特許 6571191 遮断制御方法、及びそれを用いた電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6571191

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】遮断制御方法、及びそれを用いた電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 33/59 20060101AFI20190826BHJP

   H02P 29/024 20160101ALI20190826BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20190826BHJP

   H02B 3/00 20060101ALI20190826BHJP

   H02B 1/38 20060101ALI20190826BHJP

【ＦＩ】

   H01H33/59 M

   H02P29/024

   H02M7/48 M

   H02M7/48 F

   H02B3/00 N

   H02B1/38 C

【請求項の数】12

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-529192(P2017-529192)

(86)(22)【出願日】2015年7月17日

(86)【国際出願番号】JP2015070612

(87)【国際公開番号】WO2017013722

(87)【国際公開日】20170126

【審査請求日】2018年1月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】荒尾 祐介

(72)【発明者】

【氏名】江島 伸悟

【審査官】 関 信之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１５３４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５６０６６５１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１４−０８７１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０１４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１４７２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３４８１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ３３／５９

Ｈ０２Ｂ １／３８

Ｈ０２Ｂ ３／００

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つの信号の遷移状態により装置の遮断状態を決定する遮断制御方法であって、
前記２つの信号が予め定めた遮断状態に該当する場合に、前記装置に遮断信号を出力する第１のステップと、
前記２つの信号の状態の両方が予め定めた遮断状態となった後に前記２つの信号の両方を予め定めた遮断解除状態とする第２のステップと、
前記装置の遮断状態を解除して、リセット処理をすることなく前記装置を起動する第３のステップを備え、
前記第１のステップは、前記２つの信号の一方だけが予め定めた遮断状態で、他方が予め定めた遮断解除状態である状態が所定時間以上経過した場合に、予め定めた異常状態と判断し、前記装置に警告情報を出力することを特徴とする遮断制御方法。

【請求項2】

請求項１に記載の遮断制御方法であって、
前記第１のステップは、前記所定時間を複数設け、前記経過した時間が長くなる毎に、該経過した時間に応じて複数の警告信号を前記装置に出力することを特徴とする遮断制御方法。

【請求項3】

２つの信号の遷移状態により装置の遮断状態を決定する遮断制御方法であって、
前記２つの信号が予め定めた遮断状態に該当する場合に、前記装置に遮断信号を出力する第１のステップと、
前記２つの信号の状態の両方が予め定めた遮断状態となった後に前記２つの信号の両方を予め定めた遮断解除状態とする第２のステップと、
前記装置の遮断状態を解除して、リセット処理をすることなく前記装置を起動する第３のステップを備え、
前記第１のステップは、前記２つの信号の一方が予め定めた遮断状態で、他方が予め定めた遮断解除状態である状態から、前記２つの信号の両方が予め定めた遮断解除状態に遷移した場合に、予め定めた異常状態と判断し、前記装置に警告情報を出力することを特徴とする遮断制御方法。

【請求項4】

２つの信号の遷移状態により装置の遮断状態を決定する遮断制御方法であって、
前記２つの信号が予め定めた遮断状態に該当する場合に、前記装置に遮断信号を出力する第１のステップと、
前記２つの信号の状態の両方が予め定めた遮断状態となった後に前記２つの信号の両方を予め定めた遮断解除状態とする第２のステップと、
前記装置の遮断状態を解除して、リセット処理をすることなく前記装置を起動する第３のステップを備え、
前記第１のステップから第２のステップに遷移する間において、前記２つの信号の両方が、予め定めた遮断状態である場合に、当該装置に警告情報を出力することを特徴とする遮断制御方法。

【請求項5】

２つの信号の遷移状態により装置の遮断状態を決定する遮断制御方法であって、
前記２つの信号が予め定めた遮断状態に該当する場合に、前記装置に遮断信号を出力する第１のステップと、
前記２つの信号の状態の両方が予め定めた遮断状態となった後に前記２つの信号の両方を予め定めた遮断解除状態とする第２のステップと、
前記装置の遮断状態を解除して、リセット処理をすることなく前記装置を起動する第３のステップを備え、
前記第２のステップは、前記２つの信号の両方が予め定めた遮断状態であって、予め定めた時間内に、予め定めた遮断解除状態になった場合に、前記第３のステップに遷移することを特徴とする遮断制御方法。

