JP6637165B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、交流負荷を駆動する電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter that drives an AC load.
本発明が属する技術分野の背景技術として、特開2004−348662号公報(特許文献1)がある。この公報には、「電源スイッチ25が押下されると、CPU11は、BIOS−ROM18に格納されたBIOSを起動してシステム初期化を実行する。このシステム初期処理において、システム構成判別部181は、各種デバイス情報を取得してシステム構成を判別し、ACアダプタ1を推定する。また、ACアダプタ設定部182は、その推定されたACアダプタ1に対応した最大定格電流制御を実行させるべくPSC26のレジスタ261を更新する。一方、PSC26は、このレジスタ261の値で示されるACアダプタ1に対応した最大定格電流制御を実行する。そして、このシステム初期化が終了すると、CPU11は、HDD20に格納されたOSをシステムメモリ13にロードして起動する。」と記載されている。(要約参照)
As a background art of the technical field to which the present invention belongs, there is JP-A-2004-348662 (Patent Document 1). This publication states that “When the power switch 25 is pressed, the CPU 11 starts the BIOS stored in the BIOS-ROM 18 and executes system initialization. In this system initialization processing, the system configuration determination unit 181 The system configuration is determined by acquiring various device information, and the
特許文献1には、電子機器のシステムの構成からACアダプタを推定し、その推定したACアダプタを対象とする最大定格電流制御を実行する方法が記載されている。汎用的に用いられる電力変換装置では、特許文献1の方法を電力変換装置に採用して、システムを認識しようとする場合、汎用的に用いられる電力変換装置に接続されたシステムは、ユーザによって大きく異なる。
汎用の電力変換装置は、例えば、ファンやポンプといった軽負荷のシステム、コンベアや巻き取りといった中程度の負荷のシステムおよびクレーンやリフトといった重い負荷のシステムでの用途で使用される。そのため、そのシステムの組み合わせは、ユーザごとに異なり、その負荷電流や運転動作頻度も大きく異なる。それゆえに、汎用的な電力変換装置では、特許文献1で示された方法を用いて、接続されているシステムを推定し、電力変換装置に必要な最大定格電流を検出しようとすると、ユーザによってシステムが異なるため、用途や負荷電流、運転動作頻度の組み合わせが非常に膨大となり、推定が非常に困難となる、という課題がある。
General-purpose power converters are used in, for example, light-load systems such as fans and pumps, medium-load systems such as conveyors and take-ups, and heavy-load systems such as cranes and lifts. Therefore, the combination of the systems is different for each user, and the load current and the operation frequency are greatly different. Therefore, in a general-purpose power converter, when a system shown in
また、特許文献1では、パーソナルコンピュータに接続されるACアダプタの負荷電流は予め推定が可能である。一方で、電力変換装置は、ユーザが接続したシステムと、ユーザが設定した電力変換装置の動作によって流れる電流は、その大きさやその増減頻度が異なる。そのため、ユーザが電力変換装置を選定する場合、ユーザが構築したシステムに対して大きく余裕を持った電力変換装置を採用すれば、動作状態として問題はないが、大幅にコストがかかってしまう。他方、ユーザが構築したシステムに合わせて、電力変換装置を厳密に選定するならば、試運転で動作状態等を確かめる必要があるところ、その電力変換装置が最適であるか、余裕を持ち過ぎているかは、容易に判断できない、という課題がある。
In
上記課題を解決するために、本発明に係る電力変換装置は、交流電力を出力する交流変換部と、交流変換部を流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出した電流動作を記憶する記憶部と、定格電流値の最適値を判断する判断部と、指令操作および出力表示のための表示・操作部とを備え、判断部は、表示・操作部から定格判断指令を受けて、記憶部から入力した電流動作と所定の定格容量における種々の電流基準値とを比較することにより定格電流値の最適値を判断し、当該定格電流値の最適値の設定を表示・操作部に出力表示させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a power converter according to the present invention includes an AC converter that outputs AC power, a current detector that detects a current flowing through the AC converter, and a current operation that is detected by the current detector. A storage unit for storing, a determination unit for determining an optimum value of the rated current value, and a display / operation unit for command operation and output display, wherein the determination unit receives a rating determination command from the display / operation unit. The optimum value of the rated current value is determined by comparing the current operation input from the storage unit with various current reference values at a predetermined rated capacity, and the setting of the optimum value of the rated current value is displayed on the display / operation unit. It is characterized by output display.
本発明によれば、ユーザが構築したシステムに適合した最適な電力変換装置とその定格設定を自動で判断する仕組みを提供することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a mechanism for automatically determining an optimal power converter suitable for a system constructed by a user and a rating setting thereof.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be apparent from the following description of the embodiments.
