电力转换装置和变压部的保护方法
【专利摘要】本发明的电力转换装置具有：变压部、电力转换部、电流检测部、计时部、存储部、温度预测部与指示部。变压部对来自电源的供电进行变压。电力转换部将由变压部变压的电力转换为规定的交流电压而输出至负载。电流检测部检测出对应于负载而流动的交流电流的电流值。计时部对电力转换部的持续运转时间进行计时。存储部用于存储表示预先测定的变压部中规定部位的温度、持续运转时间与电流值的对应关系的运转中信息。温度预测部根据由电流检测部检测出的电流值和运转中信息，预测任意持续运转时间中规定部位的温度。指示部根据由温度预测部预测的任意持续运转时间中规定部位的温度，输出关于变压部的热保护的规定指示。
【专利说明】电力转换装置和变压部的保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力转换装置和变压部的保护方法。
【背景技术】
[0002]以往，已知如下一种电力转换装置:通过变压部对来自电源的供电进行变压，再通过电力转换部将由变压部变压的电力转换为规定交流电流并输出至电动机。在该电力转换装置中，当增大向电动机输出的交流电流时，有可能由于变压部的温度上升而对电力转换装置的动作造成不利影响。
[0003]对此，想出如下一种电力转换装置:对变压部的温度进行检测，当变压部的温度超过规定温度时，通过改变用于冷却变压部的冷却风扇的动作控制或者电力转换部的动作控制来使变压部的温度下降(例如参照专利文献I)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2010-110075号公报
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题
[0008]然而，对于以往的电力转换装置而言，有可能会出现以下问题:当检测出的变压部的温度超过规定温度时，开始进行使变压部的温度下降的控制，因而可能无法对变压部进行热保护。
[0009]具体而言，对于变压部而言，当增大向电动机输出的交流电流时，从变压部内部的绕组温度上升直至变压部自身的温度上升有时滞。因此，对于变压部而言，在检测出的变压部温度到达规定温度的时刻，有时内部绕组的温度已经超过额定温度。
[0010]因此，在以往的电力转换装置中，在变压部内部的绕组温度超过额定温度前，由于存在不能使变压部的温度降低的情况，因此可能无法对变压部进行热保护。
[0011]本实施方式的一个技术方案是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种能对变压部进行热保护的电力转换装置和变压部的保护方法。
[0012]为解决技术问题的方法
[0013]本实施方式的一个技术方案涉及的电力转换装置具有变压部、电力转换部、电流检测部、计时部、存储部、时间预测部和指示部。变压部对来自电源的供电进行变压。电力转换部将由所述变压部变压的电力转换为规定的交流电压而输出至负载。电流检测部检测出对应于所述负载而流动的交流电流的电流值。计时部对所述电力转换部的持续运转时间进行计时。存储部用于存储表示预先测定的所述变压部中规定部位的温度、所述持续运转时间与所述电流值的对应关系的运转中信息。温度预测部根据由所述电流检测部检测出的所述电流值和所述运转中信息，预测任意所述持续运转时间中所述规定部位的温度。指示部根据由所述温度预测部预测的任意所述持续运转时间中所述规定部位的温度，输出关于所述变压部的热保护的规定指示。
[0014]发明效果
[0015]采用本实施方式的一个技术方案，能够提供一种能对变压部进行热保护的电力转换装置和变压部的保护方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表示能对电力转换装置具有的变压部进行热保护的功能的说明图。
[0017]图2是表示实施方式涉及的电力转换装置的结构的框图。
[0018]图3A是表示在实施方式涉及的电力转换部运转中，所测定的规定部位上温度的实测结果的一例的说明图。
[0019]图3B是表示在实施方式涉及的电力转换部运转停止中，所测定的规定部位上温度的实测结果的一例的说明图。
[0020]图4是表示实施方式涉及的电力转换装置的控制部执行的处理的流程图。
[0021]图5是表示实施方式涉及的电力转换装置的控制部执行的处理的流程图。
[0022]图6是表示实施方式涉及的电力转换装置的控制部执行的处理的流程图。
[0023]图7是表示实施方式涉及的电力转换装置的控制部执行的处理的流程图。
[0024]图8是表示实施方式涉及的电力转换装置的控制部执行的处理的流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面，参照附图详细说明本发明的电力转换装置和变压部的保护方法的实施方式。另外，本发明并不限于下面所示的实施方式。
[0026]本实施方式涉及的电力转换装置(下面，仅记为“电力转换装置”)具有:变压部，对来自电源的供电进行变压；电力转换部，将由变压部变压的电力转换为规定的交流电压而输出至负载。
[0027]参照图2在后面叙述关于所述电力转换装置的结构的一例，相比电力转换部的电力转换器的最大容量，电力转换装置具有容量小于前者的变压器的变压部。由此，与具有容量和电力转换器的最大容量相同的变压器的其他装置相比，电力转换装置能够实现装置的小型化和低成本化。
[0028]对于该电力转换装置而言,例如当使电力转换部在最大输出状态下长时间持续运转时，由于变压器的容量小于电力转换器的最大容量，因此变压部中规定部位(例如，由树脂构成的部位)的温度有可能会到达额定温度。
