特開 2023-161908 電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161908

(43)【公開日】2023-11-08

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20231031BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 H

H02M7/48 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072550

(22)【出願日】2022-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】山田 裕喜

(72)【発明者】

【氏名】臼木 一浩

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770BA11

5H770DA03

5H770DA10

5H770DA11

5H770DA23

5H770DA30

5H770DA41

5H770DA44

5H770HA02X

5H770HA03X

5H770HA14X

(57)【要約】

【課題】中継器を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】複数の変換器を有する主回路部と、複数の変換器と接続された中継器と、中継器を介して複数の変換器と通信を行い、複数の変換器に制御信号を入力することにより、主回路部の動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、複数の変換器から制御に必要な複数の情報を取得し、取得した複数の情報に基づいて複数の変換器の制御信号の生成を行うとともに、複数の情報の更新を行い、重要度の高い情報の更新の頻度を、重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くする電力変換装置が提供される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の変換器を有する主回路部と、
前記複数の変換器と接続された中継器と、
前記中継器と接続され、前記中継器を介して前記複数の変換器と通信を行い、前記複数の変換器に制御信号を入力することにより、前記主回路部の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記複数の変換器に対し、制御に必要な情報の送信を要求する要求信号の送信を行い、
前記複数の変換器は、前記要求信号の受信に応答して、制御に必要な複数の情報を含む応答信号の前記制御装置への送信を行うとともに、前記要求信号に基づいて前記複数の変換器のそれぞれの前記応答信号を時間的にずらして前記制御装置へ送信し、
前記制御装置は、前記応答信号の受信により、前記複数の変換器から制御に必要な前記複数の情報を取得し、取得した前記複数の情報に基づいて前記複数の変換器の前記制御信号の生成を行うとともに、前記要求信号を定期的に送信し、前記複数の情報を定期的に取得することにより、前記複数の情報の更新を行い、
前記応答信号に含まれる前記複数の情報は、前記複数の変換器の制御に関して設定された複数の段階の重要度によって分けられ、
前記制御装置は、前記複数の情報のうち、前記重要度の高い情報の更新の頻度を、前記重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くする電力変換装置。

【請求項2】

前記複数の変換器は、前記要求信号に基づいて前記応答信号を時間的にずらして送信するとともに、前記応答信号に高い前記重要度の情報を含む前記変換器ほど前記制御装置への前記応答信号の送信の頻度を高くすることにより、前記制御装置において、前記重要度の高い情報の更新の頻度を、前記重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くする請求項１記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記応答信号に前記重要度の高い情報を含む前記変換器から前記制御装置への前記応答信号の送信の頻度は、前記重要度の高い情報のサンプリング周期に応じて設定される請求項２記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記応答信号に前記重要度の高い情報を含む前記変換器は、前記制御装置に対し、前記複数の情報を含む応答信号の送信、及び前記重要度の高い情報のみを含む応答信号の送信を行うとともに、前記重要度の高い情報のみを含む応答信号の送信の頻度を、前記複数の情報を含む応答信号の送信の頻度よりも高くする請求項１記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記応答信号に前記重要度の高い情報を含む前記変換器と前記制御装置との間での直接的な通信を可能にする専用信号線をさらに備え、
前記制御装置は、前記中継器を介して前記複数の変換器と通信を行うことにより、前記複数の情報を定期的に取得するとともに、前記応答信号に前記重要度の高い情報を含む前記変換器と前記専用信号線を介して通信を行い、前記応答信号に前記重要度の高い情報を含む前記変換器から前記中継器を介した通信よりも高い頻度で前記重要度の高い情報を取得することにより、前記重要度の高い情報の更新の頻度を、前記重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くする請求項１記載の電力変換装置。

【請求項6】

複数の変換器を有する主回路部と、
前記複数の変換器と接続された中継器と、
前記中継器と接続され、前記中継器を介して前記複数の変換器と通信を行い、前記複数の変換器に制御信号を入力することにより、前記主回路部の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記複数の変換器に対し、制御に必要な情報の送信を要求する要求信号の送信を行い、
前記複数の変換器は、前記要求信号の受信に応答して、制御に必要な複数の情報を含む応答信号の前記制御装置への送信を行うとともに、前記要求信号に基づいて前記複数の変換器のそれぞれの前記応答信号を時間的にずらして前記制御装置へ送信し、
前記制御装置は、前記応答信号の受信により、前記複数の変換器から制御に必要な前記複数の情報を取得し、取得した前記複数の情報に基づいて前記複数の変換器の前記制御信号の生成を行うとともに、前記要求信号を定期的に送信し、前記複数の情報を定期的に取得することにより、前記複数の情報の更新を行い、
前記応答信号に含まれる前記複数の情報は、前記複数の変換器の制御に関して設定された複数の段階の重要度によって分けられ、
前記応答信号のデータ構成は、前記複数の変換器のそれぞれに応じて変更され、
前記複数の変換器は、前記重要度の高い情報を含まない前記応答信号の情報の数を、前記重要度の高い情報を含む前記応答信号の情報の数よりも少なくする電力変換装置。