本発明の実施形態として、実施例1〜5を、図面を用いて以下に説明する。
以下の各実施例では、ユーザシステムにつながれた交流電動機等の交流負荷を駆動する電力変換装置の試運転において、最適な電力変換装置とその定格を自動設定により決定する場合の動作例を説明する。Examples 1 to 5 will be described below as embodiments of the present invention with reference to the drawings.
In each of the following embodiments, an operation example in which an optimal power converter and its rating are determined by automatic setting in a test run of a power converter that drives an AC load such as an AC motor connected to a user system will be described.
図1は、本発明の実施例1に係る電力変換装置の構成と該電力変換装置に接続されたユーザシステムが使用する交流電動機の一例を示す図である。
本発明に係る電力変換装置は、三相交流電源101、直流変換部102、平滑コンデンサ103、交流変換部104、電流検出器106、制御部111、最適判断部112、記憶部113、電流検出部114および表示・操作部115を有する。そして、本発明に係る電力変換装置により交流電動機105が運転駆動される。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a power conversion device according to a first embodiment of the present invention and an AC motor used by a user system connected to the power conversion device.
The power conversion device according to the present invention includes a three-phase
三相交流電源101は、例えば電力会社から供給される三相交流電圧や発電機から供給される交流電圧であり、直流変換部102の入力となる。
直流変換部102は、例えばダイオードを用いた直流変換回路やIGBTとフライホイールダイオードを用いた直流変換回路などで構成される。直流変換部102は、三相交流電源101から入力された交流電圧を直流電圧に変換して平滑コンデンサ103に出力する。図1に示す直流変換部12は、ダイオードで構成された直流変換部の例である。The three-phase
The
平滑コンデンサ103は、直流変換部102から入力された直流電圧を平滑化し、交流変換部104に出力する。なお、発電機の出力を直流電圧とする場合、平滑コンデンサ103は、直流変換部102を介さずに直接発電機から直流電圧を入力しても構わない。
交流変換部104は、例えばIGBTとフライホイールダイオードを用いた交流変換回路で構成される。平滑コンデンサ103の直流電圧を入力として、制御部111の出力指令に応じて直流電圧を交流電圧に変換し、交流電動機105に出力する。また、交流変換部104は、平滑コンデンサ103を介さず、交流−交流変換を行う交流変換装置で構成される場合には、入力交流電圧を異なる周波数の交流電圧に変換して交流電動機105に出力してもよい。
The
電流検出器106は、例えばホールCTやシャント抵抗で構成される。電流検出器106は、電力変換装置の出力側に配置され、交流電動機105に流れる交流電流を検出し、電流検出部114へ検出電流データとして出力する。電流検出器106は、交流変換部104に流れる出力電流を推定、または直接検出できる箇所に配置されるならば、どこに配置してもよい。図1は、交流電動機105に流れる電流を検出する例である。
The
制御部111は、交流電動機105を駆動するための指令から演算された出力指令に従い、電流検出部114からフィードバックされる検出電流の電流動作データを用いて交流変換部104にPWM出力指令を与える。
最適判断部112は、表示・操作部115から入力された電流動作検出指令により、入力情報を電流動作検出のトリガ情報として判断し、記憶部113に電流動作取得を指令する。表示・操作部115から指示する電流動作検出指令は、例えば、オンオフの信号指令、運転状態中である信号、開始設定時からの時間指定などであって、電流動作検出指令の開始終了を判断する。ここで、終了と判断された場合に、記憶部113に格納された電流動作特性を取得する。最適判断部112は、記憶部113から入力された電流動作から、定格値の最適値を判断し、表示・操作部115に出力する。
Based on the current operation detection command input from the display /
記憶部113は、例えば一時的にデータを記憶する素子(RAMなど)、電源遮断でも記憶を保持するEEPROMまたはデータフラッシュROMで構成され、表示・操作部115からの指令等を設定値データとして、電流検出部114からの電流動作データを検出値データとしてそれぞれ記憶する。記憶部113は、最適判断部112に電流動作データを出力する。
電流検出部114は、例えば、電流検出器106から入力した検出電流データを演算用の電流動作データに変換し、制御部111および記憶部113に出力する。The
The
表示・操作部115は、例えば操作パネルや入出力端子を備えた、スマートフォン、スマートウォッチ、タブレット端末またはパーソナルコンピュータなどのユーザインターフェースを示す。例えばユーザが操作した入力情報、あるいは外部機器から得られた入力信号を最適判断部112に出力する。
The display /
図2は、最適判断部112が行う自動設定の手順を示すフローチャートである。
最適判断部112は、自動設定で定格判断を行う場合、まず定格判断を開始するために、ステップ201(S201)で、表示・操作部115からの定格判断指令の判断開始のトリガ情報を取得する(S201)。
ステップ202(S202)で、最適判断部112は、判断開始のトリガであるかどうかを判断し、トリガがあった場合(Yes)、ステップ203(S203)で、電流動作取得指令を記憶部113に指令する。FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure of the automatic setting performed by the
When performing the rating judgment by the automatic setting, the
In step 202 (S202), the
ステップ204(S204)で、最適判断部112は、表示・操作部115からの定格判断指令を入力し、電流動作取得指令の状態を更新する。