[0029]对此，电力转换装置具有能对变压部上耐热性较低的规定部位进行热保护的功能。在此，参照图1，说明能对电力转换装置具有的变压部进行热保护的功能的概要。
[0030]图1是表示能对电力转换装置具有的变压部进行热保护的功能的说明图。另外，图1所示的横轴表示电力转换部的持续运转时间，纵轴表示电力转换部在运转中时，变压部上规定部位(下面，仅记为“规定部位”)的温度。
[0031]另外，图1所示的图表表示规定部位中温度随着电力转换部的持续运转时间(下面，仅记为“持续运转时间”)的增加而变化的情况。另外，作为一例，图1中所示的图表是从电力转换装置向负载输出的交流电流的电流值为恒定的情况。
[0032]如图1所示，在电力转换部开始运转时，规定部位的温度与电力转换装置的周围温度相等。然后，规定部位的温度随着持续运转时间的增大而上升，并到达对应于变压部的额定温度的设定温度。然后，当电力转换部再继续运转，规定部位的温度到达饱和温度。
[0033]在此，所谓额定温度，是与规定部位的耐热有关的上限温度。另外，所谓设定温度，是能够确保与规定部位的耐热有关的可靠性的温度，是预先设定的、比额定温度还低规定温度的温度。
[0034]在本实施方式中，预先计算出该图1所示的图表的近似函数。具体地说，使用试验用电力转换装置，在预先使电力转换部运转的状态下进行实测变压部中规定部位的温度的试验。然后，根据该试验结果，作为表示运转中的电力转换部中规定部位的温度变化的近似函数而计算出下式。
[0035]Θ tn = Θ t (η-1) + ( Θ satl- Θ t (η-1)) X [1-EXP (- (tn_t (η-1)) / τ I]-(基准温度-周围温度)...公式⑴
[0036]Θ sat I = I X I XKl...公式(2)
[0037]Θ tn:时刻tn时规定部位的温度(η:整数)
[0038]Θ t(n-l):时刻t(n-l)时规定部位的温度(η:整数)
[0039]Θ sat 1:饱和温度
[0040]1:对应于负载而流动的交流电流的电流值
[0041]Kl:运转中的电力转换部的系数
[0042]τ 1:运转中的电力转换部的热时间常数
[0043]基准温度:在进行试验时的电力转换装置的周围温度
[0044]周围温度:产品用的电力转换装置的周围温度
[0045]在此，公式⑵中的I例如是在负载与电力转换部之间流动的交流电流的电流值，或者是在电力转换部与变压部之间流动的交流电流的电流值，或者是在电源与变压部之间流动的交流电流的电流值。另外，使用图3Α和图3Β在后面叙述用于计算出公式(I)和公式(2)而预先进行试验的一例。
[0046]采用该公式⑴和公式(2)，向I代入当前电流值，向t(n-l)代入电力转换部的开始运转时刻，向tn代入当前时刻，向Θ t(n-l)代入基准温度,能够计算出当前规定部位的温度。
[0047]另外，采用公式⑴和公式(2)，向I代入当前电流值，向t (η-1)代入当前时刻，向tn代入当前以后(将来)的所需时刻，向0t(n-l)代入当前规定部位的温度，能够计算出所需时刻的规定部位的温度。即，在图1所示的时刻tn-Ι，能够计算出时刻tn时规定部位的温度0tn。
[0048]另外，从电力转换部开始运转到当前的期间内，当电流值发生改变时，向公式(2)的I代入刚刚改变的电流值而计算出饱和温度(Θ satl)。然后，将计算出的饱和温度代入公式(I)的Θ satl,由此能够计算出所需时刻的规定部位的温度。这样，采用公式(I)和公式(2)，能够预测任意持续运转时间的规定部位的温度。
[0049]对此，电力转换装置存储上述公式(I)和公式(2)，即、表示电力转换部上规定部位的温度、电力转换部的运转持续时间与对应于负载的交流电流的电流值的对应关系的信息(下面，记为“运转中信息”)。
[0050]然后，电力转换装置根据对应于负载而流动的交流电流的电流值与运转中信息，预测任意持续运转时间的规定部位的温度，并根据预测的规定部位的温度输出关于变压部的热保护的指示。
[0051]例如，电力转换装置根据预测的规定部位的温度，向规定的通知部输出与有必要对变压部进行冷却有关的信息的输出指示等。由此，用户能在规定部位的温度达到通过电力转换装置所预测的温度以前，采取对变压部进行冷却的措施。
[0052]因此，电力转换装置能对变压部进行热保护。另外，由电力转换装置预测规定部位的温度，并进行输出关于变压部的热保护的规定指示的处理。参照图5在后面叙述该处理。
[0053]另外，电力转换装置根据所预测的规定部位的温度、上述设定温度(参照图1)与运转中信息，预测规定部位的温度到达设定温度所需的时间，并根据所预测的时间进行输出关于变压部的热保护的指示的处理。另外，参照图7在后面叙述该处理。
[0054]另外，对于电力转换部从停止运转起的经过时间(下面，记为“运转停止经过时间”)，电力转换装置预测任意运转停止经过时间中规定部位的温度。然后，电力转换装置根据所预测的规定部位的温度，进行输出关于电力转换部再次开始运转的指示的处理。另外，参照图6在后面叙述该处理。
[0055]接着，参照图2说明电力转换装置的结构。图2是表示实施方式涉及的电力转换装置I的结构的框图。如图2所示，电力转换装置I是将来自电源E的供电转换为规定的交流电压(电流)并输出至作为负载的电动机M的装置。
[0056]该电力转换装置I具有变压部2、电力转换部3、冷却部4、操作部5、通知部6、控制部7、存储部8与周围温度检测部9。变压部2通过变压器对来自电源E的供电进行变压并输出至电力转换部3。相比电力转换部3的电力转换器的最大容量，该变压部2具有容量小于前者的变压器。