【請求項6】

２つの信号の遷移状態により装置の遮断状態を決定する遮断制御方法であって、
前記２つの信号が予め定めた遮断状態に該当する場合に、前記装置に遮断信号を出力する第１のステップと、
前記２つの信号の状態の両方が予め定めた遮断状態となった後に前記２つの信号の両方を予め定めた遮断解除状態とする第２のステップと、
前記装置の遮断状態を解除して、リセット処理をすることなく前記装置を起動する第３のステップを備え、
前記第２のステップは、前記２つの信号の両方が予め定めた遮断状態から、どちらか一方が、予め定めた遮断解除状態になった状態で、予め定めた時間を経過した場合に、予め定めた異常状態と判断し、当該装置に警告情報を出力することを特徴とする遮断制御方法。

【請求項7】

請求項６に記載の遮断制御方法であって、
前記第２のステップは、所定時間を複数設け、経過時間が長くなる毎に、複数の警告信号を前記装置に出力することを特徴とする遮断制御方法。

【請求項8】

請求項６に記載の遮断制御方法であって、
前記第２のステップは、前記予め定めた時間を経過した場合に、再度第２のステップである、前記２つの信号の状態の両方が予め定めた遮断状態とした後に前記２つの信号の両方を予め定めた遮断解除状態とする動作をしなければ遮断状態を継続させることを特徴とする遮断制御方法。

【請求項9】

２つの信号の遷移状態により装置の遮断状態を決定する遮断制御方法であって、
前記２つの信号が予め定めた遮断状態に該当する場合に、前記装置に遮断信号を出力する第１のステップと、
前記２つの信号の状態の両方が予め定めた遮断状態となった後に前記２つの信号の両方を予め定めた遮断解除状態とする第２のステップと、
前記装置の遮断状態を解除して、リセット処理をすることなく前記装置を起動する第３のステップを備え、
前記第３のステップは、前記２つの信号が予め定めた遮断状態から予め定めた遮断解除状態になった場合、前記２つの信号の内、２番目に遮断解除状態となった信号をトリガとして、前記装置の起動を許可することを特徴とする遮断制御方法。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか1項に記載の遮断制御方法を搭載した電力変換装置であって、
交流電源の交流電圧を直流電圧に変換する直流変換部と、
前記直流電圧を平滑化する直流平滑部と、
ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部と、
前記平滑化された直流電圧を前記ＰＷＭ信号を用いて交流電圧に変換し出力する交流変換部と、
前記ＰＷＭ生成部から前記交流変換部へ出力される前記ＰＷＭ信号を遮断するＰＷＭ遮断部を有し、
前記装置は電力変換装置であり、
前記２つの信号は遮断指令信号であり、
前記遮断信号により前記ＰＷＭ生成部から前記交流変換部へ出力される前記ＰＷＭ信号を遮断することを特徴とする電力変換装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の電力変換装置であって、
さらに、外部に警告を表示出力する表示出力部を有し、前記各ステップにおける警告表示の有無を選択することで、警告情報を選択的に表示させることを特徴とする電力変換装置。

【請求項12】

電力変換装置であって、
交流電源の交流電圧を直流電圧に変換する直流変換部と、
前記直流電圧を平滑化する直流平滑部と、
ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部と、
前記平滑化された直流電圧を前記ＰＷＭ信号を用いて交流電圧に変換し出力する交流変換部と、
外部からの遮断指令信号を入力する第１、第２の信号入力部と、
前記ＰＷＭ生成部から前記交流変換部へ出力される前記ＰＷＭ信号を、それぞれの系統で通過または遮断する第１、第２のＰＷＭ遮断部と、
前記第１、第２の信号入力部からの２つの遮断指令信号の状態を診断して前記第１、第２のＰＷＭ遮断部に遮断指令を出力する診断部を有し、
前記診断部は、前記２つの遮断指令信号が予め定めた遮断状態に該当する場合に、前記第１、第２のＰＷＭ遮断部に遮断信号を出力し、前記２つの遮断指令信号の状態の両方が予め定めた遮断状態となった後に前記２つの遮断指令信号の両方を予め定めた遮断解除状態とし、前記第１、第２のＰＷＭ遮断部の遮断状態を解除して、リセット処理をすることなく前記第１、第２のＰＷＭ遮断部を起動することを特徴とする電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、装置の遮断制御方法に係り、特に装置の安全機能を図るインターロックに関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特開平１１−２３４８１６号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、「扉の全閉時にのみオフとなるドアスイッチ１５を埋込み遮断器１１のシャントトリップコイル１２に接続し、運転中に扉を開けるとドアスイッチ１５がオンして埋込み遮断器１１をトリップさせる。このドアスイッチ１５に直列にキャンセルスイッチ３０を接続すれば、これの開閉に対応してドアスイッチ１５の作用のキャンセルが可能になる。また、扉の全閉時にのみオンとなるドアスイッチ２５を埋込み遮断器２１の不足電圧トリップコイル２２に接続し、運転中に扉を開けるとドアスイッチ２５がオフして埋込み遮断器２１をトリップさせる。このドアイッチ２５に並列にキャンセルスイッチ４０を接続すれば、これの開閉に対応してドアスイッチ２５の作用のキャンセルが可能になる。」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−２３４８１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記特許文献１には、配電盤の電気式ドアインターロック回路は、扉が全閉であるか否かを検出するドアスイッチと、扉が全閉状態以外ならばドアスイッチからの信号で電源開閉機器をトリップさせるトリップ回路と、前記ドアスイッチの作用を無効にするキャンセルスイッチとを備える仕組みが記載されている。