ステップ205(S205)で、最適判断部112は、更新された電流動作取得指令の状態が動作取得終了条件を満たしたかどうかを判断し(S205)、動作取得終了条件を満たしていない場合(No)、ステップ203(S203)に戻り、継続して電流動作取得指令を記憶部113に指令する。動作取得終了条件を満たしている場合(Yes)、最適判断部112は、ステップ206(S206)で、正常に終了したかどうかを判断する。In step 204 (S204), the
In step 205 (S205), the
例えば、運転の1サイクルでの判断を行いたい場合、最適判断部112は、制御部111から運転状態を取得し、運転が開始された時点で記憶部113に電流動作を取得させ、運転が停止した時点で終了と判断する。また、ユーザが1日間の動作から定格の設定を判断させたい場合は、表示・操作部115から動作設定を行い、最適判断部112は、取得した開始信号をトリガとし、開始信号が入力されてから24時間のカウント後に終了と判断する。
For example, when it is desired to make a determination in one cycle of operation, the
最適判断部112は、ステップ206(S206)での正常終了の判断から、正常終了を検知した場合(Yes)、ステップ207(S207)で、電流動作を取得し、続いて、ステップ208(S208)で、電流動作から定格値の最適値を判断する。ここで、取得する電流動作としては、例えば、検出状態における電流波形データとするか、予め電力変換装置で決まる電流設定の許容レベルを記憶しておいてその許容レベルをどの程度の頻度でどれ位の時間超えたかを記憶したデータでもよい。そして、最適判断部112は、ステップ209(S209)で、定格値の最適値を表示・操作部115に通知する。
When the normal termination is detected from the determination of the normal termination in step 206 (S206) (Yes), the
一方で、最適判断部112は、ステップ206(S206)で異常終了を検知した場合(No)、ステップ210(S210)で、電流動作を取得し、電流動作によるエラーであれば、現在動作させている電力変換装置の定格容量が不足の可能性があること、その他の要因によるエラーであれば、システム異常があることを判断し、ステップ211(S211)で、その判断結果を表示・操作部115に通知する(S211)。
On the other hand, when the abnormal termination is detected in step 206 (S206) (No), the
図3は、実施例1において、自動設定による取得指令に基づいて検出した電流動作の例を示す図である。
図4では、(1)に、適応される交流電動機容量に準じて決めた定格容量の違う複数の電力変換装置の例と、(2)に、複数の定格電流および複数の保護電流との関係を示している。なお、実施例1で試運転に使用される装置は、装置1である。また、定格容量は、定格電圧と定格電流の積で表され、電圧を一定とすると、定格容量と定格電流は等価の関係にある。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a current operation detected based on an acquisition command based on automatic setting in the first embodiment.
In FIG. 4, (1) shows an example of a plurality of power converters having different rated capacities determined according to the applied AC motor capacity, and (2) shows a relationship between a plurality of rated currents and a plurality of protection currents. Is shown. The device used for the test run in the first embodiment is the
図3には、自動設定の開始と終了(電流動作検出区間)を出力状態で判断する様子が示されている。ここで、最適判断部112は、検出した電流動作から、予め電力変換装置毎に決められた定格容量における種々の電流基準値以上の電流が、どれくらいの期間流れていたかを検出する。そして、最適判断部112により、定格容量および定格電流の各設定は、例えば、交流変換部104のハードウェアの温度特性などから総合的に決定される。複数の容量ラインナップを持つ電力変換装置は、総体的に定格電流が高い電力変換装置の方が高価である。例えば、図4では、装置1が最も高価であり、装置3が最も安価である。電力変換装置単体の特性は、定格電流が高いほど、定格電流を超えた状態で使用された場合に保護を速くかける必要があり、使用温度などの制限値は低く、定格電流に対するエラー発生レベルも低くなる。保護電流の設定については、例えば、図4の(1)と(2)との関係のごとく、定格6−1では定格電流の110%で60秒、定格6−2では定格電流の120%で60秒、定格6−3では定格電流の150%で60秒および定格6−4では定格電流の180%で60秒、素子を保護するエラーが発生するまで耐えることができるとする。これらの電流は、素子の破損レベルに対し余裕をもって設定することが可能である。
FIG. 3 shows how the start and end of the automatic setting (current operation detection section) are determined based on the output state. Here, from the detected current operation, the
最適判断部112は、記憶部113を通して取得した電流動作から時間を計測しておく。最適判断部112は、記憶部113からリアルタイムに電流動作を取得しても(図2では、ステップ204(S204)にて取得)、電流取得指令が終了後に一括で取得しても(図2では、ステップ207(S207)にて取得)、どちらでも構わない。図3の電流動作では、例えば、38Aで60秒間(a−1)、28Aで100秒間(b−1)および28Aで400秒間(c−1)、継続して動作した様子が示されている。また、最適判断部112は、例えば、図4に示される、予め電力変換装置の特性で決まる電流値を基準に、電流の超過時間を計測すればよく、必ずしも全ての連続した電流値を取得して判断することを要しない。
The