[0057]电力转换部3将通过变压部2变压的电力由电力转换器转换为规定的交流电压，输出至电动机M而驱动电动机M。另外，电力转换部3具有的电力转换器是串联组合逆变器，其中，多个单相逆变器的输出连接成多级串联而构成三相逆变器的各相。该电力转换部3按照由控制部7输入的指示进行运转、停止、输出电流的改变等。
[0058]冷却部4是用于冷却变压部2的冷却风扇。该冷却部4按照由控制部7输入的指示进行运转和停止。操作部5是用户使电力转换装置I动作时进行操作的操作单元。该操作部5向控制部7输出与用户操作所对应的操作信号。
[0059]通知部6是用于显示电力转换装置I的动作状态等与电力转换装置I有关的各种信息的显示设备。另外，将能够进行触摸操作的触摸屏式显示设备用作通知部6时，通知部6也起到操作部5的功能。该通知部6根据由控制部7输入的指示进行各种信息的显示。周围温度检测部9是温度传感器，用于检测电力转换装置I的周围温度(下面，记为“周围温度”)，并向控制部7输出检测结果。
[0060]另外，如果设置有电力转换装置I的周围温度在常规范围内不产生极端变动，不是必须要有周围温度检测部9。例如，当电力转换装置I的周围温度的变动范围是户外温度的日较差范围内时，也可去掉周围温度检测部9。此时，所述公式(I)和后面叙述的公式
(3)的周围温度也可预先设定为任意温度(例如，变动的周围温度的平均温度等)。
[0061]存储部8是用于存储控制部7对电力转换装置I进行控制所使用的各种信息的存储设备。该存储部8存储有运转中信息80、停止中信息81、设定温度82、基准温度83、能够再次开始运转温度84、运转中热时间常数85与停止中热时间常数86。另外，停止中热时间常数86包含第一停止中热时间常数87和第二停止中热时间常数88。
[0062]存储部8存储的这些信息是使用试验用电力转换装置，在产品出货前通过预先进行的试验来设定或者计算出的信息。在此，参照图3A和图3B，说明实施方式涉及的试验的一例。
[0063]图3A是表示实施方式涉及的电力转换部运转中，所测定的规定部位上温度的实测结果的一例的说明图，图3B是表示在实施方式涉及的电力转换部运转停止中，所测定的规定部位上温度的实测结果的一例的说明图。
[0064]在本实施方式中，使用与电力转换装置I相同的试验用电力转换装置进行关于变压部的热保护的试验。具体地说，在使电力转换部实际运转的状态下，测定变压部上多处规定部位的温度。由此，能够检测出对应于电力转换部的持续运转时间的各规定部位的温度变化。
[0065]例如，如图3A所示，测量变压部的A地点、B地点、C地点的三处规定温度。其结果，在各持续运转时间中，温度最高的规定部位是A地点。
[0066]此时，在电力转换部运转中，只要能对变压部的A地点进行热保护，就能够对温度比A地点低的B地点和C地点进行热保护。对此,在本实施方式中，计算出表示在A地点测到的温度变化的近似函数。此时，计算出的近似函数是所述的公式⑴和公式(2)。
[0067]然后，在本实施方式中，将该公式(I)和公式(2)作为运转中信息80而存储于电力转换装置I的存储部8中(参照图2)。另外，为了使公式⑴中的τ I能够根据电力转换装置I的规格而变化，使τ I作为运转中热时间常数85，与运转中信息80分开存储于存储部8 (参照图2)。
[0068]另外，将能够确保关于通过试验判定的规定部位的耐热的可靠性的温度作为设定温度82，将进行试验时的电力转换装置的周围温度作为基准温度83，存储于存储部8中(参照图2)。
[0069]另外，在实施方式中，使试验用电力转换装置的电力转换部运转规定时间以后，在使电力转换部停止运转的状态下，测定变压部的多处规定部位的温度。由此，能够检测出电力转换部对应于运转停止经过时间的各规定部位的温度变化。
[0070]例如，如图3Β所示，测量变压部的A地点、B地点、C地点的三处规定温度。其结果，在各持续运转时间中，温度最高的规定部位是A地点。
[0071]此时，在电力转换部停止中，只要变压部的A地点的温度低至电力转换部能够再次开始运转的温度，温度比A地点低的B地点和C地点必然低至电力转换部能够再次开始运转的温度。对此，在本实施方式中，计算出表示在A地点测到的温度变化的近似函数。通过下式表示该近似函数。
[0072]Θ t (η+1) = ( Θ tn+ Θ sat2) X EXP (- (t (η+1) -tn) / τ 2)-(基准温度-周围温度)..?公式(3)
[0073]Θ t(n+l):时刻t(n+l)时规定部位的温度(η:整数)
[0074]Θ tn:时刻tn时电力转换部停止运转时刻的规定部位的温度
[0075]τ 2:电力转换部停止中的热时间常数
[0076]Θ sat2 = IXIXK2X Θ t:后升高的温度
[0077]1:在电力转换部即将停止前对应于负载而流动的交流电流的电流值
[0078]K2:电力转换部停止中的系数
[0079]Θ t:电力转换部即将停止前的规定部位的温度
[0080]另外，在此所谓的后升高，是指使电力转换部3刚停止运转后上升的规定部位的上升温度。
[0081]然后，在本实施方式中，将该公式(3)作为停止中信息81而存储于电力转换装置I的存储部8中(参照图2)。另外，为了使公式(3)中的τ 2能够根据电力转换装置I的规格而变化，使τ 2作为停止中热时间常数86，与运转中信息80分开存储于存储部8 (参照图2)。
[0082]另外，停止中热时间常数86包含，通过冷却部4冷却变压部2时代入公式(3)的第一停止中热时间常数87，与未通过冷却部4冷却变压部2时代入公式(3)的第二停止中热时间常数88 (参照图2)。
