電力変換装置用遮断器のアーク防止方法

【課題】入力電流検出器を持たない電力変換装置では入力電流ゼロが確認できない。
入力電流検出器を用いない電力変換装置の遮断器において開放時、微小電流によりアークが発生し、放電スイッチを閉じることによりアークが継続する。
【解決手段】充電抵抗短絡により、入力電流増大遮断させ、入力電圧検出器、コンデンサ電圧検出器により入力電流ゼロを判断してから放電スイッチを閉じることにする。
遮断器を開放動作した時に流れる微小な入力電流によって遮断器の接点間に発生するアークを遮断する場合、充電抵抗短絡用スイッチを閉じた後、電圧検出器により入力電圧とコンデンサ電圧とを確認し、入力電流が零であることを判断して放電スイッチを閉じるように制御する。入力電流検出器を持たない電力変換装置で、コンデンサ充電途中で遮断器を開放した場合でも確実に入力電流ゼロを判断してから放電スイッチをアーク防止をする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置用遮断器において発生するアークの防止方法に関するもの
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置用遮断器は、電力変換装置の起動時、停止時に回路を開閉する役割を持つ。電力変換装置の起動時は遮断器の接点が閉じると、充電抵抗器を通じて直流フィルタコンデンサが充電され、コンデンサ電圧がある一定値まで充電されると、充電抵抗器をスイッチにより短絡する。コンデンサ電圧が電源電圧と等しくなると電力変換装置は動作を開始し、負荷へ電力を供給する。
停止時は負荷への電力供給を停止させること、及び電源電圧とコンデンサ電圧が等しいことにより、遮断器に流れる電流はゼロになり遮断器はアークを発生することなく、回路を開放出来る。この後放電スイッチを閉じると、放電抵抗器によりコンデンサ電圧は放電される。
【０００３】
起動時、直流フィルタコンデンサの充電途中で遮断器を開放した場合、遮断器の接点間にアークが発生することがある。この時アークにより充電抵抗を通じてコンデンサが充電されるが、この段階で放電スイッチが入ると放電回路が形成され、コンデンサは充電できなくなり、電源電圧とコンデンサ電圧との電位差から生じた微小な充電電流によりアークが継続し、遮断器を焼損させることがある。
【０００４】
この改善策として直流フィルタコンデンサの充電途中で遮断器を開放した場合、スイッチにより充電抵抗を短絡し、入力電流検出器により入力電流ゼロを検出してから放電スイッチを閉じるアーク防止方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１５７３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
背景技術には入力電流検出器を持たない電力変換装置では入力電流ゼロが確認できない問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明によれば、
電源から遮断器、直流フィルタリアクトル、充電抵抗器と充電抵抗短絡用スイッチを並列接続した投入回路、該投入回路の出力側に設けられた直流フィルタコンデンサ、該直流フィルタコンデンサと並列に設けられた放電抵抗器と放電スイッチを直列接続した放電回路、前記直流フィルタコンデンサに蓄えられた直流電圧を入力とする負荷から構成される電力変換装置の該遮断器のアーク防止方法において、前記遮断器を開放動作した時に流れる微小な入力電流によって前記遮断器の接点間に発生するアークを遮断する場合、該充電抵抗短絡用スイッチを閉じた後、電圧検出器により入力電圧とコンデンサ電圧とを確認し、該入力電流が零であることを判断して該放電スイッチを閉じるように制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明によれば、請求項１記載のアーク防止方法において、前記入力電流が零であることを判断する際、前記入力電流を、前記入力電圧と前記コンデンサ電圧との差電圧値を前記充電抵抗器の充電抵抗値で除して求める計算をし、前記入力電流が零であることを判断し前記放電スイッチを閉じるように制御することを特徴とする。
【０００９】
すなわち、入力電流検出器を持たない電力変換装置でも入力電流ゼロを検出できるよう、入力電圧、コンデンサ電圧を用いて電位差を確認し、入力電流ゼロを判断し放電スイッチを閉じることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
入力電流検出器を持たない電力変換装置で、コンデンサ充電途中で遮断器を開放した場合でも確実に入力電流ゼロを判断してから放電スイッチを閉じるのでアークを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明技術を示した回路図である。（実施例1）
【図２】図１のタイミングチャートである。
【図３】背景技術を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
電力変換装置１に入力電圧検出器１４、コンデンサ電圧検出器１５を使用し、入力電流ゼロを判定する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明技術を示した回路図である。図２は図１、図３のタイミングチャートである。以下図２を参照しながら説明する。
図２のａ点において電源電圧があり、直流フィルタコンデンサ電圧は０Ｖである。放電回路７のスイッチ２が開き、ｂ点にて遮断器８が投入され入力電流は充電抵抗器６を通り充電開始する。ｃ点にて遮断器８が開放した場合、遮断器８の接点間にアークが発生した状態となる。ｄ点にて図1のスイッチ１により充電抵抗器６を短絡し、入力電流を増大させることにより、遮断器８は入力電流を遮断し、アークを消弧することが出来る。またコンデンサ電圧検出器１５により入力電圧＝コンデンサ電圧を検出して、入力電流ゼロを判断してからｅ点にて放電回路７のスイッチ２を閉じ、コンデンサ電圧を放電させる。ｆ点にてコンデンサ電圧は放電終了する。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
入力電流検出器を持たない電力変換装置用遮断器においても、アークを防止することが出来るため、大いに役立つ。
【符号の説明】
【００１５】
１スイッチ
２スイッチ
３直流フィルタリアクトル
４投入回路
５直流電源
６充電抵抗器
７放電回路
８遮断器
９放電抵抗器
１０直流フィルタコンデンサ
１１電力変換装置
１２制御器
１３入力電流検出器
１４入力電圧検出器
１５コンデンサ電圧検出器

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から遮断器、直流フィルタリアクトル、充電抵抗器と充電抵抗短絡用スイッチを並列接続した投入回路、該投入回路の出力側に設けられた直流フィルタコンデンサ、該直流フィルタコンデンサと並列に設けられた放電抵抗器と放電スイッチを直列接続した放電回路、前記直流フィルタコンデンサに蓄えられた直流電圧を入力とする負荷から構成される電力変換装置の該遮断器のアーク防止方法において、前記遮断器を開放動作した時に流れる微小な入力電流によって前記遮断器の接点間に発生するアークを遮断する場合、該充電抵抗短絡用スイッチを閉じた後、電圧検出器により入力電圧とコンデンサ電圧とを確認し、該入力電流が零であることを判断して該放電スイッチを閉じるように制御することを特徴とする電力変換装置用遮断器のアーク防止方法。
【請求項２】
請求項１記載の電力変換装置用遮断器のアーク防止方法において、前記入力電流が零であることを判断する際、前記入力電流を、前記入力電圧と前記コンデンサ電圧との差電圧値を前記充電抵抗器の充電抵抗値で除して求める計算をし、前記入力電流が零であることを判断し前記放電スイッチを閉じるように制御することを特徴とする電力変換装置用遮断器のアーク防止方法。

【図１】