【請求項7】

前記複数の変換器と前記制御装置との間の通信の少なくとも一部は、光通信である請求項１～６のいずれか１つに記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

交流電力から直流電力への変換及び直流電力から交流電力への変換の少なくとも一方を行う主回路部と、主回路部の動作を制御する制御装置と、を備えた電力変換装置が知られている。こうした電力変換装置において、複数台の変換器を直列に接続した多段構成の主回路部とすることが行われている。多段構成の主回路部を備えた電力変換装置は、例えば、交流電力を直流電力に変換して送電する直流送電システムなどに用いられている。

【0003】

各変換器は、複数のスイッチング素子と、各スイッチング素子に並列に接続された電荷蓄積素子と、を有する。各変換器は、制御装置から入力される制御信号を基に、各スイッチング素子のスイッチングを制御する。これにより、交流電力から直流電力への変換、あるいは直流電力から交流電力への変換が行われる。

【0004】

制御装置は、各変換器から制御に必要な情報を取得する。また、制御装置は、定期的に各変換器から制御に必要な情報を取得することにより、情報の更新を行う。制御装置は、取得した情報に基づいて各変換器の制御信号の生成を行い、生成した制御信号を各変換器に送信することにより、各変換器の動作を制御する。すなわち、制御装置は、各変換器から取得した情報を基に、各変換器のフィードバック制御を行う。これにより、各変換器の状態に応じたより適切な制御を行うことができる。例えば、主回路部から出力される電力の大きさを指令値に応じたより適切な大きさに制御したり、異常の発生した変換器の動作を停止させたりすることができる。

【0005】

こうした電力変換装置において、制御装置と各変換器との間に中継器を設け、中継器を中心とするスター型の通信方式を採用することが行われている。中継器は、信号線を介して制御装置と接続されるとともに、別の複数の信号線を介して複数の変換器と接続される。中継器は、制御装置から送信された制御信号を複数の変換器に送信し、複数の変換器から送信された信号を制御装置に送信する。このような構成では、制御装置と複数の変換器とを複数の信号線を介して直接的に接続する構成と比べて、信号線の合計の長さを短くすることができる。これにより、例えば、コストの低減を図ることができる。

【0006】

しかしながら、上記のようなスター型の通信方式を採用した場合には、複数の変換器のそれぞれから制御装置に信号を送信する際に、中継器と制御装置との間の信号線において複数の変換器の信号が重複しないように、複数の変換器の信号を時間的にずらして中継器から制御装置に送信する必要がある。このため、制御装置と複数の変換器とを複数の信号線を介して直接的に接続する構成と比べて、通信サイクルが長くなってしまう。従って、制御装置が制御に必要な情報を更新するまでに時間がかかってしまい、制御に遅れが生じてしまう可能性がある。

【0007】

このため、電力変換装置においては、中継器を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制できるようにすることが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１９－１４０７３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

実施形態は、中継器を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制できる電力変換装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

実施形態によれば、複数の変換器を有する主回路部と、前記複数の変換器と接続された中継器と、前記中継器と接続され、前記中継器を介して前記複数の変換器と通信を行い、前記複数の変換器に制御信号を入力することにより、前記主回路部の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記複数の変換器に対し、制御に必要な情報の送信を要求する要求信号の送信を行い、前記複数の変換器は、前記要求信号の受信に応答して、制御に必要な複数の情報を含む応答信号の前記制御装置への送信を行うとともに、前記要求信号に基づいて前記複数の変換器のそれぞれの前記応答信号を時間的にずらして前記制御装置へ送信し、前記制御装置は、前記応答信号の受信により、前記複数の変換器から制御に必要な前記複数の情報を取得し、取得した前記複数の情報に基づいて前記複数の変換器の前記制御信号の生成を行うとともに、前記要求信号を定期的に送信し、前記複数の情報を定期的に取得することにより、前記複数の情報の更新を行い、前記応答信号に含まれる前記複数の情報は、前記複数の変換器の制御に関して設定された複数の段階の重要度によって分けられ、前記制御装置は、前記複数の情報のうち、前記重要度の高い情報の更新の頻度を、前記重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くする電力変換装置が提供される。

【発明の効果】

【0011】

本実施形態では、中継器を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制できる電力変換装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。

【図2】第１の実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。

【図3】各変換器から制御装置に送信する信号の一例を模式的に表す説明図である。

【図4】第１の実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。

【図5】電力変換装置の参考の動作の一例を模式的に表す説明図である。

【図6】第２の実施形態に係る応答信号の一例を模式的に表す説明図である。

【図7】第２の実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。

【図8】第３の実施形態に係る応答信号の一例を模式的に表す説明図である。

【図9】第４の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

【0014】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図１に表したように、電力変換装置１０は、主回路部２０と、中継器４０と、制御装置５０と、を備える。電力変換装置１０は、交流端子２１ａ～２１ｃを介して、交流の電力系統１に接続される。電力変換装置１０は、例えば、変圧器２を介して電力系統１に接続される。電力系統１は、例えば、三相または単相の５０Ｈｚ若しくは６０Ｈｚの電源、負荷および交流送電線を備える構成とすることができる。電力変換装置１０は、直流端子２１ｄ、２１ｅを介して、直流回路３に接続される。直流回路３は、例えば、直流送電線等を含む。以下では、電力変換装置１０は、三相の電力系統１に連系されるものとする。

