[发明专利]电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力变换装置。

背景技术

作为电力变换装置的逆变器不仅在以工业界而且在家电产品中 也被广泛用作交流电动机的速度控制装置。在使交流电动机减速的情 况下，在电动机的减速时旋转能量作为静电能量积蓄到处于电力变换 装置的直流中间电路的平滑电容器中，但由于其可以处理的积蓄量 小，所以平滑电容器的两端电压上升，设置在电力变换装置的直流中 间电路内的过电压检测保护电路动作，而电力变换装置停止。

因此，在电力变换装置中，在上述直流中间电路中搭载有再生制 动电路，在上述交流电动机的减速时，使用再生制动电阻器将旋转能 量以热能方式消耗。

上述再生制动电阻器以及再生制动电路内的功率半导体的额定 值是有限的，所以如果超过该容许电力容量而继续使用，则对再生制 动电阻器以及功率半导体施加极其大的电力而由于电气性的发热导 致热破坏。因此，在再生制动电阻器中，预定有作为可以容许的定量 数值的容许负载时间率(以下称为％ED)。

因此电力变换装置构成为对设置于上述直流中间电路内的再生 制动电路的动作累积时间进行管理，在其百分比超过上述再生制动电 阻器的％ED而继续使用的情况下，为了保护再生制动电阻器而不受 起因于电气性发热的热破坏的影响，切断设置于上述直流中间电路中 的再生制动电路内的开关元件，切断再生制动电阻器中流过的电流。

但是，关于作为电力变换装置内部的直流中间电路内设置的再生 制动电路的开关元件用功率半导体的容许负载时间率的％ED_PM，未严 格地进行规定，主要根据与再生制动电阻器的相关仅决定了％ED_R。

电力变换装置中使用的IGBT等功率半导体由于电力变换时的 电气发生损失而发热，如果即使超过半导体元件的动作界限温度也仍 在发热的状态下继续使用，则半导体元件有可能发生热破坏而无法动 作。因此，构成为具备冷却功率半导体的冷却叶片和冷却风扇，使来 自作为发热体的功率半导体的热向冷却叶片热传导，利用冷却风扇将 空气送到冷却叶片以进行热交换而实现散热。

在专利文献1的第0007段中，记载有“具备：连接在上述平滑用 电容器的两端上的制动电阻和开关的串联电路；在上述平滑用电容器 的两端的电压超过规定值时使上述开关闭合的电压检测电路；根据来 自外部的开始指令，合计规定期间(T)内的上述开关闭合的时间， 并输出该合计时间(∑t)的合计电路；根据上述期间(T)和合计时 间(∑t)运算上述制动电阻的使用率(X％：X＝(∑t/T)＊100)的使 用率运算电路；以及在上述期间(T)结束时向外部显示上述使用率 (X％)的显示电路”。

另外，在专利文献2以及专利文献3中，记载有进行再生制动电 阻的过负载保护以及过热保护的内容。

专利文献1：日本特许第3648932号

专利文献2：日本特开平5-168287号公报

专利文献3：日本特许平10-229607号公报

在上述以往技术中，记载了基于再生制动电阻器的容许负载时间 率％ED管理的过负载保护以及过热保护，但未记载与再生制动电路 内的功率半导体相关的％ED管理。因此，存在未考虑如下方面的问 题：由于电气发生损失而发热，如果即使超过上述再生制动电路内的 功率半导体元件的动作界限温度也仍在发热的状态下继续使用，则功 率半导体元件发生热破坏而无法动作。

发明内容

本发明的目的在于，对设置于电力变换装置内部的再生制动电路 内的功率半导体的容许负载时间率％ED也进行管理，而实现功率半 导体的有效利用，并且提高电力变换装置的性能。

用于解决上述目的的本发明的具体方式如下所述。一种电力变换 装置，输出可变电压可变频率的交流电力，其特征在于，具备：正变 换器，对交流电源的交流电压进行整流而变换成直流电压；直流中间 电路，具有对该正变换器的直流电压进行平滑化的平滑电容器；检测 电路，检测上述直流中间电路的电压；再生制动电路，设置在上述直 流中间电路中；定时器，累计上述再生制动电路的动作累积时间；以 及逆变换器，将上述正变换器的直流电压变换成交流电压，其中，能 够独立地设定与上述直流中间电路中具备的再生制动电路上连接的 再生制动电阻器的容许负载时间率％ED和再生制动电阻器的电阻值 R。

进而，在上述方式中，更优选的具体方式如下所述。