connected between the positive electrode 101 of each of INVG1-1 and INVG1-2 constituting the first power conversion circuit group 200 and the DC connection point 401P. . Further, between the negative electrode 102 of each of INVG1-1 and INVG1-2 and the DC connection point 401N, the DC blocking switch 203N is individually connected. The DC connection points 401P and 401N are connected to the positive electrode and the negative electrode of the DC power supply 2, respectively.

一方、INVG1−1及びINVG1−2の各々のR相の出力端子と交流連結点402Rの間に、交流遮断スイッチ204Rが個別に接続されている。また、INVG1−1及びINVG1−2の各々のT相の出力端子と交流連結点402Tの間に、交流遮断スイッチ204Tが接続されている。交流連結点402R,402Tはそれぞれ、負荷装置4のR相及びT相に接続されている。   On the other hand, an alternating current cutoff switch 204R is individually connected between the output terminal of each R phase of INVG1-1 and INVG1-2 and the alternating current coupling point 402R. Also, an AC blocking switch 204T is connected between the T-phase output terminals of each of INVG1-1 and INVG1-2 and the AC connecting point 402T. The AC connection points 402R and 402T are connected to the R phase and the T phase of the load device 4, respectively.

上述した第3の実施形態では、第1の電力変換回路群200を構成する複数の電力変換回路INVG1−1及び電力変換回路INVG1−2のうち、電力変換装置400から故障した電力変換回路のみを個別に切り離すことができる。それゆえ、第2の実施形態と比較して、故障後の第2の電力変換回路群300の各電力変換回路100にかかる負荷を低減できる。   In the third embodiment described above, among the plurality of power conversion circuits INVG1-1 and power conversion circuits INVG1-2 that constitute the first power conversion circuit group 200, only the power conversion circuit that has failed from the power conversion device 400 is selected. It can be separated individually. Therefore, compared with the second embodiment, the load applied to each power conversion circuit 100 of the second power conversion circuit group 300 after failure can be reduced.

<5.第4の実施形態>
次に、第4の実施形態として、本発明に係る電力変換装置をエレベーターシステムに適用した場合の例について、図15を参照して説明する。図15は、第4の実施形態に係る電力変換装置が適用されたエレベーターシステムの構成例を示す概略図である。なお、図15の例は、三相交流であるが単相でもよい。
<5. Fourth embodiment>
Next, as a fourth embodiment, an example in which the power conversion device according to the present invention is applied to an elevator system will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a schematic view showing a configuration example of an elevator system to which the power conversion device according to the fourth embodiment is applied. Although the example of FIG. 15 is a three-phase alternating current, it may be a single phase.

図15に示すエレベーターシステム90は、系統91から供給される交流の電力を、高周波等のノイズを除去するフィルタ回路92を介して、コンバータシステム500により直流の電力に変換する。コンバータシステム500は、第1の電力変換回路群600と第2の電力変換回路群700を備え、交流電力を直流電力に変換する。第1の電力変換回路群600は、第1の電力変換回路群200と同様に、複数(例えば3個)のパワー半導体モジュール10及び駆動回路30を格納した1以上の電力変換回路により構成される。また、第2の電力変換回路群700は、第2の電力変換回路群300と同様に、複数(例えば3個)のパワー半導体モジュール10及び駆動回路30を格納した複数の電力変換回路により構成される。各電力変換回路のパワー半導体モジュール10を駆動する駆動回路30は、制御回路部7の指令に基づいて動作する。   The elevator system 90 shown in FIG. 15 converts AC power supplied from the grid 91 into DC power by the converter system 500 via the filter circuit 92 that removes noise such as high frequency. Converter system 500 includes a first power conversion circuit group 600 and a second power conversion circuit group 700, and converts AC power into DC power. Similar to the first power conversion circuit group 200, the first power conversion circuit group 600 includes one or more power conversion circuits storing a plurality (for example, three) of power semiconductor modules 10 and a drive circuit 30. . Further, like the second power conversion circuit group 300, the second power conversion circuit group 700 includes a plurality of (for example, three) power semiconductor modules 10 and a plurality of power conversion circuits storing the drive circuits 30. Ru. The drive circuit 30 for driving the power semiconductor module 10 of each power conversion circuit operates based on a command from the control circuit unit 7.