【0015】

電力変換装置１０は、電力系統１と直流回路３との間に接続されて、交流と直流との双方向の電力変換を行うことができる。但し、電力変換装置１０による電力の変換は、交流から直流又は直流から交流の一方向のみでもよい。

【0016】

電力変換装置１０では、制御装置５０および中継器４０は、信号線６０を介して接続され、相互にデータを伝送する。中継器４０および主回路部２０は、信号線４２を介して接続され、相互にデータを伝送する。つまり、制御装置５０は、信号線６０、中継器４０および信号線４２を介して、主回路部２０と相互にデータを伝送することができる。

【0017】

主回路部２０は、絶縁架台２６上に設置されている。絶縁架台２６、中継器４０および制御装置５０は、例えば、同一の設置面４に載置される。絶縁架台２６は、絶縁性の材料によって形成されており、主回路部２０は、中継器４０および制御装置５０から電気的に絶縁されている。絶縁架台２６、中継器４０および制御装置５０が載置される設置面４上は、ほぼ同電位であることを意味し、物理的に異なる面であってもよい。例えば、絶縁架台２６および中継器４０は、建屋の２階の制御室の床面に載置され、制御装置５０は、同一の建屋の１階の床面に載置される等であってもよい。

【0018】

主回路部２０は、三相交流の各相に対応した複数のアーム２２を含む。アーム２２は、直流端子２１ｄ、２１ｅ間で直列に接続されている。

【0019】

直流端子２１ｄ、２１ｅ間で直列に接続されるアーム２２には、バッファリアクトル２４がそれぞれ直列に接続されている。バッファリアクトル２４は、上下のアーム２２間に瞬時的な短絡電流が流れることを抑制する。バッファリアクトル２４のタップは、交流端子２１ａ～２１ｃにそれぞれ接続されている。

【0020】

各アーム２２は、直列に接続された複数の変換器３０を有する。以下の説明では、変換器３０は、１つのアーム２２にＭ個直列接続されているものとする（Ｍは２以上の整数）。各アーム２２において、直列接続される変換器３０の台数は、例えば、１００台以上である。但し、直列接続される変換器３０の台数は、これに限ることなく、任意の台数でよい。

【0021】

各アーム２２に設けられる変換器３０の台数は、実質的に同じである。例えば、多数の変換器３０が接続される場合には、主回路部２０の動作に影響のない範囲において、各アーム２２に設けられる変換器３０の台数が異なってもよい。例えば、１つのアーム２２に１００台の変換器３０を直列に接続する場合、別のアーム２２に設ける変換器３０の台数は、１～２台異なってもよい。

【0022】

中継器４０は、信号線６０を介して制御装置５０に接続されている。中継器４０は、変換器３０と信号線４２を介して接続されている。中継器４０は、制御装置５０から送信された制御信号を、変換器３０に対応する信号線４２によって、複数の変換器３０のそれぞれに分配する。また、中継器４０は、複数の変換器３０のそれぞれから送信された信号を制御装置５０に送信する。中継器４０は、例えば、複数の変換器３０から送信されたそれぞれの信号のデータを１つの信号のデータに合流させることによって、実質的にシリアルデータとし、制御装置５０に送信する。電力変換装置１０は、中継器４０を中心とするスター型の通信方式を採用している。

【0023】

制御装置５０と各変換器３０との間の通信には、例えば、光通信が用いられる。制御装置５０から各変換器３０に送信される制御信号、及び各変換器３０から制御装置５０に送信される信号は、例えば、光信号である。信号線４２、６０は、例えば、光ファイバケーブルである。中継器４０は、例えば、光分配器やスターカプラなどである。

【0024】

但し、制御装置５０と各変換器３０との間の通信は、必ずしも光通信でなくてもよい。制御装置５０と各変換器３０との間の通信は、例えば、電気信号による通信などでもよい。中継器４０は、光分配器やスターカプラに限ることなく、制御装置５０からの制御信号を各変換器３０に分配して送信でき、かつ各変換器３０からの信号を合流させて制御装置５０に送信できる任意の部材でよい。換言すれば、中継器４０は、制御装置５０と各変換器３０との間の通信において、中継器４０を中心とするスター型の通信方式の採用を可能とする任意の部材でよい。

