TWI228863B - Power conversion device - Google Patents

Description

1228863 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種電力變換裝置者。 【先前技術】 以任思頻率驅動交流負載的電力變換裝置一般係由： 具有將直流電壓（包括由交流電壓產生的直流電壓）進行 切換’且輸出任意頻率之交流電壓之切換部的主電路部； 以及根據預先設定的負載運轉相關資訊及來自前述主電路 部所具備的各種檢測器的資訊，將構成前述切換部之切換 元件控制成所希望的導通·切斷動作狀態的控制部所構 成0 方、"亥電力’又換裝置中，為了可使使用者以按照目的之 控制態樣加以利用，而有可進行簡單的開環控制（open-^Pc。阶。 υ 之製品或可進行高精密度之閉環控制 …。㈤ ΐ^ΓΤ01)之製品等。而各製品係分別由數瓦（watt) ，、谷里至數千瓧（kil〇 ) 予^ J的大合里為止而按照容量別 予乂丰備’而可彈性應對多樣化需求。其中，按昭目的之 控制悲樣係藉由控制部予以實現。此 藉由主電路部予以實現。 ’必要的容量則係 不過’在電力變換裝置中， 外，需要主電路部的料掩 、、 轉相關資訊之 P的特性或存在於主電路 器的校正值、製造年月等製造記錄::的各種檢測 以作為用以實現預期的功能而預先;？、規格等， 將主電路部的特# 仞期值。在此， 权正值、製造記錄、運轉記錄以及規 3J5J38 5 1228863 格稱為主電路部相關之管理資訊。 負载=Γ力變換裝置中，由於控制部具有用以餘存 理訊等之記憶部，因此，主電路部相關之管 貝Λ亦儲存於控制部内的記憶部中。 因此’在習知技術中，將主 ^ Ψ ^ ^ ^ 电路邛與控制部分開保管， 田出^時右人組裝主電路部與控制部時，兩 之管理資訊儲存於控制部中， 而、“邛目踟 ^ ^ ^ ee 於組裝後，將主電路部 、控制部分開，而再唐欲脾 度人將主電路部與控制部予以組裝 可亦而要將主電路部相關之管理次却妙十 貝5孔儲存於控制部中， 因此組裝作業非常麻煩。 此外，當藉由控制部的變更來者 ^ 鈿r , 文术只現進仃簡單的開環控 ’J ( open-loop control )之製品 r 1 ^ t X延仃阿扣在、度之閉環控制 y-一）之製品之間的功能變更 電路部相關之管理資訊暫時上傳 而矛 置，in ,、 傳（upload)至其他記憶裝 罝’再下載（download )至將兮a ,χ 4 至將邊功能進行變更之控制部， 因此功能變更作業非常麻須。 而且，為縮短交貨期間，一 般係預先製造製品並加以 保官，不過，以往主電路部盥拆 I /、L制部必須以一對一 r加以製造’因此’必須按照容量別或控么 電力變換裝置並進行保管，而導致庫存量增加。“ 為解決該問題，考慮在主電路部中裝設可儲存主電路 , _ _ 丨關於此點，例如在專利文獻 中已揭示出一種頭部分離型昭相秘 ( λ 、、相機，其係將照相機頭部 (camera head )與控制該日s相她 …、相機碩部之照相機控制單元 315138 6 1228863 (camera contr〇1 unit )以可分離的方式進行連接，且於照 相機頭部設置用以儲存該照相機頭部相關之各種資料之記 。卩，而使控制單元將照相機頭部的使用狀況儲存於記愫 裝置中。 、°心 此外，例如，於專利文獻2中則係揭示一種產業用機 為人，其係於機器人本體中設置機種資料設定機構，而使 控制部根據與該機種資料的整合性來決定控制開始。 