また、エレベーターシステム90は、コンバータシステム500から出力される直流電力を、インバータシステム3により交流電力に変換する。インバータシステム3は、上述した第1の電力変換回路群200と第2の電力変換回路群300を備える。各電力変換回路10のパワー半導体モジュール10を駆動する駆動回路30は、制御回路部7の指令に基づいて動作する。そして、エレベーターシステム90は、インバータシステム3から出力される交流電力を、フィルタ回路93を介して負荷装置4(巻上機:モーター)に供給し、負荷装置4を駆動する。   Further, elevator system 90 converts DC power output from converter system 500 into AC power by inverter system 3. The inverter system 3 includes the first power conversion circuit group 200 and the second power conversion circuit group 300 described above. The drive circuit 30 for driving the power semiconductor module 10 of each power conversion circuit 10 operates based on a command from the control circuit unit 7. Then, the elevator system 90 supplies the AC power output from the inverter system 3 to the load device 4 (winding machine: motor) via the filter circuit 93 to drive the load device 4.

負荷装置4の負荷としては、ロープ94に繋がれたエレベーターシステム90のかご95と、かご95と釣り合いをとるためのおもり96とがある。負荷装置4の電力は、ロープ94を介してかご95を上下させるために消費される。   The loading of the loading device 4 includes a car 95 of an elevator system 90 connected to a rope 94 and a weight 96 for balancing with the car 95. The power of the load device 4 is consumed to raise and lower the car 95 via the rope 94.

なお、コンバータシステム500及びインバータシステム3に対し、別個に制御回路部7を設けてもよい。   Control circuit unit 7 may be provided separately for converter system 500 and inverter system 3.

かご95に載せた重量物を速く移動させるためには、負荷装置4の出力パワーを増やす必要があり、出力パワーを増やすためには、コンバータシステム500及びインバータシステム3に搭載された電力変換回路の並列数を増加させる必要がある。電力変換回路の並列数が増加しても、上述した第1〜第3の実施形態に係る構成を用いることにより、故障する電力変換回路を高精度に予測できるので、計画外の停電を防止し、エレベーターシステム90の信頼性を向上させることが期待できる。   It is necessary to increase the output power of the load device 4 in order to move the heavy load placed on the cage 95 quickly, and to increase the output power, the power conversion circuit mounted on the converter system 500 and the inverter system 3 is The number of parallel needs to be increased. Even if the number of paralleled power conversion circuits increases, the power conversion circuit to be broken can be predicted with high accuracy by using the configurations according to the first to third embodiments described above. It can be expected that the reliability of the elevator system 90 can be improved.

さらに、本発明は上述した各実施形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。例えば、上述した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成要素に置き換えることは可能である。また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成要素を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成要素の追加、削除、置換をすることも可能である。   Furthermore, the present invention is not limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various other applications and modifications can be taken without departing from the scope of the present invention described in the claims. is there. For example, the above-described embodiment is a detailed and specific description of the configuration of the apparatus and system for the purpose of easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the components described. In addition, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the component of another embodiment. In addition, it is also possible to add components of other example embodiments to the configuration of one example embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other components for part of the configuration of each embodiment.

また、上記の各構成要素、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路の設計などによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成要素、機能等は、例えば制御回路部7が備えるプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ(例えばメモリ7M)やハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又はICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。   Further, some or all of the above-described components, functions, processing units, processing means, etc. may be realized by hardware, for example, by design of an integrated circuit. In addition, each component, function, and the like described above may be realized by software by, for example, a processor included in the control circuit unit 7 interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files that realize each function should be placed in memory (for example, memory 7M), hard disk, recording device such as SSD (Solid State Drive), or recording medium such as IC card, SD card, DVD, etc. Can.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成要素が相互に接続されていると考えてもよい。   Further, control lines and information lines indicate what is considered to be necessary for the description, and not all control lines and information lines in the product are necessarily shown. In practice, almost all components may be considered to be connected to each other.