【0005】

特許文献１の仕組みでは、インターロックの解除にキャンセルスイッチを別に備える必要があり、正常に扉の開閉が行われているにもかかわらず、扉を閉めるたびにキャンセルを押さなければならない煩雑な作業が発生してしまう。また、特許文献１の仕組みでは、インターロックの故障時の動作について論じられておらず、また、２重にインターロック回路を組んだ場合が考慮されておらず、その課題点およびその解決策は示されていない。

【0006】

本発明は、インターロック制御において、異常操作時に、安全なインターロックを行い、作業者に警告を与えるような仕組みを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、例えば請求の範囲に記載の構成を採用する。 本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、２つの信号の遷移状態により装置の遮断状態を決定する遮断制御方法であって、２つの信号が予め定めた遮断状態に該当する場合に、前記装置に遮断信号を出力する第１のステップと、２つの信号の状態の両方が予め定めた遮断状態となった後に２つの信号の両方を予め定めた遮断解除状態とする第２のステップと、装置の遮断状態を解除して、リセット処理をすることなく装置を起動する第３のステップとを備える構成とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、インターロック機能が正常に動作している時に煩雑な作業を行わず、異常時にインターロックを行い、警告を与えることができる装置の遮断制御方法、及びそれを用いた電力変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１における電力変換装置を用いたシステム構成図である。

【図2】実施例１における診断部の全体動作フローチャートである。

【図3】図２における遮断信号入力ステップの詳細フローチャートである。

【図4】図２における遮断信号入力ステップの詳細フローチャートの続きである。

【図5】図２における遮断信号入力ステップの詳細フローチャートの続きである。

【図6】図２における解除動作ステップの詳細フローチャートである。

【図7】図２における解除動作ステップの詳細フローチャートの続きである。

【図8】実施例１における電力変換装置の各種設定を入力する操作部での機能設定画面を示した図である。

【図9】実施例２における電力変換装置と制御装置を用いたシステム構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施例を図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0011】

本実施例は、電力変換装置において、交流変換部が交流電動機に与える電力を遮断する遮断部を有し、この遮断制御に関するインターロック機能の例について説明する。なお、インターロックとは装置の安全機能を図るために遮断状態を保持することを言う。

【0012】

図１は、本実施例における電力変換装置１００と、三相交流電源１０１、交流電動機１０５のシステム構成図である。図１において、電力変換装置１００は、直流変換部１０２、直流平滑部１０３、交流変換部１０４、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２、ＰＷＭ遮断部（１）１２１、ＰＷＭ遮断部（２）１２２、ＰＷＭ生成部１３１、診断部１３２、表示出力部１３３を有する。

【0013】

図１において、三相交流電源１０１は、例えば電力会社から供給される三相交流電圧や発電機から供給される交流電圧であり、直流変換部１０２に出力する。

【0014】

直流変換部１０２は、例えばダイオードで構成された直流変換回路やＩＧＢＴとフライホイールダイオードを用いた直流変換回路で構成され、三相交流電源１０１から入力された交流電圧を、直流電圧に変換し、直流平滑部１０３に出力する。図１では、ダイオードで構成された直流変換部を示している。

【0015】

直流平滑部１０３は、平滑コンデンサであり、直流変換部１０２から入力された直流電圧を平滑化し、交流変換部１０４に直流電圧を出力する。例えば発電機の出力が直流電圧の場合、直流平滑部１０３は、直流変換部１０２を介さず、直接発電機から直流電圧を入力されても構わない。

【0016】

交流変換部１０４は、例えばＩＧＢＴとフライホイールダイオードを用いた交流変換回路で構成され、直流平滑部１０３の直流電圧と、ＰＷＭ生成部１３１のＰＷＭ指令を入力とし、直流電圧を交流電圧に変換し、交流電動機１０５に出力する。