不過，於專利文獻卜2中設置記憶部的意義與本發明 :在主電路部設置記憶部的意義完全不同而且所儲存之 資訊的特性也不相同。 其中，上述專利文獻1、2如以下所示。 專利文獻1 ·日本特開2〇〇2_3543〇〇號公報 專利文獻2·曰本特開平6-190762號公報 【發明内容】 本兔明係鑑於上述問題點 心u礫點而開發者，其目的在於提供 一種可使主電路部及 ’、 尽几 及控制#之組裝作業及功能變更作業容 易化’而且可抑制庫存量增大的電力變換裝置。 在本發明中，係JL偌古· 八 ·/、有將包括由交流電壓產生 之直流電壓的直流電壓進行 ^ ^ ^ 丁刀換’且輸出任意頻率及電壓 之父&笔壓之切換部的主電 都$姑，μ ^路σ卩，以及根據預先設定的負 載運轉相關之資訊及爽白俞 η 采自月_』述主電路部所具備的各種檢洌 益的貢訊，將構成前述切換部之如抬 ^ il - i77 ifr ^ , 、卩之切換兀件控制成所預期的 有至少儲存前述主電路部係具 ^王夕存有·该主電路 關之特性、對各種檢測器進 315138 7 1228863 仃之杈正值、製造記錄、 讲被 運轉兄錄以及規格之記憶部0 根據本發明，當 ψ „ „ 电路部與控制部分開保管，而於 出貝日t欲組裝主雷敗卹& 1 ^ ^ ^ . °卩/、控制部時，此外，在組裝後將主 電路部與控制部分開，而$ ώ 说肝主 士 、， 而再度欲將主電路部與控制部予以 、、且…並不需要將主電路部相關之特性、校正值、梦造 δ己錄、運轉記錄以及規格儲存於控制部，而可簡單地進行 組裝。再者，去田快庄丨* 丁 田控制ϋ卩的變更而造成功能變更時，並不 需要將主電路部相關> 4 年目關之特性、校正值、製造記錄、運轉圮 錄以及規格暫時上值Γ 1^ ° t上得（upload)至其他記憶裝置，再下載 (download )至將該功能進行變更之控制部，因此可簡單 ㈣行功能變更。而且’對一個主電路部可交換安裝控制 悲樣不同的控制部，因此可大幅降低該電力變換裝置之保 管庫存量。 【實施方式】 以下參知附加圖式詳細說明本發明之電力變換裝置之 最佳實施形態。 第1實施形能 第1圖係表示本發明第1實施形態之電力變換裝置之 構成方塊圖。第丨圖所示之電力變換裝置1係由主電路部 2及控制部3所構成，且由商用交流電源4產生任意之頻 率以及電壓之交流電壓，並供應至負載5。 主電路部2係具有：整流部6、切換部7、電源部8、 記憶部9以及通信部1 〇。主電路部2及控制部3係收容於 個別獨立的框體内，且透過通信部1 0來進行收送所需之資 315138 8 1228863 訊0 正/瓜卩6係具有·將商用交流電源*之交流電壓轉換 成直/瓜私I之轉換器部6丨；將轉換器部6丨所轉換之直流 電壓予以平滑化之平滑部62 ;以及對於以平滑部Μ加以 平⑺化之直々,L電壓進行檢測，並輸出至通信部1 〇之直流電 壓檢測部63。 切換部7係具有：藉由以複數個切換元件（switching element)戶斤進行之導通（⑽）·㈣（0FF)動作，將以 平滑部62予以平滑化之直流電壓進行切換（switching)， 且對負載5輸出任意頻率之交流電壓之反向器部 (nwerter) 71 ’用以驅動構成反向器部7ι之複數個切換 兀件之驅動部72 ;檢測反向器部71所輸出之交流電壓且 輸出至通信部i 0之輪屮 之輸出電壓檢測部73 ;檢測出在反向器 :7'與負載5之間流通的電流，並輸出至通信部之電 邱’以及檢測出切換部7的溫度，並輸出至通信 1 〇之溫度檢測部7 5。 各種部8係從以平滑部62予以平滑化之直流電壓產生 各種:準之電壓，且供應至靖3、記憶部9、通信部 1 〇以及驅動部72。 