ここで、最適判断部112は、種々の電流基準値を基に、例えば30A以下で60秒以上動作するためには、定格電流値は28Aを超えている必要があると判断できる。すなわち、図4(1)の定格電流に係る表において、28Aを超えている定格電流値の装置と定格の組み合わせが選択候補になる。すなわち、定格電流値からの選択候補としては、装置1では定格6−1、6−2および6−3、または、装置2では定格6−1および6−2、または、装置3では定格6−1、が該当する。
Here, based on various current reference values, the
また、最適判断部112は、図3に示す電流動作では38Aで60秒動作しているため、保護電流値は38Aを超えて選択する必要があると判断できる。すなわち、図4(2)の保護電流に係る表において、38Aを超えている保護電流値の装置と定格の組み合わせが選択候補になる。すなわち、保護電流値からの選択候補としては、装置1では定格6−1、6−2および6−3、または、装置2では定格6−1、が該当する。
In addition, since the
そこで、最適判断部112は、定格電流値と保護電流値の両方を満たす候補から、装置と定格を選択する。例えば、実施例1では、装置1に比べ安価な装置2の定格6−1が選択できることから、装置2の定格6−1が最適であると判断する。
また、最適判断部112は、電力変換装置毎に定格値の最適値を判断してもよく、装置1を採用する場合には、使用温度制限が高く、エラー発生まで余裕があることから、候補の中で装置1の定格6−3が最適であると判断し、複数の候補からユーザに最適な設定を選択させてもよい。
さらにまた、最適判断部112は、実施例1において、自動設定の判断を行った装置1自身の最適な定格設定が選ばれた場合には、最適設定値として装置1の設定を自動的に変更することができる。Therefore, the
Further, the
Furthermore, in the first embodiment, when the optimum rating setting of the
図5は、表示・操作部115が、最適判断部112から最適値の通知を受け、その状態を表示している様子を示す図である。表示・操作部115は、表示された最適値がユーザによって選択された場合、それが装置1自身の設定であれば、例えば、未表示のままで自動的に電力変換装置の設定を変更してもよいし、表示内容として『このまま設定を適用しますか?』などのメッセージを出して、ユーザが承認した場合に自動で電力変換装置に設定を行ってもよい。また、表示・操作部115は、最適な装置が試運転時とは異なる場合には、例えば、実施例1では装置1で試運転したがユーザが装置2を指定した場合、表示内容として『装置2に置き換える必要があります。』などのメッセージを出し、装置変更の必要性を促してもよい。
以上のとおり、最適な電力変換装置とその定格設定を決定することができる。FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the display /
As described above, it is possible to determine the optimum power converter and its rating setting.
本実施例は、実施例1の変形例であるところ、実施例2の構成は、既に説明した図1に示す同一の符号を付した構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。
実施例2では、交流電動機105に接続されたユーザシステムが、実施例1よりも負荷の重いものが接続されているものとする。This embodiment is a modification of the first embodiment. However, the configuration of the second embodiment has the same functions as those of the components having the same reference numerals shown in FIG. .
In the second embodiment, it is assumed that the user system connected to the
図6は、実施例2において、自動設定による取得指令に基づいて検出した電流動作の例を示す図である。
図6には、電力変換装置が異常と認める電流レベルまで動作電流が成長(増加)した様子が示されている。最適判断部112は、実施例1と同様、図2に示す手順で、出力状態をトリガとし、判断動作を開始する。例えば、電流変換装置の電流エラーレベルが80Aであった場合、動作電流が80Aに到達した時点でエラーを発し、状態を更新する(図2では、ステップ204(S204))。最適判断部112は、エラーを検出した際に異常終了であることを判断し(図2では、ステップ206(S206))、電流動作を取得する(図2では、ステップ210(S210))。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a current operation detected based on an acquisition command based on automatic setting in the second embodiment.
FIG. 6 shows a state in which the operating current has grown (increased) to a current level at which the power conversion device recognizes an abnormality. As in the first embodiment, the
実施例2では、検出した電流動作によるエラーで異常と判断されたので、最適判断部112は、電力変換装置の定格容量および定格電流が低い可能性があると判断し、表示・操作部115へ異常を通知するとともに、容量不足であることを通知する。表示・操作部115は、異常終了と電力変換装置の容量が不足している状態を表示する。これにより、ユーザは、システム動作の異常がなければ、さらに上位の容量が必要だと判断できる。
以上のとおり、システムに必要な容量の電力変換装置が取り付けられていない場合でも、定格設定の可否を判断することができる。In the second embodiment, since it is determined that there is an error due to an error due to the detected current operation, the
As described above, it is possible to determine whether or not the rating can be set even when the power converter having the required capacity is not attached to the system.