【0017】

信号入力部（１−１）１１１および信号入力部（１−２）１１２は、外部からの遮断指令信号を入力とし、それぞれ対応するＰＷＭ遮断部（１）およびＰＷＭ遮断部（２）に遮断指令を出力する。なお、信号入力部（１−１）１１１および信号入力部（１−２）１１２はお互いに同じ機構を持った入力部である必要はなく、ＰＷＭ遮断部に信号を伝えられるのであれば、一般的なＩ／Ｏであっても、通信を行うポートであっても良い。

【0018】

ＰＷＭ遮断部（１）１２１およびＰＷＭ遮断部（２）１２２は、接続された信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２、診断部１３２の遮断指令を入力とし、ＰＷＭ生成部１３１から交流変換部１０４へ出力されるＰＷＭ信号を、それぞれの系統においてＰＷＭ信号を通過させるか、遮断させるかを判断し、ＰＷＭ遮断を行う。なお、ＰＷＭ遮断部（１）１２１およびＰＷＭ遮断部（２）１２２は、同じ機構を持った遮断部である必要はなく、交流変換部１０４が交流電動機１０５に回転する電力を与えることができなければ良い。例えば、ＰＷＭ遮断部（１）１２１が一部のＰＷＭ信号を遮断し、ＰＷＭ遮断部（２）１２２が残りのＰＷＭ信号を遮断しても良い。

【0019】

ＰＷＭ生成部１３１は、交流電動機１０５を駆動させるための、ＰＷＭ信号であるＰＷＭパルスを生成し、ＰＷＭ遮断部（１）１２１およびＰＷＭ遮断部（２）１２２を通して、交流変換部１０４にＰＷＭ指令を与える。

【0020】

診断部１３２は、信号入力部（１−１）１１１および信号入力部（１−２）１１２が、予め定められたＰＷＭ遮断状態かどうかを判定、診断し、その状態に応じてＰＷＭ遮断部（１）１２１およびＰＷＭ遮断部（２）１２２に遮断保持指令を送る。診断部１３２は、ＰＷＭ遮断を継続させ、表示出力部１３３に状態を知らせるために診断結果を出力する。診断部１３２は、例えば、定周期タスク内で処理され、通信によるデータやＨｉｇｈ/Ｌｏｗとして取り込んだ信号レベルを使用する。なお、Ｈｉｇｈ/Ｌｏｗとして取り込んだ信号レベルは、複数回取得して信号レベルを確定させることにより、ノイズによる誤動作を防いでも良い。

【0021】

表示出力部１３３は、診断部１３２の診断結果を入力とし、診断結果に応じた表示を表示する、または、診断結果に応じた出力信号として外部に出力する。なお、表示出力部１３３は、外部ＰＣや他の機器で構成しても良い。

【0022】

また、図には示していないが、電力変換装置１００は、各種設定を入力する操作部を有しており、表示出力部１３３がタッチ入力式表示パネルであって、その操作部を兼ねていても良い。

【0023】

図２は、本実施例における診断部１３２の全体動作フローチャートである。 図２において、診断部１３２は、第１ステップ（Ｓ３０１）として、信号入力部（１−１）１１１および信号入力部（１−２）１１２の２つの遮断信号を入力する遮断信号入力ステップを実行する。診断部１３２は、２つの遮断信号の遮断状態を監視する。ステップ（Ｓ３０２）で、２つの遮断信号がどちらも遮断状態となったことを示す解除動作フラグを確認し、２つの遮断信号がどちらも遮断状態となったことを確認後（解除動作フラグがONの場合）、第２のステップ（Ｓ３０３）である解除動作ステップに進む。

【0024】

診断部１３２は、２つの遮断信号がどちらも遮断状態にならない場合は、第２ステップには進まず、遮断状態を保持するようＰＷＭ遮断部（１）１２１およびＰＷＭ遮断部（２）１２２に指令する。

【0025】

ステップ（Ｓ３０４）では、後述する遮断信号入力ステップ（Ｓ３０１）に戻すための遮断信号入力フラグがONでないことを確認して、次のステップ（Ｓ３０５）に進む。

【0026】

ステップ（Ｓ３０５）では、後述する遮断信号解除ステップ（Ｓ３０６）に進むための遮断信号解除フラグがONであることを確認して、次のステップ（Ｓ３０６）に進む。

【0027】

ステップ（Ｓ３０６）は、第３のステップである遮断信号解除ステップであって、診断部１３２は、外部のリセット動作を必要とせずに、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２の両方が、解除状態となったタイミングで、ＰＷＭ遮断部（１）１２１およびＰＷＭ遮断部（２）１２２への遮断指令を解除する。