【0025】

例えば、中継器４０と各変換器３０との間の通信のみを光通信とし、中継器４０と制御装置５０との間の通信は、電気信号による通信としてもよい。反対に、中継器４０と制御装置５０との間の通信のみを光通信とし、中継器４０と各変換器３０との間の通信は、電気信号による通信としてもよい。例えば、各変換器３０の扱う電力が大きい場合などには、上記のように、複数の変換器３０と制御装置５０との間の通信の少なくとも一部を光通信とし、複数の変換器３０と制御装置５０とを電気的に絶縁することが好適である。

【0026】

中継器４０は、主回路部２０の近傍に設置することができる。そのため、信号線４２は、主回路部２０内に敷設される程度の長さとすることができる。制御装置５０は、主回路部２０および中継器４０から十分離れた場所に設置することができる。例えば、制御装置５０は、中継器４０および主回路部２０の設置場所とは異なる建屋や階に設置されていてもよい。信号線４２の長さは、信号線６０の長さよりも十分短くすることができる。これにより、例えば、各変換器３０の数に応じた複数の信号線４２を直接的に制御装置５０に接続する場合と比べて、信号線の合計の長さを短くすることができる。これにより、コストの低減を図ることができる。

【0027】

電力変換装置１０は、例えば、複数台の中継器４０を備える。例えば、主回路部２０の１つのアーム２２に設けられる変換器３０の台数が９６台である場合、電力変換装置１０は、１つのアーム２２に対して６台の中継器４０を備える。この場合、１台の中継器４０は、１６台の変換器３０と信号線４２を介して接続され、１６台の変換器３０と通信を行う。この場合、電力変換装置１０は、６つのアーム２２のそれぞれに対して６台の中継器４０を設け、合計で３６台の中継器４０を備える。

【0028】

制御装置５０は、複数の通信ポート（通信接続部）を有し、複数の信号線６０を介して複数台の中継器４０のそれぞれと接続される。これにより、複数台の中継器４０を備える場合にも、制御装置５０と各変換器３０との間で通信を行うことができる。

【0029】

但し、中継器４０の台数、及び１台の中継器４０に対して接続される変換器３０の台数は、上記に限ることなく、任意の台数でよい。例えば、１台の中継器４０に対し、主回路部２０に設けられる全ての変換器３０を接続してもよい。中継器４０の台数は、例えば、中継器４０において分配可能な信号の数などに応じて適宜設定すればよい。

【0030】

制御装置５０は、中継器４０と接続され、中継器４０を介して複数の変換器３０と通信を行い、複数の変換器３０のそれぞれに制御信号を入力することにより、主回路部２０の動作を制御する。また、制御装置５０は、信号線４２、中継器４０、及び信号線６０を介して各変換器３０と通信を行うことにより、各変換器３０から制御に必要な情報を取得する。制御装置５０は、定期的に各変換器３０から制御に必要な情報を取得することにより、情報の更新を行う。

【0031】

制御装置５０は、取得した情報に基づいて各変換器３０の制御信号の生成を行い、生成した制御信号を各変換器３０に送信することにより、各変換器３０の動作を制御する。すなわち、制御装置５０は、各変換器３０から取得した情報を基に、各変換器３０のフィードバック制御を行う。これにより、各変換器３０の状態に応じたより適切な制御を行うことができる。例えば、主回路部２０から出力される電力の大きさを指令値に応じたより適切な大きさに制御したり、異常の発生した変換器３０の動作を停止させたりすることができる。

【0032】

図２は、第１の実施形態に係る変換器を模式的に表すブロック図である。
図２に表したように、変換器３０は、一対の端子３１ａ、３１ｂを有する。変換器３０は、端子３１ａ、３１ｂによって、他の変換器３０等と直列接続される。変換器３０は、制御回路３２と、駆動回路３３と、変換回路３５と、主回路給電部３６と、を有する。

【0033】

変換回路３５は、複数のスイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２と、ダイオード３５Ｄ１、３５Ｄ２と、電荷蓄積素子３５Ｃと、を有する。スイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２は、直列に接続されている。ダイオード３５Ｄ１、３５Ｄ２は、スイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２にそれぞれ逆並列に接続されている。電荷蓄積素子３５Ｃは、スイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２の直列回路に並列に接続されている。

【0034】

変換回路３５は、複数のスイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２のスイッチングにより、電荷蓄積素子３５Ｃの電圧を一対の端子３１ａ、３１ｂ間に出力する出力状態と、電荷蓄積素子３５Ｃの電圧の一対の端子３１ａ、３１ｂ間への出力を停止した停止状態と、一対の端子３１ａ、３１ｂ間を導通させたバイパス状態と、を切り替える。

【0035】

この例では、上側のスイッチング素子３５Ｓ１をオフ状態、下側のスイッチング素子３５Ｓ２をオン状態とすることにより、変換回路３５をバイパス状態とすることができる。停止状態とは、スイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２をいずれもオフ状態とした状態である。停止状態は、例えば、ゲートブロック状態などと呼ばれる場合もある。

【0036】

スイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の自己消弧型の半導体スイッチである。スイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２は、駆動回路３３から供給される駆動信号によって駆動され、電荷蓄積素子３５Ｃを充放電する。