本実施例も、実施例1の変形例であるところ、実施例3の構成は、既に説明した図1に示す同一の符号を付した構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。
実施例3では、表示・操作部115が受け付ける電流動作検出指令と最適判断部112の判断内容が、実施例1の場合と異なる。実施例3では、ユーザシステムの一日の動作から判断するために、電力変換装置の出力に関わらず、例えばユーザが指定した時間から24時間を計測して、電流動作検出後自動的に検出を終了する。This embodiment is also a modification of the first embodiment, but the configuration of the third embodiment has the same function as the configuration with the same reference numeral shown in FIG. 1 already described, and thus the description thereof will be omitted. .
In the third embodiment, the current operation detection command received by the display /
図7は、実施例3において、自動設定による取得指令に基づいて検出した電流動作の例を示す図である。
図8は、電力変換装置の定格電流値とパワーサイクルの基準例を示した表である。パワーサイクルは、例えば、IGBTモジュールの熱ストレスによる寿命のサイクル数であって、モジュールの温度の上昇下降を基に、IGBT素子製造メーカなどから提供されるパワーサイクル耐量から計算できる。実施例3では、モジュールに電流が流れることで温度が上昇し、電流が途切れることで温度が下降するため、この電流動作から寿命となる1日当たりのパワーサイクル数を擬似的に示した例が、図7である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a current operation detected based on an acquisition command based on automatic setting in the third embodiment.
FIG. 8 is a table showing reference examples of the rated current value and the power cycle of the power converter. The power cycle is, for example, the number of cycles of the life due to the thermal stress of the IGBT module, and can be calculated from the power cycle capability provided by the IGBT element maker or the like based on the rise and fall of the temperature of the module. In the third embodiment, the temperature rises due to the current flowing through the module, and the temperature falls due to the interruption of the current. Therefore, an example in which the number of power cycles per day which becomes the life from this current operation is simulated. FIG.
図7の検出した電流動作では、例えば、電流値25A以下の定常動作が一日の動作の中で20サイクル行われるシステムに接続された様子が示されている。最適判断部112は、例えば、図8に示す、予め電力変換装置の特性で決まる定格電流値とパワーサイクルを基準に計測すればよく、必ずしも全ての連続した電流値を取得して判断することを要しない。
In the detected current operation of FIG. 7, for example, a state is shown in which the system is connected to a system in which a steady operation with a current value of 25 A or less is performed 20 cycles in a day's operation. For example, the
最適判断部112は、図7の検出した電流動作から、電流値25Aで20サイクル以上動作可能な装置を判断する。すなわち、図8の表において、定格電流値とパワーサイクルが25Aかつ20サイクルを超えている組み合わせが選択候補になる。
定格電流値とサイクルのいずれも満足する選択候補としては、装置1では定格8−2および8−3、または、装置2では定格8−2が該当する。実施例3では、装置1に比べ安価な装置2の定格8−2が選択できるため、装置2の定格8−2が最適であると判断する。The
Selection candidates satisfying both the rated current value and the cycle correspond to ratings 8-2 and 8-3 in the
また、最適判断部112は、電力変換装置毎に定格値の最適値を判断してもよい。図8で装置1を採用する場合は、使用温度制限が高く、エラー発生まで余裕があることから、候補の中では装置1の定格8−3が最適であると判断する。または、複数の候補からユーザに最適な設定を選ばせてもよい。
以上のとおり、最適な電力変換装置とその定格設定を決定することができる。Further, the
As described above, it is possible to determine the optimum power converter and its rating setting.
本実施例は、実施例1の変形例であるところ、実施例4の構成は、既に説明した図1に示す同一の符号を付した構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。
実施例4では、最適判断部112の判断内容が実施例1と異なる。実施例4は、例えばユーザが余裕を持って電力変換装置を選定したい場合に適合する。具体的に、ユーザが定格電流は標準の選定基準値から10Aの余裕を持って設定したい場合を想定する。This embodiment is a modification of the first embodiment. However, the configuration of the fourth embodiment has the same functions as those of the configuration with the same reference numerals shown in FIG. 1 described above, and a description thereof will be omitted. .