2…直流電源、 4…負荷装置、 5,6…遮断回路、 7…制御回路部、 7M…メモリ、 7T…運転パターンテーブル、 10,10−1〜10−3…パワー半導体モジュール、 11…上アームパワー半導体素子、 12…下アームパワー半導体素子、 13,14…ダイオード、 15…キャパシタ、 30…駆動回路、 90…エレベーターシステム、 100,100−1〜100〜N…電力変換回路、 200…第1の電力変換回路群、 300…第2の電力変換回路群、 203P,203N…直流遮断スイッチ、 204R,204T,204U,204V,204W…交流遮断スイッチ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 DC power supply 4 Load device 5, 6 Interrupting circuit 7 Control circuit unit 7 M Memory 7 T Operation pattern table 10, 10-1 to 10-3 Power semiconductor module 11 Top Arm power semiconductor device, 12: lower arm power semiconductor device, 13, 14: diode, 15: capacitor, 30: drive circuit, 90: elevator system, 100, 100-1 to 100 to N: power conversion circuit, 200: first 1, power conversion circuit group 300, second power conversion circuit group, 203P, 203N, DC blocking switch, 204R, 204T, 204U, 204V, 204W, AC blocking switch

Claims (10)

少なくとも一つの電力変換回路を並列に接続して構成される第1の電力変換回路群と、
前記第1の電力変換回路群の前記電力変換回路と同じ又は実質的に同じ特性を持つ複数の電力変換回路を並列に接続して構成される第2の電力変換回路群と、
前記第1の電力変換回路群の電力変換回路の入力側及び/又は出力側に接続され、異常発生時に回路を遮断する遮断部と、
前記第2の電力変換回路群の電力変換回路の時間平均の出力が、前記第1の電力変換回路群の電力変換回路の時間平均の出力よりも小さくなるように運転する制御回路と、を備える
電力変換装置。
A first power conversion circuit group configured by connecting at least one power conversion circuit in parallel;
A second power conversion circuit group configured by connecting in parallel a plurality of power conversion circuits having the same or substantially the same characteristics as the power conversion circuit of the first power conversion circuit group;
A blocking unit connected to an input side and / or an output side of the power conversion circuit of the first power conversion circuit group, which disconnects the circuit when an abnormality occurs;
A control circuit operating such that the time-averaged output of the power conversion circuit of the second power conversion circuit group is smaller than the time-averaged output of the power conversion circuit of the first power conversion circuit group Power converter.
前記制御回路は、前記遮断部の開放時に、前記第2の電力変換回路群を用いて電力変換装置の運転を継続する
請求項1に記載の電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1, wherein the control circuit continues the operation of the power conversion device using the second power conversion circuit group when the shutoff unit is opened.
前記制御回路は、前記遮断部の開放時に、前記第2の電力変換回路群を構成する電力変換回路の一台あたりの平均出力を、前記遮断部の開放前と比べて大きくする
請求項1又は2に記載の電力変換装置。
The control circuit makes an average output per power conversion circuit constituting the second power conversion circuit group larger than that before the opening of the shutoff unit when the shutoff unit is opened. The power converter device according to 2.
前記制御回路は、前記第2の電力変換回路群において負荷の運転周期ごとに休止させる電力変換回路を入れ替える
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control circuit switches a power conversion circuit to be paused at each operation cycle of a load in the second power conversion circuit group.
前記制御回路は、前記第2の電力変換回路群において運転周期よりも長い一定期間ごとに休止させる電力変換回路を入れ替える
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control circuit switches the power conversion circuit to be paused in each of the second power conversion circuit group for each constant period longer than the operation cycle.
前記制御回路は、前記第2の電力変換回路群において、前記電力変換装置の一運転周期内の出力が大きくなる期間で、前記第2の電力変換回路群のすべて、又は、一部の電力変換回路を休止させる
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
In the second power conversion circuit group, the control circuit performs power conversion of all or part of the second power conversion circuit group in a period during which an output within one operation cycle of the power conversion device increases. The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the circuit is suspended.