【0037】

変換回路３５は、上述のようなハーフブリッジ構成の回路に限らず、スイッチング素子を４つ用いたフルブリッジ構成の回路であってもよい。変換回路３５の複数のスイッチング素子の数は、２つに限ることなく、４つ以上などでもよい。

【0038】

制御回路３２は、制御装置５０から送信された制御信号を信号線６０、中継器４０、及び信号線４２を介して受信し、制御信号を基に、複数のスイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２のスイッチングを制御するためのスイッチング制御信号を生成し、生成したスイッチング制御信号を駆動回路３３に入力する。

【0039】

駆動回路３３は、制御回路３２から供給されたスイッチング制御信号に対してレベル変換などを行うことにより、スイッチング制御信号を基に、スイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２を駆動するための駆動信号を生成する。そして、駆動回路３３は、生成した駆動信号を変換回路３５のスイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２に入力することにより、スイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２のオン・オフを切り替える。

【0040】

主回路給電部３６は、電荷蓄積素子３５Ｃから電力の給電を受け、適切な電圧に変換し、制御回路３２及び駆動回路３３などの変換器３０の各部に供給する。変換器３０の各部は、主回路給電部３６からの電力の供給に基づいて動作する。

【0041】

図３は、各変換器から制御装置に送信する信号の一例を模式的に表す説明図である。
制御装置５０は、制御に必要な情報を各変換器３０から取得する場合に、必要な情報の送信を要求する要求信号を中継器４０を介して各変換器３０に送信する。各変換器３０は、制御装置５０からの要求信号の受信に応答して、図３に表した応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを制御装置５０に送信する。

【0042】

図３に表したように、各変換器３０から制御装置５０に送信される応答信号ＳＡ１～ＳＡｎは、例えば、複数の情報を含む。また、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎは、所定のデータ構成（フレーム）で構成される。応答信号ＳＡ１～ＳＡｎのデータ構成は、実質的に同じである。図３では、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎのそれぞれが、情報Ａ～情報Ｄの４つの情報を含むデータ構成である場合を例示している。

【0043】

情報Ａの項目、情報Ｂの項目、情報Ｃの項目、及び情報Ｄの項目は、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎのそれぞれにおいて同じである。各変換器３０は、要求信号の受信に応答して自身の情報Ａ～情報Ｄを取得し、取得した情報Ａ～情報Ｄを応答信号ＳＡ１～ＳＡｎとして制御装置５０に送信する。

【0044】

各情報の項目は、例えば、電荷蓄積素子３５Ｃの電圧、一対の端子３１ａ、３１ｂ間に流れる電流（アーム電流）、スイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２の故障の有無などである。但し、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎに含まれる情報の数は、４つに限ることなく、任意の数でよい。また、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎに含まれる情報（情報の項目）は、上記に限ることなく、各変換器３０の制御に必要な任意の情報でよい。

【0045】

図３に表したように、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎに含まれる複数の情報は、各変換器３０の制御に関して重要度の高い第１情報と、第１情報よりも重要度の低い第２情報と、に分けられる。第１情報は、換言すれば、高速に更新が必要な情報である。第２情報は、換言すれば、更新は高速でなくてもよい情報である。

【0046】

図３では、１台目の変換器３０（変換器１）の情報Ｄのみが第１情報で、その他の各情報が第２情報である場合を例示している。以下では、複数の変換器３０を変換器１～変換器Ｎと称す場合がある。変換器１は、応答信号ＳＡ１に第１情報を含み、他の変換器２～変換器Ｎは、応答信号ＳＡ２～ＳＡｎに第１情報を含まない。変換器１～変換器Ｎは、例えば、１台の中継器４０に接続される複数の変換器３０である。

【0047】

第１情報は、例えば、一対の端子３１ａ、３１ｂ間に流れる電流（アーム電流）に関する情報である。第２情報は、例えば、電荷蓄積素子３５Ｃの電圧に関する情報やスイッチング素子３５Ｓ１、３５Ｓ２の故障の有無に関する情報などである。但し、第１情報は、上記に限ることなく、重要度が高く、制御装置５０において高速に更新が必要な任意の情報でよい。第２情報は、上記に限ることなく、第１情報よりも重要度が低く、制御装置５０において更新は高速でなくてもよい任意の情報でよい。

【0048】

図４は、第１の実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。
図４は、制御装置５０から中継器４０に送信される要求信号ＳＲ１～ＳＲｎ、中継器４０から各変換器３０に分配して送信される要求信号ＳＲ１～ＳＲｎ、各変換器３０から中継器４０に送信される応答信号ＳＡ１～ＳＡｎ、及び制御装置５０が中継器４０から受信した受信信号ＳＡの一例を模式的に表している。