[0083]另外，电力转换装置I有时预先设定使电力转换部3间歇连续运转的持续运转时间。对此，在本实施方式中，在预先设定的持续运转时间的期间，规定部位的温度未达到设定温度82而能使电力转换部3连续运转的再次开始运转时的规定部位的温度，作为能够再次开始运转温度84而存储于存储部8中(参照图2)。
[0084]在此，返回图2继续说明电力转换装置I的控制部7。控制部7是总体控制电力转换装置I的整体动作的处理部，具有计时部70、电流检测部71、温度预测部72、时间预测部73与指示部74。
[0085]由用户选择温度预测模式或者时间预测模式中的一种，该控制部7在所选择模式下使电力转换装置I动作。在此，时间预测模式是在电力转换部3运转中或者停止中，预测用户进行输入的时刻的规定部位的温度的动作模式。另外，时间预测模式是在电力转换部3运转中预测规定部位的温度到达设定温度82所需的时间、在电力转换部3停止中预测规定部位的温度到达电力转换部3的能够再次开始运转的温度所需的时间的动作模式。
[0086]计时部70是根据由指示部74输入的指示对从电力转换部3开始运转到停止运转的持续运转时间，与从电力转换部3停止运转到再次开始运转的运转停止经过时间进行计时的处理部。该计时部70向温度预测部72和时间预测部73输出所计时的持续运转时间和运转停止经过时间。
[0087]电流检测部71是按照由指示部74输入的指示检测出对应于负载而流动的交流电流的电流值的处理部。该电流检测部71向温度预测部72和时间预测部73输出检测出的电流值。
[0088]另外，在图2所示的例中，电流检测部71检测出在作为负载的电动机M与电力转换部3之间流动的交流电流的电流值，但也可以是检测出对应于负载而流动的其他交流电流的电流值的结构。例如，电流检测部71也可以是检测出在电力转换部3与变压部2之间流动的交流电流的电流值，或在电源E与变压部2之间流动的交流电流的电流值的结构。
[0089]温度预测部72是根据由电流检测部71检测出的电流值(下面，仅记为“电流值”)和运转中信息80，预测任意持续运转时间的规定部位的温度的处理部。
[0090]在电力转换装置I运转中，当用户操作操作部5输入所需的时刻后，在用户进行输入的时刻，从指示部74向该温度预测部72输入规定部位的温度的预测指示。
[0091]在电力转换部3运转中，当温度预测部72被输入温度预测指示时，向公式(2)的I代入当前电流值，计算出0satl并代入公式(I)。另外，温度预测部72向代入了基准温度83和周围温度的公式(I)的0t(n-l)代入当前规定部位的温度，向tn代入用户进行输入的时刻，向t(n-l)代入当前时刻，向τ I代入运转中热时间常数85。
[0092]然后，温度预测部72通过对Θ tn进行求解公式(I)的运算处理，预测由用户进行输入的任意时刻的规定部位的温度。然后，温度预测部72向指示部74输出所预测的规定部位的温度。
[0093]另外，从电力转换部3开始运转到当前的期间，当进行了改变电流值的操作时，温度预测部72替换当前电流值，向公式(2)代入刚刚改变的电流值而计算出Θ satl。
[0094]另外，在电力转换装置I停止中，当用户操作操作部5而输入所需的时刻时，从指示部74向温度预测部72输入用户进行输入的时刻的规定部位的温度的预测指示。
[0095]当在电力转换部3停止中输入温度的预测指示时，温度预测部72向代入了基准温度83和周围温度的公式(3)的0tn代入电力转换部3运转停止时刻的规定部位的温度。
[0096]另外，温度预测部72向公式(3)的I代入电力转换部3运转停止时刻的电流值、向t(n+l)代入用户进行输入的时刻、向tn代入当前时刻、向τ 2代入停止中热时间常数86。
[0097]此时，温度预测部72在通过冷却部4对变压部2进行冷却当中作为停止中热时间常数86而代入第一停止中热时间常数87，当未通过冷却部4对变压部2进行冷却时作为停止中热时间常数86而代入第二停止中热时间常数88。
[0098]然后，温度预测部72通过对Θ t(n+l)进行求解公式(3)的运算处理，预测用户进行输入的任意时刻的规定部位的温度。然后，温度预测部72向指示部74输出所预测的规定部位的温度。
[0099]这样，在电力转换部3运转中、在电力转换部3运转停止中、通过冷却部4冷却变压部2中、未通过冷却部4冷却变压部2中的各种情况下，温度预测部72区分使用热时间常数。由此，温度预测部72能够更正确地预测规定部位的温度。
[0100]时间预测部73是根据由温度预测部72预测的规定部位的温度、设定温度82与运转中信息80来预测规定部位的温度达到设定温度82所需的时间的处理部。
[0101]在电力转换部3运转中，该时间预测部73按照由指示部74输入的指示来预测规定部位的温度达到设定温度所需的时间。向公式(2)的I代入当前电流值，计算出Qsatl并代入公式(I)。
[0102]另外，时间预测部73向代入了基准温度83和周围温度的公式(I)的Θ t(n_l)代入当前规定部位的温度、向t(n-l)代入当前时刻、向τ I代入运转中热时间常数85。
[0103]然后，时间预测部73通过对tn-t(n-l)进行求解公式(I)的运算处理，预测规定部位的温度达到设定温度82所需的时间。然后，时间预测部73依次重复该运算处理，并向指示部74依次输出所预测的规定部位的温度。
[0104]另外，从电力转换部3开始运转到当前的期间，当进行了改变电流值的操作时，时间预测部73替换当前电流值，向公式(2)代入刚刚改变的电流值来计算出Θ satl。
[0105]另外，在电力转换部3停止中，时间预测部73按照由指示部74输入的指示来预测规定部位的温度达到能够再次开始运转温度84所需的时间。具体地说，时间预测部73向代入了基准温度83和周围温度的公式(3)的0t(n+l)代入能够再次开始运转温度84、向Θ tn代入当前规定部位的温度、向tn代入当前时刻、向τ 2代入停止中热时间常数86。