The fourth embodiment differs from the first embodiment in the content of the judgment made by the
表示・操作部115を通して、電力変換装置に10Aを余裕値として設定した場合、実施例1で行った定格電流値の判断において、最適判断部112は、図4(1)の基準値を、図9(1)のように全て10A減算して判断を実行する。すなわち、最適判断部112は、図3の電流動作では、例えば、38Aで60秒間(a−1)、28Aで100秒間(b−1)、28Aで400秒間(c−1)、継続して動作した様子が示されている。
When 10A is set as a margin value in the power conversion device through the display /
最適判断部112は、30A以下で60秒以上動作するため、定格電流値は28Aを超えている必要があると判断できる。すなわち、図9(1)の定格電流に係る表において、28Aを超えている定格電流値の装置と定格との組み合わせが選択候補になる。定格電流値からの選択候補としては、装置1では定格9−1および9−2、または、装置2では定格9−1が該当する。
Since the
また、最適判断部112は、38Aで60秒動作しているため、保護電流値は38Aを超えて選択する必要があると判断できる。すなわち、図9(2)の保護電流に係る表において、38Aを超えている保護電流値の装置と定格との組み合わせが選択候補になる。ここで、保護電流値は、実施例1と同様に定格電流値からの割合で演算している。保護電流値からの選択候補としては、装置1では定格9−1だけであるから、最適判断部112は、定格電流値と保護電流値の両方を満たす候補である装置1の定格9−1が最適であると判断する。
以上のとおり、余裕を持った最適な電力変換装置とその定格設定を決定することができる。Further, since the
As described above, it is possible to determine an optimal power converter with a margin and its rated setting.
本実施例は、実施例1の変形例であるところ、実施例5の構成は、既に説明した図1に示す同一の符号を付した構成と同一の機能を有するものについては、それらの説明は省略する。
図10は、実施例5に係る電力変換装置の構成と該電力変換装置に接続されたユーザシステムが使用する交流電動機の一例を示す図である。
実施例5は、実施例1が電流動作に着目したのに対して、温度動作に着目したものであり、実施例1とは、温度検出器1001および温度検出部1014を設けた点と最適判断部112の判断内容が異なる。This embodiment is a modification of the first embodiment. However, as for the configuration of the fifth embodiment having the same functions as those of the already-shown components denoted by the same reference numerals shown in FIG. Omitted.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a power conversion device according to a fifth embodiment and an example of an AC motor used by a user system connected to the power conversion device.
The fifth embodiment focuses on the temperature operation while the first embodiment focuses on the current operation. The first embodiment is different from the first embodiment in that the
温度検出器1001は、例えばサーミスタ抵抗などであって、交流変換部104に6つ配置されたIGBTの温度を検出し、検出温度データを温度検出部1014に出力する。
温度検出部1014は、温度検出器1001から入力した検出温度データを演算用の温度動作データに変換し、制御部111および記憶部113に出力する。The
The
また、記憶部113に記憶される検出値データは、温度検出部1014からの温度動作データである。記憶部113は、最適判断部112に温度動作データを出力する。
The detection value data stored in the
図11は、最適判断部112が行う自動設定の手順を示すフローチャートである。図2と同じ動作をするステップについては、同じ符号を付与してある。
以下では、図2に示すフローチャートと動作が異なるステップについてのみ説明する。
ステップ202(S202)で、最適判断部112が判断開始のトリガがあったと判断した場合(Yes)、ステップ1103(S1103)で、温度動作取得指令を記憶部113に指令する。FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of automatic setting performed by the
In the following, only steps different in operation from the flowchart shown in FIG. 2 will be described.
In step 202 (S202), when the
ステップ206(S206)で、最適判断部112は、温度動作取得の正常終了または異常終了を判断する。例えば、運転の1サイクルでの判断を行いたい場合、最適判断部112は、制御部111から運転状態を取得し、運転が開始された時点で記憶部113に温度動作を取得させ、運転が停止した時点で終了と判断する。また、例えば、ユーザが1日間の動作から定格の設定を判断させたい場合は、表示・操作部115から動作設定を行い、最適判断部112は、取得した開始信号をトリガとし、開始信号が入力されてから24時間のカウント後に終了と判断する。
In step 206 (S206), the
ステップ206(S206)で、最適判断部112が温度動作取得の正常終了を検知した場合(Yes)、ステップ1107(S1107)で、温度動作を取得し、続いて、ステップ208(S208)で、温度動作から定格値の最適値を判断する。ここで、取得する温度動作としては、例えば、検出状態における温度波形データとするか、予め電力変換装置で決まる温度設定の許容レベルを記憶しておいてその許容レベルをどの程度の頻度でどれ位の時間超えたかを記憶したデータでもよい。
In step 206 (S206), when the
他方、ステップ206(S206)で、最適判断部112が温度動作取得の異常終了を検知した場合(No)、ステップ1110(S1110)で、温度動作を取得し、温度動作によるエラーであれば、現在動作させている電力変換装置の定格容量が不足の可能性があること、その他の要因によるエラーであれば、システム異常があることを判断し、ステップ211(S211)で、その判断結果を表示・操作部115に通知する。
On the other hand, in step 206 (S206), when the
図12は、実施例5において、自動設定による取得指令に基づいて検出した温度動作の例を示す図である。また、図13は、電力変換装置の動作温度とパワーサイクルの基準例を示す表である。
図12の検出した温度動作では、例えば、80℃以下の定常動作が一日の動作の中で20サイクル行われるシステムに接続された様子が示されている。最適判断部112は、例えば図13に示す、予め電力変換装置の特性で決まる温度とパワーサイクルを基準に計測すればよく、必ずしも全ての連続した温度を取得して判断することを要しない。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a temperature operation detected based on an acquisition command by automatic setting in the fifth embodiment. FIG. 13 is a table showing a reference example of the operating temperature and the power cycle of the power converter.