【0049】

図４に表したように、制御装置５０は、各変換器３０から制御に必要な情報を取得する場合に、まず、第１情報を含む変換器１に対して必要な情報の送信を要求する要求信号ＳＲ１を中継器４０に送信する。中継器４０は、制御装置５０から要求信号ＳＲ１を受信すると、受信した要求信号ＳＲ１を各変換器３０に分配して送信する。

【0050】

各変換器３０は、要求信号ＳＲ１を受信すると、受信した要求信号ＳＲ１が自身に対するものであるか否かを判定する。複数の変換器３０のうち、変換器１は、要求信号ＳＲ１を自身に対するものであると判定し、要求信号ＳＲ１の受信に応答して制御に必要な情報を含む応答信号ＳＡ１を中継器４０に送信する。他の変換器３０は、要求信号ＳＲ１を自身に対するものではないと判定し、応答信号ＳＡ２～ＳＡｎの送信は行わない。中継器４０は、変換器１から応答信号ＳＡ１を受信すると、受信した応答信号ＳＡ１を制御装置５０に送信する。

【0051】

制御装置５０は、変換器１からの応答信号ＳＡ１を受信すると、応答信号ＳＡ１の受信に応答して、次に、変換器２に対して必要な情報の送信を要求する要求信号ＳＲ２を中継器４０に送信する。変換器２は、要求信号ＳＲ２の受信に応答して制御に必要な情報を含む応答信号ＳＡ２を中継器４０に送信する。

【0052】

制御装置５０は、以下、同様の処理を繰り返し、図４に表したように、変換器１→変換器２→変換器１→変換器３→変換器１→変換器４→・・・変換器１→変換器Ｎの順に、各変換器３０の情報を順次取得する。

【0053】

中継器４０を中心とするスター型の通信方式では、複数の変換器３０のそれぞれから制御装置５０に応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを送信する際に、中継器４０と制御装置５０との間の信号線６０において複数の変換器３０の応答信号ＳＡ１～ＳＡｎが重複しないように、複数の変換器３０の応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして中継器４０から制御装置５０に送信する必要がある。

【0054】

この例では、制御装置５０が、各変換器３０のそれぞれに対応する複数の要求信号ＳＲ１～ＳＲｎを生成し、複数の要求信号ＳＲ１～ＳＲｎを時間的にずらして各変換器３０に送信することにより、各変換器３０が、要求信号ＳＲ１～ＳＲｎに基づいて応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして送信している。これにより、中継器４０と制御装置５０との間の信号線６０において複数の変換器３０の応答信号ＳＡ１～ＳＡｎが重複してしまうことを抑制することができる。

【0055】

このように、複数の変換器３０は、要求信号ＳＲ１～ＳＲｎの受信に応答して、制御に必要な複数の情報を含む応答信号ＳＡ１～ＳＡｎの制御装置５０への送信を行うとともに、要求信号ＳＲ１～ＳＲｎに基づいて複数の変換器３０のそれぞれの応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして制御装置５０へ送信する。

【0056】

制御装置５０は、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎの受信により、複数の変換器３０から制御に必要な複数の情報を取得し、取得した複数の情報に基づいて複数の変換器３０の制御信号の生成を行うとともに、要求信号ＳＲ１～ＳＲｎを定期的に送信し、複数の情報を定期的に取得することにより、複数の情報の更新を行う。

【0057】

そして、複数の変換器３０は、要求信号ＳＲ１～ＳＲｎに基づいて応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして送信するとともに、応答信号に第１情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度を、応答信号に第１情報を含まない変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度よりも高くする。これにより、制御装置５０は、重要度の高い第１情報の更新の頻度を、重要度の低い第２情報の更新の頻度よりも高くする。

【0058】

図５は、電力変換装置の参考の動作の一例を模式的に表す説明図である。
図５は、制御装置５０から中継器４０に送信される要求信号ＳＲ、中継器４０から各変換器３０に分配して送信される要求信号ＳＲ、各変換器３０から中継器４０に送信される応答信号ＳＡ１～ＳＡｎ、及び制御装置５０が中継器４０から受信した受信信号ＳＡの一例を模式的に表している。なお、図３は、中継器４０を中心とするスター型の通信方式を採用した場合の制御装置５０の参考の動作を例示したものであり、本実施形態に係る制御装置５０の動作を表すものではない。

【0059】

図５に表したように、参考の動作においては、制御装置５０は、各変換器３０から制御に必要な情報を取得する場合に、各変換器３０に対して必要な情報の送信を要求する要求信号ＳＲを中継器４０に送信する。中継器４０は、制御装置５０から要求信号ＳＲを受信すると、受信した要求信号ＳＲを各変換器３０に分配して送信する。

【0060】

各変換器３０は、要求信号ＳＲの受信に応答して、制御に必要な情報を含む応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを中継器４０に送信する。この際、上記のように、中継器４０を中心とするスター型の通信方式では、複数の変換器３０の応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして中継器４０から制御装置５０に送信する必要がある。図５では、一定の間隔Ｔずつずらして応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを中継器４０から制御装置５０に送信する例を示している。