記憶部 9 係由 EEPR〇M ( el⑽rically erasabIe programmable read nni” ^己.卜、 y me贿y ’電子可抹除可程式化唯 寺非揮發性記憶體所構成 該主電路部2相關之特性；對各納心=儲存有· 部63、輪出電壓檢測部73、電产。机電屋檢測 电/巩核測部74、溫度檢測部 315138 9 1228863 75)進行之校正值；主電路部2之製造記錄；分 部6及切換部7及電源部8之運轉記錄中包含整流 訊之使用履歷以及由今推田a 使用^境資 及由°亥使用記錄計算出的壽命資邙. 規格。 7 P貝^，以及 亦即，於本實施形態中，追加構成主電 的使用記錄及壽命資訊以作為主電路部… 訊，以達成更加精續運用之目的。 哥之官理貧 通信部1〇係可進行以下動作：⑴將來自控制部3之 運轉信號輸出至驅動部72;(2)將來自直流電壓檢測部63、 輸出電壓檢測部73、電流檢測部74、溫度檢測部75之产 測信號傳送至控制部3; (3)按照來自控制部3之要求二 記憶部9中讀取對各種檢測部之校正值、主電路部2之： 造記錄、以及分別於整流部6及切換部7及電源部8之： 轉I己錄中之使用記錄以及壽命f訊，並傳送至控制部3 等。 通信部10及控制部3之間的通信形態可為並行通信 (Parallel Communicati〇n)，亦可為同步方式或非同步方 式之串列通信（Serial Communication )。在並行通信中可 達成高速化。此外，在串列通信中使用信號線時，可減少 其線路數目。再者，當然亦可採用不使用信號線之連接方 式（光通k或無線通信等）。其中，對記憶部9所進行的設 定亦可使用通信部1 0來進行。具有上述功能之通信部i 〇 係可由具有作為專用之半導體積體電路的 ASIC (application specific integrated circuit，特定應用積體電 10 315138 1228863 之 路）或 CPU (central processing unit，巾央處理單元 處理電路等構成。 控制部3所具有的記憶部係由EEPr〇m等非揮發性記 憶體所構成，其係預先儲存有負載5之運轉模式等之負載 5運轉相關之設定或顯示相關 /y丄 η心°又疋4设疋貧訊。控制部3 係由：於運轉開始時等對通信 ^ ^ 1 1U要求所得之記憶部9 的内谷、儲存於控制部3内之 邻10、，士 内之°己隐部之設定資訊、由通信 口p 1 0达來之主電路部2之各插柃 + 之各種榀測部之檢測信號來決定主 电m之控制’並傳送運轉信號給主電路部2。 控制部3係具有··可進行簡單的開環控

control )之類型，·以及 F (feedba 、負載5之運轉狀態回授 (fedback)，而進行高精 rnntrw、 又心闭蜋控制（closed l〇op control)之類型。可視使 2 - . , m + 日]木進仃選擇。以下參照第 2圖及&圖來說明主電路部及控制部之關係。 第2圖（a)、（b)係用以說 中之主雷以1圖所不之電力變換裝置 中侍声- # , $接關係的概念圖。在第2圖⑷ 宁係表不使用導線（harness )及 技仓丨 連接口口（ connector )之連 J。亦即，在主電路部2】中 22 sir ^ 中備有在作為信號線之導線 月P而文裝連接器23之連接 於苴一 v 要而且，在控制部25中， 、八一側壁面配置有連接器26。 結等，而以將與連接哭 fKp2 5係利用螺絲連 定在主電路邮9 ° -置面相對向之其他壁側面固 路。