[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力转换装置，特别涉及一种用于面向铁路车辆和大型工业的电动机的控制用途、电力系统用等的大容量频率转换装置，由电力用半导体开关元件构成的电力转换装置。

背景技术

目前，作为用于避免在电力用半导体进行了异常动作时装置产生损伤的技术，有将针对用于驱动电力用半导体的驱动电路的控制驱动指令信号与检测出驱动电路为了接通或切断电力用半导体而进行驱动的动作状态的动作信息进行比较，当产生了某一定期间以上的不一致时，判定为驱动电路的异常动作(例如，参照专利文献1)。

另外，目前作为直接检测半导体芯片自身的温度异常的技术，检测控制指令信号和直到电力用半导体切断为止的延迟时间，由此检测出电力用双极型晶体管的温度上升(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5049817号公报

专利文献2：日本特开平7-170724号公报

发明内容

发明要解决的课题

在面向铁路车辆和大型工业的电动机的控制用途、电力系统用等的大容量频率转换装置等电力转换器中，进行高压且大电流的电力控制，但是如果发生元件故障等则会发生电源短路等，有可能装置陷于明显故障的状态。以防止这种状况的目的，在电力用半导体进行了异常动作时，需要极力尽早使装置停止，避免装置的损伤。因此，采用以下的异常检测方式，即将针对用于驱动电力用半导体的驱动电路的控制驱动指令信号与检测驱动电路为了接通或切断电力用半导体而进行驱动的动作状态的动作信息进行比较，当产生了某一定期间以上的不一致时，判定为驱动电路的异常动作。作为这种方式的现有例子，列举上述专利文献1中记载的技术，图7表示其结构例。在使用了这种方式的情况下，能够判定驱动电路的异常动作，但是在这种检测方式中，电力半导体为电源短路的情况，能够初次检测异常，因此虽然防止装置的损伤，但因为异常动作有可能重复发生等，所以在该状态下继续运转变得难以进行。另外，在由于电力用半导体的故障等产生了电源短路的情况等中，运行本身变得不可能。

因此，最好事先检测达到这种电源短路的装置的异常，采取适当的处理。因此，存在例如在电力用半导体的附近设置温度传感器来检测电力用半导体的过温异常的方法，但是难以检测出在电力用半导体内的热电阻的上升等造成的半导体芯片的温度上升。因此最好直接检测半导体芯片自身的温度异常。作为这样的例子，目前例如有上述专利文献2中记载的技术。图8表示其结构例。在该例子中，通过检测出控制指令信号和电力用半导体成为断开之前的延迟时间，由此检测电力用双极型晶体管的温度上升。

这种情况下，为了要检测电力用半导体的温度异常上升，需要用于判定电疗半导体的输出电压的电路，但是由于在大容量的电力转换装置中控制高电压，因此这样的分压电路的尺寸太大而难以设置、另外在控制3相交流的情况下等电力用半导体至少需要6个元件而为了评价它们的电压最低也需要3个分压电路、另外为了处理大电流在开关时的噪声较大而需要应对该噪声的对策，因此难以适用。

因此，通过简单的结构高精度地检测出电力用半导体以及与其关联的电力转换装置的异常和劣化来高精度地防止故障等不良成为课题，进一步提供能够长期使用这些的方法成为课题。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的电力转换装置是具备电力用半导体和对其进行驱动指令的运算电路的电力转换装置，具有计算接通或切断上述电力用半导体的驱动指令、根据上述驱动指令的变化而施加到电力半导体上的驱动电路的输出电压达到判定值之前的延迟时间的功能，比较判定特定的驱动条件下的上述延迟时间与基准值，将其判定结果进行记录或显示输出，或者根据比较判定的结果，使前期驱动指令以及上述驱动电压中的至少任意一方发生变化。

发明效果

根据本发明，通过简单的结构能够高精度地检测出电力用半导体以及与其关联的电力转换装置的异常和劣化，并高精度地防止故障等不良，进而提供能够长期使用这些的方法。

附图说明

图1是表示作为本发明第一实施方式的实施例1的电力转换装置的框图结构的图。

图2是表示作为本发明第一实施方式的实施例1的电力转换装置的各个信号的波形的图。

图3是表示作为本发明第二实施方式的实施例2的电力转换装置的框图结构的图。

图4是表示作为本发明第二实施方式的实施例2的电力转换装置的各个信号的波形的图。