前記電力変換回路は、
複数の半導体スイッチング素子及び整流素子が逆並列接続されたスイッチング回路部と、
前記スイッチング回路部と並列に接続されるキャパシタと、
複数の半導体スイッチング素子と整流素子の逆並列接続を含むスイッチング回路部と、
前記半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路と、を備える
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The power conversion circuit is
A switching circuit unit in which a plurality of semiconductor switching elements and rectifying elements are connected in reverse parallel;
A capacitor connected in parallel with the switching circuit unit;
A switching circuit unit including reverse parallel connection of a plurality of semiconductor switching elements and rectifying elements;
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, comprising: a drive circuit that drives the semiconductor switching element.
前記第1の電力変換回路群及び前記第2の電力変換回路群の出力電力が、負荷としてのモーターで消費される
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein output powers of the first power conversion circuit group and the second power conversion circuit group are consumed by a motor as a load.
前記第1の電力変換回路群を構成する電力変換装置は1台であり、
前記第2の電力変換回路群を構成する電力変換装置は2台以上であり、
前記電力変換回路は、半導体スイッチング素子と整流素子が逆並列接続された上アームと、半導体スイッチング素子と整流素子が逆並列接続された下アームとが直列に接続されてなるスイッチング回路部と、前記スイッチング回路部に並列に接続されるキャパシタと、各半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路と、を備える
請求項1に記載の電力変換装置。
There is one power converter that constitutes the first power converter circuit group,
There are two or more power conversion devices constituting the second power conversion circuit group,
The power conversion circuit includes a switching circuit unit in which an upper arm in which a semiconductor switching element and a rectifying element are connected in antiparallel and a lower arm in which a semiconductor switching element and a rectifying element are connected in antiparallel are connected in series; The power conversion device according to claim 1, comprising: a capacitor connected in parallel to the switching circuit unit; and a drive circuit that drives each of the semiconductor switching elements.
少なくとも一つの電力変換回路を並列に接続して構成される第1の電力変換回路群と、
前記第1の電力変換回路群の前記電力変換回路と同じ又は実質的に同じ特性を持つ複数の電力変換回路を並列に接続して構成される第2の電力変換回路群と、
前記第1の電力変換回路群の電力変換回路の入力側及び/又は出力側に接続され、異常発生時に回路を遮断する遮断部と、
前記第2の電力変換回路群の電力変換回路の時間平均の出力が、前記第1の電力変換回路群の電力変換回路の時間平均の出力よりも小さくなるように運転する制御回路と、
昇降移動する乗りかごと、
前記第1の電力変換回路群、及び前記第2の電力変換回路群から出力される電力を利用して前記乗りかごを昇降させる巻上機と、を備える
エレベーター。
A first power conversion circuit group configured by connecting at least one power conversion circuit in parallel;
A second power conversion circuit group configured by connecting in parallel a plurality of power conversion circuits having the same or substantially the same characteristics as the power conversion circuit of the first power conversion circuit group;
A blocking unit connected to an input side and / or an output side of the power conversion circuit of the first power conversion circuit group, which disconnects the circuit when an abnormality occurs;
A control circuit that operates such that a time average output of a power conversion circuit of the second power conversion circuit group is smaller than a time average output of a power conversion circuit of the first power conversion circuit group;
Ascending / descending carriage,
An elevator comprising: a first power conversion circuit group; and a hoist that raises and lowers the car using power output from the second power conversion circuit group.
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