P 2 1之一側壁面的^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 化。藉由連接連接器〜％…"1 —體 太雙 而使兩者間作電性連接。 第2圖（b)中，係表示僅有 1里’運接為之連接例。亦即， π 315138 1228863 在主電路部31之一侧壁面配 部…侧壁面配置連接器35。控；：。而且，在控制 結等而以將連接器35之配置面:1 4係利用螺絲連 器32配置面的形式_體化 二1電路部η之連接 接器故可使兩者間作電^接由於可同時連接連 在第2圖⑷、（b)中雖表 。。 不過亦可使用焊接的方法 吏之連接方法’ 使用上述採用光通信或無線通信之連接方法。，… 由於並不(主電路部及控制部之組合）中， 用⑽：電路部之特性、校正值、製造記錄、使 用Ζ錄、哥命資訊等儲存於 ^ 常簡單化。而且，亦可在將：：4可使組裝作業非 在將主^路部及控制部切離的狀能 下進行保管、出貨，且在使用者側組裝設置。 心 而且’於電力變換裝置中，為使使用者可在按照目的 之控制怨樣下加以利用，因而產生進行簡單開環控制 (〇pen-l〇op contr〇i)之製品或進行高精密度之閉環控制 (closed l00p contr〇1)之製品等。該按照目的之控制態樣 係藉由控制部予以實現。此外，電力變換裝置係可由數瓦 (watt)的小容量至數千瓧（kil〇waU)的大容量為止而按 照容量別予以準備。該所需容量係藉由主電路部予以實 現0 此時’在該實施形態中，可簡單地實現具有任意控制 恶樣之控制部及具有任意容量之主電路部的組合。因此， 亦可簡單地進行因控制部變更而產生之功能變更。 12 315138 1228863 第2係說明於第1圖所示之電力變換裝置中，按昭 目的而父換控制部時之概要說明圖。於第3圖中，例如若、 使用第2圖⑷所示之連接形態，雖對某容量之主 安裝可進行簡單開環控制之控制部43，不過，當有 更為進行高精密度之閉環控制之控㈣42並進行功处二 更時，_由>於在主電路部41中具有記憶部，故僅需進行= 可進打尚精密度之閉環控制之控制部42貞可進行 ； 環控制之控制部43即可，而並不需要將主電路部41之: 性、校正值、製造記錄、使用記錄、壽命資訊等資訊暫時 上傳（upload)至其他記憶裝置，再下載（d〇wni〇ad)至 將該功能進行變更之控制部42，故可簡單地進行功能傲 更。 又 因此，根據本實施形態，將可進行簡單開環控制之控 制部及可進行高精密度之閉環控制之控制部等按照目的之 控制悲樣的控制部組裝至具有由數瓦（)之小容量至 數千瓧（kilo watt )之大容量之各容量的主電路部中，且分 別作為一個電力變換裝置，而不需要分別進行生產、保管 及出貨。 此外’當將主電路部組裝於按照目的之控制態樣之控 制部時^ t 田於亦不品要儲存因組裝所產生之主電路部之特 、杈正值、製造記錄、使用記錄、壽命資訊等，故可組

裝於^ 4壬音夕 X : 思之主電路部。其結果造成可使電力變換裝置之保 官庫存量減至習知之一半以下。 上迷特徵若由使用者的角度來看，意味著容易升級 13 315138 1228863 (grade up )，因此根據本實施形態，可提供一種具便利性 之電力變換裝置。 ' 篇2實施形能 第4圖係表示本發明第2實施形態之電力變換装置之 構成方塊圖。其中，在第4圖中’對於與第1圖（第】實 施形態）所示之構成要素為相同或同等之構成要素即標= 相同之符號。在此，以本第2實施形態相關之部分為=心 加以說明。 