In the detected temperature operation of FIG. 12, for example, a state in which a steady operation at 80 ° C. or less is connected to a system in which 20 cycles are performed in one day of operation is shown. The
最適判断部112は、図12の検出した温度動作から、80℃で20サイクル以上動作可能な装置を判断する。すなわち、図13の表において、温度とパワーサイクルが80℃かつ20サイクル以上である組み合わせが選択候補になる。温度とパワーサイクルのいずれも満足する選択候補としては、装置1では定格12−1および12−2、装置2では定格12−1、または、装置3では定格12−1が該当する。実施例5では、装置1および装置2に比べて安価な装置3の定格12−1が選択できるため、装置3の定格12−1が最適であると判断する。
また、最適判断部112は、電力変換装置毎に最適な定格を判断してもよく、装置1を採用する場合は、使用温度制限が高く、エラー発生まで余裕があることから、候補の中で装置1の定格12−2が最適であると判断する。または、複数の候補からユーザに最適な設定を選ばせてもよい。
上記のようにして、温度動作に着目した場合においても、最適な電力変換装置とその定格設定を決定することができる。The
Further, the
As described above, even when focusing on the temperature operation, it is possible to determine the optimum power converter and its rating setting.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described above.
Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment. Also, for a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add, delete, or replace another configuration.
また、上述した最適判断部が実行する処理(機能)等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよいし、図示しないプロセッサがそれぞれの処理(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。そのためのプログラム、テーブルおよびファイル等の情報は、メモリ、ハードディスクおよびSSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカードおよびDVD等の記録媒体に置くことができる。 Further, the processes (functions) and the like executed by the above-described optimal determination unit may be partially or entirely realized by hardware, for example, by designing an integrated circuit. It may be realized by software by interpreting and executing a program for realizing (function). Information such as programs, tables, and files for that purpose can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk and an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, and a DVD.
101…三相交流電源、102…直流変換部、103…平滑コンデンサ、104…交流変換部、105…交流電動機、106…電流検出器、111…制御部、112…最適判断部、113…記憶部、114…電流検出部、115…表示・操作部、1001…温度検出器、1014…温度検出部 101: three-phase AC power supply, 102: DC converter, 103: smoothing capacitor, 104: AC converter, 105: AC motor, 106: current detector, 111: control unit, 112: optimal judgment unit, 113: storage unit .., 114... Current detection unit, 115... Display / operation unit, 1001. Temperature detector, 1014.
Claims (9)
前記交流変換部を流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した電流動作を記憶する記憶部と、
定格電流値の最適値を判断する判断部と、
指令操作および出力表示のための表示・操作部と
を備え、
前記判断部は、前記表示・操作部から定格判断指令を受けて、前記記憶部から入力した前記電流動作と所定の定格容量における種々の電流基準値とを比較することにより定格電流値の最適値を判断し、当該定格電流値の最適値の設定を前記表示・操作部に出力表示させる
ことを特徴とする電力変換装置。 An AC converter that outputs AC power,
A current detector that detects a current flowing through the AC converter,
A storage unit that stores the current operation detected by the current detection unit,
A judging unit for judging an optimum value of the rated current value;
It has a display and operation unit for command operation and output display,
The determination unit receives a rating determination command from the display / operation unit, and compares the current operation input from the storage unit with various current reference values at a predetermined rated capacity to thereby obtain an optimum rated current value. And a setting of the optimum value of the rated current value is output and displayed on the display / operation unit.
前記記憶部は、前記定格判断指令の有効期間にのみ前記電流動作の記憶を行い、
前記記憶部から入力した前記電流動作が、前記有効期間にのみ前記記憶部が記憶した前記電流動作である
ことを特徴とする電力変換装置。 The power converter according to claim 1,
The storage unit stores the current operation only during a valid period of the rating determination command,
The power conversion device, wherein the current operation input from the storage unit is the current operation stored in the storage unit only during the valid period.
前記記憶部から入力した前記電流動作が、前記検出した電流が当該電力変換装置で決められた電流許容レベルを超えた頻度および時間である
ことを特徴とする電力変換装置。 The power converter according to claim 1 or 2,
The power converter wherein the current operation input from the storage unit is a frequency and a time at which the detected current exceeds a current allowable level determined by the power converter.