【0028】

以上のように、図２の処理フローは、２つの遮断信号の遷移状態により装置の遮断状態を決定する遮断制御方法であって、２つの遮断信号が予め定めた遮断状態に該当する場合に、装置に遮断信号を出力する第１のステップと、２つの遮断信号の状態の両方が予め定めた遮断状態となった後に２つの遮断信号の両方を予め定めた遮断解除状態とする第２のステップと、装置の遮断状態を解除して、リセット処理をすることなく装置を起動する第３のステップと、を備える。

【0029】

図３は、図２における遮断信号入力ステップ（Ｓ３０１）の詳細フローチャートである。具体的には、遮断信号入力ステップ（Ｓ３０１）において、主に、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２のいずれか一方が遮断入力状態である場合の動作を示したフローチャートである。

【0030】

図３において、診断部１３２は、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２のいずれか一方が遮断状態であるかどうかを判断する（Ｓ４０１）。入力信号部の２入力が、いずれも遮断状態あるいは解除状態の場合、片側入力が遮断状態である経過時間をカウントするカウンタ値をクリアする（Ｓ４０２）。

【0031】

診断部１３２は、予め定めた状態として片側いずれかの１入力が遮断状態である場合、片側１入力が遮断状態である経過時間をカウントし（Ｓ４０３）、入力異常と判断する予め決めておいた値に対し、カウントがオーバーフローしているか判断する（Ｓ４０４）。

【0032】

オーバーフローしていなければ、遮断信号が入力されているとして、診断部１３２は、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２の遮断状態に応じて、表示出力部１３３に警告状態１を出力する（４０４）。例えば、表示出力部１３３は、信号入力部（１−１）１１１だけが遮断状態であった場合、信号入力部（１−２）１１２に異常があると判断し、“Ｓｔａｔｕｓ １−２”と表示する。また、信号入力部（１−２）１１２だけが遮断状態であった場合は信号入力部（１−１）１１１に異常があると判断し“Ｓｔａｔｕｓ １−１”と表示する。また、表示出力部１３３は、予め選択的に表示の有無を設定しておき、表示出力部１３３に警告状態１表示を出すかどうかを選択しても良いし、片側入力である状態であることを“Ｓｔａｔｕｓ １”として表示させても良い。

【0033】

オーバーフローしていたならば、単にいずれかの１入力の遮断状態が遅れていたのではなく異常があると判断し、表示出力部１３３に警告状態２を出力する（Ｓ４０６）。例えば、表示出力部１３３は、信号入力部（１−１）１１１だけが遮断状態であった場合、信号入力部（１−２）１１２に異常があると判断し、“Ｓｔａｔｕｓ ２−２”と表示する。また、信号入力部（１−２）１１２だけが遮断状態であった場合は信号入力部（１−１）１１１に異常があると判断し“Ｓｔａｔｕｓ ２−１”と表示する。また、表示出力部１３３は、予め選択的に表示の有無を設定しておき、表示出力部１３３に警告状態２表示を出すかどうかを選択しても良いし、片側入力である状態であることを“Ｓｔａｔｕｓ ２”として表示させても良い。

【0034】

また、診断部１３２は、例えば、警告状態１の時に、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２の信号がいずれも解除状態になった場合、正常時間内に解除されたと判断し、遮断継続を解除しても良い。

【0035】

以上のように、図３の処理フローは、２つの遮断信号の一方だけが予め定めた遮断状態で、他方が予め定めた遮断解除状態である状態が所定時間以上経過した場合に、予め定めた異常状態と判断し、装置に警告情報を出力する。

【0036】

また、所定時間を複数設け、経過時間が長くなる毎に、経過時間に応じて複数の警告信号を装置に出力するようにしても良い。

【0037】

図４は、図３の続きであって、主に、遮断信号入力ステップ（Ｓ３０１）において、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２のいずれか一方が遮断入力状態となった後、図３の４０４におけるオーバーフローが起きる前に、両信号が解除状態になった場合の動作を示したフローチャートである。

【0038】

図４において、診断部１３２は、例えば定周期タスクによって処理され、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２のいずれか一方が、前の周期で遮断状態であったかどうかを判断し（Ｓ５０１）、前の周期でいずれか一方が遮断状態であったのであれば、現在両信号が解除状態になっているかどうかを判断し（Ｓ５０２）、両信号が解除状態になっている、すなわち、２つある入力信号の内、片側の信号だけが遮断し、その後遮断解除となったことを、もう一方に異常があると判断し表示出力部１３３に警告状態３を出力する。例えば、表示出力部１３３は、信号入力部（１−１）１１１だけが遮断状態後解除状態になった場合、信号入力部（１−２）１１２に異常があると判断し、“Ｓｔａｔｕｓ ３−２”と表示する。また、信号入力部（１−２）１１２だけが遮断状態後解除状態になった場合は信号入力部（１−１）１１１に異常があると判断し“Ｓｔａｔｕｓ ３−１”と表示する。また、表示出力部１３３は、予め選択的に表示の有無を設定しておき、表示出力部１３３に警告状態３表示を出すかどうかを選択しても良いし、片側入力である状態であることを“Ｓｔａｔｕｓ ３”として表示させても良い。