[0106]然后，时间预测部73通过对tn-t(n-l)进行求解公式(3)的运算处理，预测规定部位的温度达到能够再次开始运转温度84所需的时间。然后，时间预测部73依次重复该运算处理，并向指示部74依次输出所预测的规定部位的温度。
[0107]此时，时间预测部73在通过冷却部4对变压部2进行冷却中作为停止中热时间常数86而代入第一停止中热时间常数87，当未通过冷却部4对变压部2进行冷却时作为停止中热时间常数86而代入第二停止中热时间常数88。
[0108]这样，在电力转换部3运转中、在电力转换部3运转停止中、通过冷却部4冷却变压部2中、未通过冷却部4冷却变压部2中的各种情况下，时间预测部73区分使用热时间常数。由此，时间预测部73能够更正确地预测规定部位的温度到达能够再次开始运转温度84所需的时间。
[0109]指示部74是根据通过操作部5输入的操作信号，在电力转换部3运转中，向计时部70、电流检测部71、温度预测部72、时间预测部73、冷却部4与电力转换部3输出关于变压部2的热保护的规定指示的处理部。
[0110]另外，在电力转换部3停止中，指示部74向计时部70、电流检测部71、温度预测部72、时间预测部73、冷却部4、电力转换部3输出关于电力转换部3的再次开始运转的指示。
[0111]即,指示部74通过输出规定指示，对计时部70、电流检测部71、温度预测部72、时间预测部73、冷却部4、电力转换部3进行关于变压部2的热保护的动作和关于电力转换部3的再次开始运转的动作的指示。
[0112]下面，参照图4?图8，说明实施方式涉及的指示部74执行的处理。图4?图8是表示实施方式涉及的指示部74执行的处理的流程图。
[0113]如图4所示，当启动控制部7时,首先指示部74使通知部6的显示画面上显示模式选择显示(步骤S101)。此时，通知部6显示供用户选择温度预测模式或者时间预测模式的模式选择显示。
[0114]接着，指示部74判定用户是否通过操作操作部5而选择了温度预测模式(步骤S102)。然后，当指示部74判定为选择了温度预测模式时(步骤S102，是)，进行温度预测模式设定(步骤S103)而结束处理。此时，指示部74例如通过使表示选择温度预测模式的标志(省略图示)存储于存储部8的规定区域来进行温度预测模式设定。
[0115]相反，当用户未选择温度预测模式时(步骤S102，否)，即当选择时间预测模式时，指示部74进行时间预测模式设定(步骤S104)而结束处理。此时，指示部74例如通过使表示选择时间预测模式的标志(省略图示)存储于存储部8的规定区域来进行时间预测模式设定。
[0116]之后，当用户进行了电力转换部3的开始运转操作时，指示部74参照存储于存储部8的规定区域中的标志，执行对应于标志的模式的处理。
[0117]S卩，当在存储部8存储有表示选择温度预测模式的标志时，指示部74通过执行图5所示的处理，使电力转换装置I在温度预测模式下动作。相反，当在存储部8存储有表示选择时间预测模式的标志时，指示部74通过执行图7所示的处理，使电力转换装置I在时间预测模式下动作。
[0118]具体地说，当在用户选择温度预测模式的状态下而进行开始运转操作时，如图5所示，指示部74进行运转和开始计时指示(步骤S201)。即，指示部74向电力转换部3指示开始运转，向计时部70指示开始计时。这样，电力转换部3开始运转，计时部70开始对电力转换部3的持续运转时间进行计时。
[0119]接着，指示部74对电流检测部71进行电流检测指示(步骤S202)。由此，电流检测部71检测出从电力转换部3向电动机M输出的交流电流的电流值并输出至温度预测部72。接着，指示部74对温度预测部72进行当前温度推定指示(步骤S203)。由此，温度预测部72推定当前电力转换部3的规定部位的温度。
[0120]接着，指示部74判定操作部5是否被操作(步骤S204)，当判定为被操作时(步骤S204，是)，将处理移至步骤S205。相反，当判定为操作部5未被时(步骤S204，否)，指示部74将处理移至步骤S202。
[0121]在步骤S205中，指示部74判定操作部5的操作是否为时刻输入操作，当判定为是时刻输入操作时(步骤S205，是)，将处理移至步骤S206。相反，当判定为操作部5的操作不是时刻输入操作时(步骤S205，否)，指示部74将处理移至步骤S208。
[0122]在步骤S206中，指示部74对温度预测部72进行输入时刻的温度预测指示。由此，温度预测部72预测通过时刻输入操作进行输入的输入时刻的电力转换部3的规定部位的温度并输出至指示部74。
[0123]接着，指示部74根据由温度预测部72所预测的输入时刻的电力转换部3的规定部位的温度，进行关于热保护的指示(步骤S207)。具体地说，此时，视为由温度预测部72所预测的温度、即输入时刻的规定部位的温度在设定温度82以上。
[0124]此时，例如为了使电力转换部3持续运转至输入时刻，指示部74向通知部6输出表示需要在输入时刻的规定时间以前，使冷却部4工作来冷却变压部2的内容的通知图像的显示指示。
[0125]由此，用户能够参考通知图像，当使电力转换部3持续运转至输入时刻时，在输入时刻的规定时间以前，使冷却部4工作来冷却变压部2。因此，采用电力转换装置1，即使变压部2的变压器的容量小于电力转换部3的电力转换器的最大容量，也能对变压部2进行热保护。
[0126]相反，当输入时刻的规定部位的温度不足设定温度82时，指示部74例如向通知部6输出表示能够确保从当前到输入时刻的可靠性而使电力转换部3持续运转的内容的通知图像的显示指示。之后，指示部74将处理移至步骤S202。