【0061】

例えば、複数の変換器３０が、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして送信するための伝送遅延調整機能を有する。例えば、１台目の変換器３０は、要求信号ＳＲの受信に応答してすぐに応答信号ＳＡ１を中継器４０に送信し、２台目の変換器３０は、要求信号ＳＲの受信からＴ秒後に応答信号ＳＡ２を中継器４０に送信し、３台目の変換器３０は、要求信号ＳＲの受信から２Ｔ秒後に応答信号ＳＡ３を中継器４０に送信し、以下、同様の処理を繰り返し、Ｎ台目の変換器３０は、要求信号ＳＲの受信から（Ｎ－１）Ｔ秒後に応答信号ＳＡｎを中継器４０に送信する。これにより、中継器４０と制御装置５０との間の信号線６０における応答信号ＳＡ１～ＳＡｎの重複を抑制し、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎの情報を受信信号ＳＡとして適切に制御装置５０に受信させることができる。

【0062】

なお、伝送遅延調整機能は、例えば、中継器４０に設けてもよい。例えば、各変換器３０は、要求信号ＳＲの受信に応答してすぐに応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを中継器４０に送信する。中継器４０は、各変換器３０から実質的に同時に応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを受信した後、受信した応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして制御装置５０に送信する。この場合にも、上記と同様に、信号線６０における応答信号ＳＡ１～ＳＡｎの重複を抑制することができる。

【0063】

また、伝送遅延調整機能は、例えば、制御装置５０に設けてもよい。例えば、図４に表したように、各変換器３０のそれぞれに対応する複数の要求信号ＳＲ１～ＳＲｎを生成し、複数の要求信号ＳＲ１～ＳＲｎを時間的にずらしながら各変換器３０に順次送信する。各変換器３０は、自身に対応する要求信号ＳＲ１～ＳＲｎの受信に応答して応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを中継器４０に送信する。この場合にも、上記と同様に、信号線６０における応答信号ＳＡ１～ＳＡｎの重複を抑制することができる。

【0064】

このように、伝送遅延調整機能は、各変換器３０に設けてもよいし、中継器４０に設けてもよいし、制御装置５０に設けてもよい。複数の変換器３０の応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして中継器４０から制御装置５０に送信する構成は、信号線６０における応答信号ＳＡ１～ＳＡｎの重複を適切に抑制することが可能な任意の構成とすることができる。

【0065】

しかしながら、図５に表した例のように、複数の変換器３０の応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして中継器４０から制御装置５０に送信する構成では、制御装置５０と複数の変換器３０とを複数の信号線を介して直接的に接続する構成などと比べて、通信サイクルが長くなってしまう。

【0066】

例えば、変換器１の応答信号ＳＡ１に重要度の高い第１情報が含まれ、図５に表しように、一定の間隔Ｔ秒ずつずらして応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを中継器４０から制御装置５０に送信する場合、変換器１の重要度の高い第１情報の更新頻度が、ｎ×Ｔ秒毎になってしまい、制御に遅れが生じてしまう可能性がある。

【0067】

これに対し、本実施形態に係る電力変換装置１０では、図４に表したように、複数の変換器３０が、要求信号ＳＲ１～ＳＲｎに基づいて応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして送信するとともに、応答信号に第１情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度を、応答信号に第１情報を含まない変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度よりも高くすることにより、制御装置５０において、重要度の高い第１情報の更新の頻度を、重要度の低い第２情報の更新の頻度よりも高くする。これにより、中継器４０を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制することができる。

【0068】

例えば、第１情報を基に主回路部２０の保護を行う場合には、第１情報の更新に応じて電力変換装置１０を高速に停止させることができ、電力変換装置１０の安全性を向上させることができる。また、制御指令やフィードバック信号などを第１情報として高速に伝達することができ、電力変換装置１０の運用性を向上させることもできる。

【0069】

なお、図４に表した例では、変換器１→変換器２→変換器１→変換器３→変換器１→変換器４→・・・変換器１→変換器Ｎのように、２回に１回の頻度で応答信号に第１情報を含まない変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信を行っている。

【0070】

これに限ることなく、例えば、変換器１→変換器１→変換器２→変換器１→変換器１→変換器３→変換器１→変換器１→変換器４→・・・変換器１→変換器１→変換器Ｎのように、３回に１回の頻度で応答信号に第１情報を含まない変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信を行ってもよい。これにより、重要度の高い第１情報の更新の頻度をより高くすることができる。

【0071】

また、反対に、例えば、変換器１→変換器２→変換器３→変換器１→変換器４→変換器５→・・・変換器１→変換器（Ｎ－１）→変換器Ｎのように、３回に１回の頻度で応答信号に第１情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信を行ってもよい。この場合には、重要度の高い第１情報の更新の頻度を高めつつ、第２情報の更新の頻度が低くなり過ぎてしまうことを抑制することができる。重要度の高い第１情報の更新の頻度は、上記に限ることなく、任意の頻度でよい。