【0039】

診断部１３２は、警告状態３になった場合、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２が解除状態であっても、遮断状態を保持するようＰＷＭ遮断部（１）１２１およびＰＷＭ遮断部（２）１２２に指令する。診断部１３２は、警告状態３になった場合、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２の両方に遮断指令を送っても良い。

【0040】

図４の変形例として、診断部１３２は、例えば、警告状態１の状態で、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２の信号がいずれも解除状態になった場合、正常時間内に解除されたと判断し、遮断継続を解除し、警告状態２の状態の時のみ、警告状態３に移行するよう処理しても良い。

【0041】

以上のように、図４の処理フローは、２つの遮断信号の一方が予め定めた遮断状態で、他方が予め定めた遮断解除状態である状態から、２つの遮断信号の両方が予め定めた遮断解除状態に遷移した場合に、予め定めた異常状態と判断し、装置に警告情報を出力する。

【0042】

図５は、図４の続きであって、主に、遮断信号入力ステップから解除動作ステップに移る際の動作を示したフローチャートである。

【0043】

図５において、診断部１３２は、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２の両方が、遮断状態かどうかを判断し（Ｓ６０１）、両方とも遮断状態であれば、どちらも遮断状態となったことを示す解除動作フラグをＯＮとする（Ｓ６０２）。

【0044】

次に、ステップ（Ｓ６０３）で、診断部１３２は、両信号が遮断状態である場合、その旨の示す警告状態４を表示出力部１３３に出力する。例えば、表示出力部１３３は、両信号が遮断状態になった場合、“Ｓｔａｔｕｓ ４”と表示する。また、表示出力部１３３は、予め選択的に表示の有無を設定しておき、表示出力部１３３に警告状態４表示を出すかどうかを選択しても良い。

【0045】

以上のように、図５の処理フローは、第１のステップから第２のステップに遷移する間において、２つの遮断信号の両方が、予め定めた遮断状態である場合に、当該装置に警告情報を出力する。

【0046】

図６は、図２における遮断解除動作ステップ（Ｓ３０３）の詳細フローチャートである。具体的には、遮断解除動作ステップ（Ｓ３０３）において、主に、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２のいずれか一方が遮断入力状態である場合の動作を示したフローチャートである。

【0047】

図６において、診断部１３２は、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２のいずれか一方が遮断状態であるかどうかを判断する（Ｓ７０１）。入力信号部の２入力が、いずれも遮断状態あるいは解除状態の場合、片側入力が遮断状態である経過時間をカウントするカウンタ値をクリアする（Ｓ７０２）。

【0048】

いずれか一方が遮断状態である場合は、ステップ（Ｓ７０３）で、片側１入力が遮断状態である経過時間をカウントし、入力異常と判断する予め決めておいた値に対し、カウントがオーバーフローしているかを判断する。（Ｓ７０４）。オーバーフローしていなければ、診断部１３２は、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２の遮断状態に応じて、表示出力部１３３に警告状態５を出力する（Ｓ７０５）。この警告は、両方遮断の状態から、片方のみが遮断状態、すなわち片方が解除状態に変化したのであるから、異常としてその内容を警告するものである。例えば、表示出力部１３３は、信号入力部（１−１）１１１だけが遮断状態であった場合、信号入力部（１−２）１１２に異常があると判断し、“Ｓｔａｔｕｓ ５−２”と表示する。また、信号入力部（１−２）１１２だけが遮断状態であった場合は信号入力部（１−１）１１１に異常があると判断し“Ｓｔａｔｕｓ ５−１”と表示する。また、表示出力部１３３は、予め選択的に表示の有無を設定しておき、表示出力部１３３に警告状態１表示を出すかどうかを選択しても良いし、片側入力である状態であることを“Ｓｔａｔｕｓ ５”として表示させても良い。