[0127]另外，在步骤S208中，指示部74判定操作部5的操作是否为电力转换部3运转停止操作。然后，当指示部74判定为是运转停止操作时(步骤S208，是)，进行停止运转和结束计时的指示(步骤S209)而结束处理。
[0128]S卩，指示部74对电力转换部3进行停止运转指示，对计时部70进行结束计时指示。由此，电力转换部3停止运转，计时部70结束对持续运转时间的计时且使计时时间归零。之后，指示部74开始执行电力转换部3在停止运转中的处理。另外，参照图6在后面叙述该处理。
[0129]另外，在步骤S208中，当指示部74判定为操作部5的操作不是电力转换部3的运转停止操作时(步骤S208，否)，进行对应于操作部5的操作的指示(步骤S210)，并将处理移至步骤S202。
[0130]例如，当进行了增减电力转换部3的输出电流的操作时，指示部74向电力转换部3输出使用户所选择的输出电流输出的指示。另外，当进行了启动或停止冷却部4的操作时，指示部74向冷却部4输出启动指示或停止指示。
[0131]接着，参照图6，说明在温度预测模式下，指示部74在电力转换部3的停止运转中执行的处理。如图6所示，当电力转换部3停止运转时，指示部74对计时部70进行计时开始指示(步骤S301)。由此,计时部70开始对从电力转换部3停止运转起的经过时间，即运转停止经过时间进行计时。
[0132]接着，指示部74对温度预测部72进行当前温度推定指示(步骤S302)。由此，温度预测部72推定当前电力转换部3中规定部位的温度。
[0133]接着，指示部74判定操作部5是否被操作(步骤S303)，当判定为未被操作时(步骤S303，否)，将处理移至步骤S302。相反，当判定为操作部5被操作时(步骤S303，是)，判定操作部5的操作是否为时刻输入操作(步骤S304)。
[0134]然后，当指示部74判定为操作部5的操作是时刻输入操作时(步骤S304，是)，将处理移至步骤S305。相反，当判定为操作部5的操作不是时刻输入操作时(步骤S304，否)，指示部74将处理移至步骤S307。
[0135]在步骤S305中，指示部74对温度预测部72进行输入时刻的温度预测指示。由此，温度预测部72预测通过时刻输入操作进行输入的输入时刻的电力转换部3的规定部位的温度并输出至指示部74。
[0136]接着，指示部74根据由温度预测部72所预测的输入时刻的电力转换部3的规定部位的温度，进行关于电力转换部3的再次开始运转的指示(步骤S306)。具体地说，视为输入时刻的规定部位的温度高于能够再次开始运转温度84。
[0137]此时，例如为了在输入时刻使电力转换部3再次开始运转，指示部74向通知部6输出表示需要在输入时刻的规定时间以前，使冷却部4工作来冷却电力转换部3的内容的通知图像的显示指示。
[0138]由此，用户能够参考通知图像，在输入时刻的规定时间以前使冷却部4工作来冷却变压部2以后，使电力转换部3再次开始运转。因此，采用电力转换装置1，即使变压部2的变压器的容量小于电力转换部3的电力转换器的最大容量，也能对变压部2进行热保护。
[0139]相反，当输入时刻的规定部位的温度在能够再次开始运转温度84以下时，指示部74例如向通知部6输出能够确保电力转换部3在输入时刻的可靠性而使运转再次开始的内容的通知图像的显示指示。之后，指示部74将处理移至步骤S302。
[0140]另外，在步骤S307中，指示部74判定操作部5的操作是否为电力转换部3运转开始操作。然后，当指示部74判定为是运转开始操作时(步骤S307，是)，对计时部70进行结束计时指示(步骤S308)而结束处理。由此,计时部70结束对运转停止经过时间的计时且使计时时间归零。之后，指示部74从图5所示的步骤S201开始进行处理。
[0141]另外，在步骤S307中，当指示部74判定为操作部5的操作不是电力转换部3运转开始操作时(步骤S307，否)，进行对应于操作部5的操作的指示(步骤S309)并将处理移至步骤S302。另外，由于步骤S309中的处理与图5所示的步骤S210的处理相同，在此省略其说明。
[0142]接着，参照图7，说明选择了时间预测模式的状态下，通过用户进行运转开始操作时指示部74执行的处理。如图7所示，指示部74进行运转与开始计时指示(步骤S401)。即，指示部74对电力转换部3进行开始运转指示，对计时部70进行开始对电力转换部3的持续运转时间进行计时的指示。由此，电力转换部3开始运转，计时部70开始对电力转换部3的持续运转时间进行计时。
[0143]接着，指示部74对电流检测部71进行电流检测指示(步骤S402)。由此，电流检测部71检测出从电力转换部3向电动机M输出的交流电流的电流值并输出至温度预测部72。
[0144]接着，指示部74对温度预测部72进行当前温度推定指示(步骤S403)。由此，温度预测部72推定当前电力转换部3的规定部位的温度并输出至时间预测部73。
[0145]接着，指示部74判定操作部5是否被操作(步骤S404)，当判定为未被操作时(步骤S404，否)，将处理移至步骤S405。相反，当判定为操作部5被操作时(步骤S404，是)，指示部74将处理移至步骤S407。
[0146]在步骤S405中，指示部74对时间预测部73进行电力转换部3的规定部位的温度达到设定温度82所需时间的预测指示。由此，时间预测部73预测电力转换部3的规定部位的温度达到设定温度82所需的时间并输出至指示部74。
[0147]接着，指示部74根据由时间预测部73所预测的时间，即根据电力转换部3的规定部位的温度达到设定温度82所需的时间，进行关于热保护的指示(步骤S406)。