亦即，如第4圖所示，在本第2實施形態之電力變換 裝置51巾’於第i圖（帛i實施形態）所示之構成中將通 ^ °卩1 〇予以省略，且使主電路部2之各部的信號為}對} 對應，且直接與控制部3相連接。根據該構成亦可獲得與 第1實施形態相同之作用及效果。 第3實施形熊 第5圖係表示本發明第3實施形態之電力變換裝置之 構成方塊圖。其中’在第5圖中，對於與第1圖（第1實 施形悲）所不之構成要素為相同或同等之構成要素即標記 相同之付唬。|此’以本第3實施形態相關之部分為中心 加以說明。 亦即如第5圖所示，在本第3實施形態中，於第j 圖（第1貝施形恶）所示之電力變換裝置1中，於平滑部 62之輸入端設置與轉換器部61並聯之直流電源55。該直 流電源55雖係為備用電源（Backup Power)，不過，同樣 地亦可連接可供應直流電源之電源。藉此方式，於可達成 14 315138 1228863 無停電化之電力變換裝置中可獲得與第1實施形態相同之 作用及效果。 其中，在第3實施形態中，雖係表示適用於第丨實施 形怨之適用例，不過當然同樣地亦可適用於第2實施形態 中所不之電力變換裝置。此外，由本第3實施形態可知， 亦可構成省略轉換器部6丨而只使用直流電源5 5之電力變 換裝置，當然亦包括於本發明中。 產業可利用性 ^ 本發明由於可使主電路部及控制部之組裝作業及功能 、欠更作業容易化，因此適用於庫存量少且可因應使用者多 樣而求之電力變換裝置，此外，可適用於使用 成升級之電力變換裝置。 易達 【圖式簡單說明】 第1圖係表示本發明第1實施形態之電力變換 構成方塊圖。 “ 圖（勾及（b)係說明第1圖所示之電力變換裝置中 主電路部及控制部之連接關係之概念圖。 第3圖係說明於第1圖所示之電力變換裝置中，按 目的而父換控制部時之概要說明圖。 第4圖係表示本發明第2實施形態之電力變換裝置 攝成方塊圖。 第5圖係表示本發明第3實施形態之電力變換褒 耩成方塊圖。 15 3】5138 1228863 卜51 電力變換裝置 2 主電路部 3 控制部 4 商用交流電源 5 負載 6 整流部 7 切換部 8 電源部 9 記憶部 10 通信部 21、31 、41 主電路部 22 導線 23、26 、32 、 35 連接器 25、34 、42 ' 43 控制部 55 直流電源 26 連接器 61 轉換器部 62 平滑部 63 直流電壓檢測部 71 反向器部 72 驅動部 73 輸出電壓檢測部 74 電流檢測部 75 溫度檢測部 16 315138

Claims (1)

1228863 拾、申請專利範園： 1· 一種電力變換裝置，係具備有： ..^ ^ ^ /、有將包括由交流電壓 產生之直流電壓的直流電壓進行切 及恭厭夕a 4 、且輪出任意頻率 ^ ^ 王罨路部，以及根據預先 借又=負裁運轉相關之資訊及來自前述主電路部所且 備的各種檢測H的資訊，將構成前述切換部之切換元; 牛 控制成所預期的導通•切斷動作 ^ 丨切作狀怨的控制部；其中， 前述主電路部係具有·· 至少料有該主電路部_之特性、對各種 ;:之校正值、製造記錄、運轉記錄以及規格之記憶 2.:申電::=圍第1項之電力變換裝置，其中，當前述 各部之電源的電二由前 b4 ，、σ卩以及s由父流電壓產生直流電壓 4更具有整流部時， 及電：：述：憶部中復儲存有:分別於整流部及切換部 記前述運轉記錄中包含使用環境資訊之使用 、" 5玄使用記錄計算出的壽命資訊。 3· 範圍第1項之電力變換裝置，其中，前述主 對、^控制部係以可相互分離、安裝的方式構 :卜個主電路部可變更安裝控制態樣不同的控制 315138 17