【0049】

オーバーフローしたならば、異常があると判断し表示出力部１３３に警告状態６を出力する（Ｓ７０６）。この警告は、両方遮断の状態から、片方のみが遮断状態、すなわち片方が解除状態に変化した期間が所定時間継続したのであるから、異常としてその内容を警告するものである。例えば、表示出力部１３３は、信号入力部（１−１）１１１だけが遮断状態であった場合、信号入力部（１−２）１１２に異常があると判断し、“Ｓｔａｔｕｓ ６−２”と表示する。また、信号入力部（１−２）１１２だけが遮断状態であった場合は信号入力部（１−１）１１１に異常があると判断し“Ｓｔａｔｕｓ ６−１”と表示する。また、表示出力部１３３は、予め選択的に表示の有無を設定しておき、表示出力部１３３に警告状態６表示を出すかどうかを選択しても良いし、片側入力である状態であることを“Ｓｔａｔｕｓ ６”として表示させても良い。診断部１３２は、警告状態６になった場合、同じ信号状態である警告状態２に移行しても良い。

【0050】

診断部１３２は、警告状態６となった場合、遮断信号入力ステップに戻し、遮断状態を解除するには、両信号が一旦解除状態になることが必要となる。そのため、ステップ（Ｓ７０７）で、遮断信号入力ステップ（Ｓ３０１）に戻すための遮断信号入力フラグをONとする。

【0051】

以上のように、図６の処理フローは、２つの遮断信号の両方が予め定めた遮断状態から、どちらか一方が、予め定めた遮断解除状態になった状態で、予め定めた時間を経過した場合に、予め定めた異常状態と判断し、当該装置に警告情報を出力する。

【0052】

また、所定時間を複数設け、経過時間が長くなる毎に、複数の警告信号を装置に出力するようにしても良い。

【0053】

また、予め定めた時間を経過した場合に、再度第２のステップである、２つの遮断信号の状態の両方が予め定めた遮断状態とした後に２つの遮断信号の両方を予め定めた遮断解除状態とする動作をしなければ遮断状態を継続させるように、遮断信号入力フラグをONとする。

【0054】

図７は、図６の続きであって、遮断解除動作ステップ（Ｓ３０３）において、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２の両方が遮断解除となったかどうかを判定し（Ｓ８０１）、両方解除状態となった場合、次の遮断信号解除ステップ（Ｓ３０６）に進むための遮断信号解除フラグをＯＮにセットする（Ｓ８０２）。

【0055】

以上のように、図７の処理フローは、２つの遮断信号が予め定めた遮断状態から予め定めた遮断解除状態になった場合、２つの遮断信号が解除状態となったタイミング、すなわち、２つの遮断信号の内、２番目に遮断解除状態となった信号をトリガとして、装置の起動を許可する。

【0056】

また、以上のように、図６、７の処理フローは、２つの遮断信号の両方が予め定めた遮断状態であって、予め定めた時間内に、予め定めた遮断解除状態になった場合に、第３のステップに遷移する。

【0057】

なお、図２に示した遮断信号解除ステップ（Ｓ３０６）は、外部のリセット動作を必要とせずに、信号入力部（１−１）１１１、信号入力部（１−２）１１２の両方が、解除状態となったタイミングで、ＰＷＭ遮断部（１）１２１およびＰＷＭ遮断部（２）１２２への遮断指令を解除するが、上記、いずれかの警告状態であった場合、少なくともＰＷＭ遮断部（１）１２１、ＰＷＭ遮断部（２）１２２のいずれか一方または両方へ遮断指令を送る。

【0058】

図８は、本実施例における電力変換装置の各種設定を入力する操作部での機能設定画面を示した図である。例えば、操作部は、タッチ入力式表示パネルであって、入力設定可能であっても良い。図８において、本実施例では、機能安全に関する機能設定画面として、設定項目入力画面と、その設定値入力画面を有する。設定項目としては、図３や図６で説明した片側の入力が遮断状態である経過時間がオーバーフローと判断するまでの時間設定値である切替許容時間や、図３から図６で説明した警告状態１〜６の動作選択を設定する警告動作選択がある。例えば、その設定値は、図８に示したように、切替許容時間の場合は、0.5秒と設定する。また、警告動作選択においては、警告と設定すると、リセット不要で警告状態の条件が解除されたら解除される選択、エラーと設定するとリセットに必要な状態に遷移する選択、なしの設定は警告状態を表示しないで遷移する選択である。なお、これらの入力はプルダウンにより選択するようになっていても良い。また、これらの入力はユーザが設定するが、予めデフォルトで設定されていても良い。

【0059】

以上により、２重のインターロック機能が正常に動作している時に煩雑な作業を行わず、異常時にインターロックを行い、警告を与えることができる装置の遮断制御方法、及びそれを用いた電力変換装置を提供することができる。