[0148]具体地说，作为能够维持电力转换部3的可靠性的能够连续运转的剩余时间，指示部74对通知部6进行显示由时间预测部73所预测的时间的显示指示。之后，指示部74将处理移至步骤S402。
[0149]由此，在电力转换部3运转中，当未操作操作部5时，通知部6能通过依次倒计时方式显示可维持电力转换部3的可靠性的能够连续运转的剩余时间。因此，用户参考该倒计时方式的显示，在能对变压部2进行热保护的适当时刻进行冷却变压部2的操作。
[0150]另外，由指示部74进行的关于热保护的指示不限于此。例如，时间预测部73所预测的时间比预先设定的规定时间还短时，作为热保护指示，指示部74也可以向冷却部4输出启动指示，或者向电力转换部3输出动作停止指示或是使动作速度降低的指示。采用该结构，在电力转换部3运转中，电力转换装置I能自动地对变压部2进行热保护。
[0151]另外，在步骤S407中，指示部74判定操作部5的操作是否为电力转换部3运转停止操作。然后，当指示部74判定为是运转停止操作时(步骤S407，是)，进行停止运转与结束计时指示(步骤S408)而结束处理。
[0152]S卩，指示部74对电力转换部3进行停止运转指示，对计时部70进行结束计时指示而结束处理。由此，电力转换部3停止运转，计时部70结束对持续运转时间的计时且使计时时间归零。之后，指示部74开始执行在电力转换部3在运转停止中的处理。另外，参照图8在后面叙述该处理。
[0153]另外，在步骤S407中，当指示部74判定为操作部5的操作不是电力转换部3运转停止操作时(步骤S407，否)，进行对应于操作部5的操作的指示(步骤S409)并将处理移至步骤S402。另外，由于步骤S409的处理与图5所示的步骤S210的处理相同，因此在此省略其说明。
[0154]接着，参照图8说明在时间预测模式下，指示部74在电力转换部3的停止运转中执行的处理。如图8所示，当电力转换部3停止运转时，指示部74对计时部70进行计时开始指示(步骤S501)。由此，计时部70开始对运转停止经过时间进行计时。
[0155]接着，指示部74对温度预测部72进行当前温度推定指示(步骤S502)。由此，温度预测部72推定当前电力转换部3的规定部位的温度并输出至时间预测部73。
[0156]接着，指示部74判定操作部5是否被操作(步骤S503)，当判定为未被操作时(步骤S503，否)，将处理移至步骤S504。相反，当判定为操作部5被操作时(步骤S503，是)，将处理移至步骤S506。
[0157]在步骤S504中，指示部74对时间预测部73进行电力转换部3的规定部位的温度达到能够再次开始运转温度84所需时间的预测指示。由此，时间预测部73预测电力转换部3的规定部位的温度达到能够再次开始运转温度所需的时间并输出至指示部74。
[0158]接着，指示部74根据由时间预测部73所预测的时间，即根据电力转换部3的规定部位的温度达到能够再次开始运转温度84所需的时间，进行关于电力转换部3的再次开始运转的指示(步骤S505)。
[0159]具体地说，作为能够确保电力转换部3的可靠性的到达能够再次开始运转时刻前的剩余时间，指示部74对通知部6进行显示由时间预测部73所预测的时间的显示指示。之后，指示部74将处理移至步骤S502。
[0160]由此,在电力转换部3停止中，当未操作操作部5时,通知部6能依次通过倒计时方式、显示可确保电力转换部3的可靠性的能够再次开始运转时刻前的剩余时间。因此，用户参考该倒计时方式的显示，在能对变压部2进行热保护的适当时刻使电力转换部3再次开始运转。
[0161]另外，当规定部位的温度达到能够再次开始运转温度84时，指示部74也可以向电力转换部3自动输出再次开始运转的指示。另外，例如当电力转换装置I是使多台电动机M依次启动的结构时，在规定部位的温度达到能够再次开始运转温度84的时刻，指示部74也可以切换依次启动对象的电动机M，使电力转换部3启动而使下个电动机M启动。
[0162]另外，在步骤S506中，指示部74判定操作部5的操作是否为电力转换部3运转开始操作。然后，当指示部74判定为是运转开始操作时(步骤S506，是)，对计时部70进行结束计时指示(步骤S507)而结束处理。
[0163]由此，计时部70结束对运转停止经过时间的计时且使计时时间归零。之后，指示部74从图7所示的步骤S401开始进行处理。
[0164]另外，在步骤S506中，当指示部74判定为操作部5的操作不是电力转换部3运转开始操作时(步骤S506，否)，进行对应于操作部5的操作的指示(步骤S508)并将处理移至步骤S502。另外，由于步骤S508中的处理与图5所示的步骤S210的处理相同，在此省略其说明。
[0165]如上所述，在电力转换装置I中，通过存储部8来存储表示预先所测定的变压部2的规定部位的温度、电力转换部3的持续运转时间与由电流检测部71检测出的电流值的对应关系的运转中信息80。
[0166]然后，在电力转换装置I中，根据由电流检测部71检测出的电流值和运转中信息80，通过温度预测部72预测任意持续运转时间的规定部位的温度。另外，在电力转换装置I中，根据所预测到的任意持续运转时间的规定部位的温度，由指示部74输出关于变压部2的热保护的规定指示。
[0167]因此，采用电力转换装置1，即使变压部2的变压器的容量小于电力转换部3的电力转换器的最大容量时，也能对变压部2进行热保护。
[0168]另外，在采用电流检测部71检测在电力转换部3与变压部2之间流动的交流电流的电流值，或检测在电源E与变压部2之间流动的交流电流的电流值的结构时，同样能由电力转换装置I对变压部2进行热保护。
[0169]另外，上述的实施方式中的公式(I)和公式(2)仅为运转中信息80的一例，公式