前記判断部は、適応負荷に準じて、当該電力変換装置に設けた複数の定格電流値または当該電力変換装置とは異なる定格電流値を持つ他の電力変換装置に設けた複数の定格電流値から、前記定格電流値の最適値に最も近い定格電流値を選択する
ことを特徴とする電力変換装置。 It is a power converter according to any one of claims 1 to 3,
According to the adaptive load, the determination unit is based on a plurality of rated current values provided in the power conversion device or a plurality of rated current values provided in another power conversion device having a different rated current value from the power conversion device. A power converter that selects a rated current value closest to an optimum value of the rated current value.
前記判断部は、前記表示・操作部から余裕電流値の設定を受けて、当該電力変換装置または前記他の電力変換装置にそれぞれ設けた前記複数の定格電流値から、前記定格電流値の最適値より前記余裕電流値分低い値に最も近い定格電流値を選択する
ことを特徴とする電力変換装置。 The power converter according to claim 4, wherein
The determining unit receives the setting of the margin current value from the display / operation unit, and calculates the optimum value of the rated current value from the plurality of rated current values provided in the power conversion device or the another power conversion device. A power converter, wherein a rated current value closest to a value lower than the margin current value is selected.
前記交流変換部を流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した電流動作を記憶する記憶部と、
定格電流値の最適値を判断する判断部と、
指令操作および出力表示のための表示・操作部と
を備え、
前記判断部は、前記表示・操作部から定格判断指令を受けて、前記記憶部から入力した所定期間の前記電流動作と前記交流変換部を構成する半導体素子モジュールの寿命を表すパワーサイクルの特性とを比較することにより定格電流値の最適値と前記パワーサイクルとの組み合わせを判断し、当該組み合わせの設定を前記表示・操作部に出力表示させる
ことを判断することを特徴とする電力変換装置。 An AC converter that outputs AC power,
A current detector that detects a current flowing through the AC converter,
A storage unit that stores the current operation detected by the current detection unit,
A judging unit for judging an optimum value of the rated current value;
It has a display and operation unit for command operation and output display,
The determination unit receives a rating determination command from the display / operation unit, and performs a current operation for a predetermined period input from the storage unit and a power cycle characteristic indicating a life of a semiconductor element module included in the AC conversion unit. A power converter that determines the combination of the optimum value of the rated current value and the power cycle by comparing the power cycle with each other, and that the setting of the combination is output and displayed on the display / operation unit.
前記判断部は、当該電力変換装置のエラー情報を検出した場合、前記記憶部から入力した前記電流動作によるエラーであれば当該電力変換装置の定格容量が不足の可能性があると判断し、前記電流動作以外の要因によるエラーであればシステム異常があると判断し、当該判断した結果を前記表示・操作部に出力表示させる
ことを特徴とする電力変換装置。 The power converter according to any one of claims 1 to 6,
The determining unit, when detecting the error information of the power conversion device, determines that the rated capacity of the power conversion device may be insufficient if the error is due to the current operation input from the storage unit, A power conversion device characterized in that if an error is caused by a factor other than the current operation, it is determined that there is a system abnormality, and the result of the determination is output and displayed on the display / operation unit .
前記交流変換部で発生する温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部が検出した温度動作を記憶する記憶部と、
定格電流値の最適値を判断する判断部と、
指令操作および出力表示のための表示・操作部と
を備え、
前記判断部は、前記表示・操作部から定格判断指令を受けて、前記記憶部から入力した所定期間の前記温度動作と前記交流変換部を構成する半導体素子モジュールの寿命を表すパワーサイクルの特性とを比較することにより定格電流値の最適値と前記パワーサイクルとの組み合わせを判断し、当該組み合わせの設定を前記表示・操作部に出力表示させる
ことを特徴とする電力変換装置。 An AC converter that outputs AC power,
A temperature detection unit that detects a temperature generated in the AC conversion unit,
A storage unit that stores the temperature operation detected by the temperature detection unit,
A judging unit for judging an optimum value of the rated current value;
Display / operation unit for command operation and output display
With
The determination unit receives a rating determination command from the display / operation unit, and receives a temperature operation for a predetermined period input from the storage unit and a power cycle characteristic indicating a life of a semiconductor element module included in the AC conversion unit. A power converter that determines a combination of the optimum value of the rated current value and the power cycle by comparing the power cycle with each other, and displays the setting of the combination on the display / operation unit.
前記判断部は、当該電力変換装置のエラー情報を検出した場合、前記記憶部から入力した前記温度動作によるエラーであれば当該電力変換装置の定格容量が不足の可能性があると判断し、前記温度動作以外の要因によるエラーであればシステム異常があると判断し、当該判断した結果を前記表示・操作部に出力表示させるThe determining unit, when detecting the error information of the power conversion device, determines that the rated capacity of the power conversion device may be insufficient if an error due to the temperature operation input from the storage unit, If the error is due to a factor other than the temperature operation, it is determined that there is a system abnormality, and the determined result is output and displayed on the display / operation unit.
ことを特徴とする電力変換装置。A power converter characterized by the above-mentioned.
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