[发明专利]电力变换装置以及电力变换装置的诊断系统

说明书

本发明涉及电力变换装置及电力变换装置的诊断系统，提供在具有多个电力用半导体模块的电力变换装置中能够用比较简单的结构高精度地检测半导体开关元件的控制异常的可靠性高的电力变换装置。该电力变换装置具备具有开关元件的电力用半导体模块，具备：栅极驱动电路，驱动所述开关元件，根据该开关元件的开关动作输出反馈信号；第1检测部，检测所述电力变换装置的上支路的反馈信号的变化；第2检测部，检测所述电力变换装置的下支路的反馈信号的变化；时间测量部，测量所述第1检测部的对信号变化的检测定时和所述第2检测部的对信号变化的检测定时的差分；以及异常诊断部，根据由所述时间测量部测量的测量结果进行所述电力变换装置的诊断。

技术领域

本发明涉及电力变换装置的结构，特别涉及有效适用于大电容的电力变换装置的诊断的技术。

背景技术

在面向铁路、大型工业设备的电动机的控制用途、电力系统用等的大电容的频率变换装置等电力变换装置中，使用大电容的电力用半导体元件进行高电压且大电流的电力控制。

在这样的设备中，在工作中发生故障时，有可能产生系统的损坏、偏离计划的系统停止而产生大的经济损失。为了防止这样的状况，需要检测电力变换装置的劣化、异常，防止功能停止所引起的破损，向相关人员通知需要保养，进行电力变换装置的寿命延长控制。

在电力变换装置中，通过精密地控制半导体开关元件而实现高效的电力变换。

然而，当在半导体开关元件的控制的定时发生了某种异常的情况下，例如在构成上支路的半导体开关元件和构成下支路的半导体开关元件同时成为导通状态时，半导体开关元件短路，可能会发生过热所引起的元件劣化、短路破损所引起的装置重大故障。

因此，作为用简单的方法监视电力变换装置的状态的技术，研究了检测系统工作中的控制异常、开关的定时异常的技术。

作为本技术领域的背景技术，例如有如专利文献1那样的技术。在专利文献1中，公开了“检测半导体开关元件的导通和截止状态来监视与控制信号的匹配性的技术”。

另外，在专利文献2中，公开了“在电力变换器的保养检查时检查半导体元件的开关的定时是否正常的技术”。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2010-11660号公报

专利文献2：日本特开平9-172782号公报

发明内容

在上述专利文献1中，虽然公开了检测从控制信号起至反馈信号为止的时间差的技术，但未考虑上支路的开关元件和下支路的开关元件的开关的时间差。

如上所述，在上下支路同时成为导通状态时成为短路状态，所以上支路的开关元件和下支路的开关元件的时间差对于电力变换装置的可靠性而言是重要的参数。

另外，在上述专利文献2中，虽然公开了在保养检查时未施加大电流、大电压的状态下测定上支路的开关元件和下支路的开关元件的开关的时间差的技术，但未考虑施加了大电流、大电压的实际工作条件下的测量。

开关的定时根据被施加到主电路装置的电压、电流而变化，所以未施加电流、电压的状态下的测量是不充分的，在实际工作中测定上支路的开关元件和下支路的开关元件的时间差是重要的。

因此，本发明的目的在于提供一种在具有多个电力用半导体模块的电力变换装置中能够用比较简单的结构高精度地检测半导体开关元件的控制异常的可靠性高的电力变换装置和其诊断系统及诊断方法以及使用其的电动机控制系统。