(3)仅为停止中信息81的一例。即，只要运转中信息80为能够再现图3A所示的规定部位的温度变化的近似函数，可以为任意的算式，只要停止中信息81为能够再现图3B所示的规定部位的温度变化的近似函数，可以为任意的算式。
[0170]对于本领域的技术人员而言，还可以得出进一步的效果以及其他变形例。因而，本发明的范围并不限于上面详细说明的特定的、具有代表性的实施方式。所以在不脱离权利要求书及其等同物所定义的发明的总括性精神或者范围内，可以进行各种变更。
[0171]附图标记说明
[0172]1:电力转换装置
[0173]2:变压部
[0174]3:电力转换部
[0175]4:冷却部
[0176]5:操作部
[0177]6:通知部
[0178]7:控制部
[0179]70:计时部
[0180]71:电流检测部
[0181]72:温度预测部
[0182]73:时间预测部
[0183]74:指示部
[0184]8:存储部
[0185]9:周围温度检测部
[0186]E:电源
[0187]M:电动机
【权利要求】
1.一种电力转换装置，其特征在于，具有: 变压部，其对来自电源的供电进行变压； 电力转换部，其将由所述变压部变压的电力转换为规定的交流电压而输出至负载； 电流检测部，其检测出对应于所述负载而流动的交流电流的电流值； 计时部，其对所述电力转换部的持续运转时间进行计时； 存储部，其用于存储表示预先测定的所述变压部中规定部位的温度、所述持续运转时间与所述电流值的对应关系的运转中信息； 温度预测部，其根据由所述电流检测部检测出的所述电流值和所述运转中信息，预测任意所述持续运转时间中所述规定部位的温度；以及 指示部，其根据由所述温度预测部预测的任意所述持续运转时间中所述规定部位的温度，输出关于所述变压部的热保护的规定指示。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于， 还具有时间预测部，其根据由所述温度预测部预测的所述规定部位的温度、所述设定温度与所述运转中信息，预测所述规定部位的温度达到与所述变压部的额定温度对应的设定温度所需的时间， 所述存储部用于存储所述时间预测部在进行时间预测时所使用的所述设定温度。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于， 所述计时部对所述电力转换部从停止运转起的运转停止经过时间进行计时， 所述存储部用于存储表示预先测定的所述变压部中所述规定部位的温度、所述运转停止经过时间与所述电流值的对应关系的停止中信息， 所述温度预测部根据由所述电流检测部检测出的所述电流值和所述停止中信息，预测任意所述运转停止经过时间中所述规定部位的温度， 所述指示部根据由所述温度预测部预测的任意所述运转停止经过时间中所述规定部位的温度，输出关于所述电力转换部的再次开始运转的规定指示。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于， 所述存储部用于存储关于所述电力转换部运转中的所述变压部的温度上升的运转中热时间常数，和关于所述电力转换部停止中的所述变压部的温度下降的停止中热时间常数， 所述温度预测部根据所述运转中热时间常数预测任意所述持续运转时间中所述规定部位的温度，并根据所述停止中热时间常数预测任意所述运转停止经过时间中所述规定部位的温度。
5.根据权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于， 作为所述停止中热时间常数，所述存储部用于存储关于通过冷却风扇冷却所述变压部时所述变压部的温度下降的第一停止中热时间常数，和关于未通过冷却风扇冷却所述变压部时所述变压部的温度下降的第二停止中热时间常数， 所述温度预测部根据所述第一停止中热时间常数与所述第二停止中热时间常数中，对应于有无所述冷却风扇来冷却所述变压部的一个停止中热时间常数，预测任意所述运转停止经过时间中所述规定部位的温度。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的电力转换装置，其特征在于， 所述电流检测部用于检测在所述负载与所述电力转换部之间流动的交流电流的电流值。
7.根据权利要求1?5中任一项所述的电力转换装置，其特征在于， 所述电流检测部用于检测在所述电力转换部与所述变压部之间流动的交流电流的电流值。
8.根据权利要求1?5中任一项所述的电力转换装置，其特征在于， 所述电流检测部用于检测在所述电源与所述变压部之间流动的交流电流的电流值。
9.一种变压部的保护方法，其特征在于，包含以下工序: 通过变压部对来自电源的供电进行变压的工序； 将由所述变压部变压的电力通过电力转换部转换为规定的交流电压而输出至负载的工序； 通过电流检测部检测出对应于所述负载而流动的交流电流的电流值的工序； 通过计时部对所述电力转换部的持续运转时间进行计时的工序； 通过存储部来存储表示预先测定的所述变压部中规定部位的温度、所述持续运转时间与所述电流值的对应关系的运转中信息的工序； 通过温度预测部根据由所述电流检测部检测出的所述电流值与所述运转中信息，预测任意所述持续运转时间中所述规定部位的温度的工序；以及 通过指示部根据由所述温度预测部预测的任意所述持续运转时间中所述规定部位的温度，输出关于所述变压部的热保护的规定指示的工序。
【文档编号】H02P27/06GK104170243SQ201280071327
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2012年3月19日 优先权日:2012年3月19日
【发明者】户内正弘 申请人:株式会社安川电机