【実施例2】

【0060】

本実施例では、電力変換装置に接続した制御装置の例を説明する。本実施例は実施例１の変形例であって、実施例１と共通する部分については同様の符号を用いて説明し、異なる部分について詳細に説明する。

【0061】

本実施例の構成は、実施例１にて説明した図１の電力変換装置１００に、制御装置２００を接続したものであり、表示出力部１３３の動作が実施例１と異なる。

【0062】

図９は、本実施例における、電力変換装置１００と制御装置２００と交流電動機１０５のシステム構成図である。図９において、制御装置２００は、信号入力部（２−１）２１１、信号入力部（２−２）２１２、信号出力部（１）２２１、信号出力部（２）２２２、外部診断部２３２、外部表示出力部２３３、を有する。

【0063】

信号入力部（２−１）２１１および信号入力部（２−２）２１２は、外部からの遮断指令信号を入力とし、それぞれ対応する信号出力部（１）２２１および信号出力部（２）２２２に遮断指令を出力する。なお、信号入力部（２−１）２１１および信号入力部（２−２）２１２はお互いに同じ機構を持った入力部である必要はなく、ＰＷＭ遮断部に信号を伝えられるのであれば、一般的なＩ／Ｏであっても、通信を行うポートであっても良い。

【0064】

信号出力部（１）２２１および信号出力部（２）２２２は、それぞれ接続された信号入力部（２−１）２１１、信号入力部（２−２）２１２、外部診断部２３２からの遮断指令を入力とし、遮断指令をそれぞれ接続された、電力変換装置１００の信号入力部（１−１）１１１および信号入力部（１−２）１１２に出力する。

【0065】

外部診断部２３２は、信号入力部（２−１）２１１および信号入力部（２−２）２１２が、予め定められた遮断状態かどうかを判定し、その状態に応じて信号出力部（１）２２１および信号出力部（２）２２２に遮断保持指令を送る。外部診断部２３２は、遮断指令を継続させ、表示出力部１３３および外部表示出力部２３３に状態を知らせるために診断結果を出力する。外部診断部２３２は、例えば、定周期タスク内で処理され、通信によるデータやＨｉｇｈ/Ｌｏｗとして取り込んだ信号レベルを使用する。Ｈｉｇｈ/Ｌｏｗとして取り込んだ信号レベルは、複数回取得して信号レベルを確定させることにより、ノイズによる誤動作を防いでも良い。

【0066】

外部表示出力部２３３は、外部診断部２３２の診断結果を入力とし、診断結果に応じた表示を表示する、または、診断結果に応じた出力信号として外部に出力する。

【0067】

表示出力部１３３は、外部診断部２３２に接続されている場合、外部診断部２３２の診断結果を実施例１の診断部１３２の診断結果よりも優先して、診断結果に応じた表示を表示する、または、診断結果に応じた出力信号として外部に出力する。あるいは、表示出力部１３３は、外部診断部２３２および診断部１３２を同時に出力しても良い。

【0068】

外部診断部２３２は、入出力先が実施例１の診断部１３２とは異なるが、診断部１３２と同様な動作で、２つの入力信号の動作を判定するため詳しい説明は割愛する。

【0069】

また、例えば実施例２の変形例として、図１内部の診断部１３２を無くし、外部診断部２３２を接続することによる構成にしても、本発明の意図は変わらない。

【0070】

また、実施例１および実施例２の診断部１３２および外部診断部２３２は、第１ステップにおける、図３、図４、図５に記載のフローチャート動作を連続的に動かす、または、図３、図４を選択的に動かしても良い。また、診断部１３２および外部診断部２３２は、第２のステップにおける、図６に記載のフローチャート動作を選択的に動作させても良い。

【0071】

また、実施例１および実施例２の入力部が三つ以上の場合でも、遮断状態とする信号レベルを予め決めておくことで、遮断状態を決める同様の動作が可能である。

【0072】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0073】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【0074】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えても良い。

【符号の説明】

【0075】

１００…電力変換装置、１０１…三相交流電源、１０２…直流変換部、１０３…直流平滑部、１０４…交流変換部、１０５…交流電動機、１１１…信号入力部（１−１）、１１２…信号入力部（１−２）、１２１…ＰＷＭ遮断部（１）、１２２…ＰＷＭ遮断部（２）、１３１…ＰＷＭ生成部、１３２…診断部、１３３…表示出力部、２００…制御装置、２１１…信号入力部（２−１）、２１２…信号入力部（２−２）、２２１…信号出力部（１）、２２２…信号出力部（２）、２３２…外部診断部、２３３…外部表示出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】