【0072】

応答信号に第１情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度は、例えば、中継器４０に接続される複数の変換器３０の台数に応じて決定してもよい。例えば、中継器４０に接続される複数の変換器３０の各応答信号を送った後、応答信号に第１情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信を行う。この場合には、重要度の高い第１情報の更新の頻度を高めつつ、第２情報の更新の頻度が低くなり過ぎてしまうことをより抑制することができる。

【0073】

応答信号に第１情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度は、例えば、第１情報のサンプリング周期に応じて設定してもよい。例えば、第１情報が計測装置などによって新たに取得される毎に、その第１情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信を行う。換言すれば、応答信号に第１情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度は、その第１情報のサンプリング周期以上に設定する。これにより、同じ内容の第１情報を繰り返し制御装置５０に送信し、更新の頻度を不要に高めてしまうことを抑制することができる。

【0074】

また、図４に表した例では、制御装置５０から各変換器３０に対して個別に設定した要求信号ＳＲ１～ＳＲｎを送信することにより、応答信号に第１情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度が、応答信号に第１情報を含まない変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度よりも高くなるようにしている。

【0075】

これに限ることなく、例えば、各変換器３０に応答信号の送信タイミングを予め設定しておき、制御装置５０から各変換器３０に対して共通の要求信号ＳＲ（図５参照）を送信し、各変換器３０が、要求信号ＳＲの受信に応じて予め設定された送信タイミングで応答信号を送信することにより、応答信号に第１情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度が、応答信号に第１情報を含まない変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度よりも高くなるようにしてもよい。

【0076】

上記実施形態では、複数の情報を第１情報及び第２情報の重要度の異なる２つの情報に分けている。換言すれば、複数の情報に対し、２段階の重要度を設定している。これに限ることなく、重要度は、３段階以上に設定し、複数の情報は、３つ以上の情報に分けてもよい。応答信号に含まれる複数の情報は、複数の変換器３０の制御に関して設定された複数の段階の重要度によって分けてもよい。制御装置５０は、複数の情報のうち、重要度の高い情報の更新の頻度を、重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くするものでよい。

【0077】

例えば、複数の変換器３０は、要求信号に基づいて応答信号を時間的にずらして送信するとともに、応答信号に高い重要度の情報を含む変換器３０ほど制御装置５０への応答信号の送信の頻度を高くすることにより、制御装置５０において、重要度の高い情報の更新の頻度を、重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くしてもよい。

【0078】

例えば、複数の情報を第１情報～第３情報の３つの情報に分けた場合には、最も重要度の高い第１情報を含む変換器３０の応答信号の送信の頻度を最も高くし、第３情報よりも重要度の高い第２情報を含む変換器３０の応答信号の送信の頻度を、第３情報を含む変換器３０の応答信号の送信の頻度よりも高くし、第３情報のみを含む変換器３０の応答信号の送信の頻度を最も低くする。これにより、複数の情報を３つに分けた場合にも、制御装置５０において、重要度の高い情報の更新の頻度を、重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くすることができる。

【0079】

また、例えば、応答信号に重要度の高い情報を含む変換器３０から制御装置５０への応答信号の送信の頻度は、重要度の高い情報のサンプリング周期に応じて設定してもよい。

【0080】

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る応答信号の一例を模式的に表す説明図である。
図６に表したように、この例では、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎのデータ構成が、複数の変換器３０のそれぞれに応じて変更されている。なお、上記実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。

【0081】

各変換器３０は、例えば、第１情報を含まない応答信号の情報の数を、第１情報を含む応答信号の情報の数よりも少なくする。換言すれば、各変換器３０は、例えば、第１情報を含まない応答信号のフレーム長を、第１情報を含む応答信号のフレーム長よりも短くする。

【0082】

例えば、同じアーム２２に直列に接続された複数の変換器３０においては、一対の端子３１ａ、３１ｂ間に流れる電流（アーム電流）に関する情報は、実質的に同じである。このため、第１情報を含む応答信号にのみアーム電流に関する情報を含め、第１情報を含まない応答信号にはアーム電流に関する情報を含めない。例えば、図６に表した例では、応答信号ＳＡ１のみにアーム電流に関する情報を含め、応答信号ＳＡ２～応答信号ＳＡｎにはアーム電流に関する情報を含めない。これにより、第１情報を含まない応答信号のフレーム長を、第１情報を含む応答信号のフレーム長よりも短くすることができる。

【0083】

この場合、情報Ａの項目、情報Ｂの項目、及び情報Ｃの項目は、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎのそれぞれにおいて必ずしも同じでなくてもよい。応答信号に含まれる複数の情報は、各変換器３０のそれぞれに対応させて任意に設定してもよい。

【0084】

図７は、第２の実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表す説明図である。
図７は、制御装置５０から中継器４０に送信される要求信号ＳＲ、中継器４０から各変換器３０に分配して送信される要求信号ＳＲ、各変換器３０から中継器４０に送信される応答信号ＳＡ１～ＳＡｎ、及び制御装置５０が中継器４０から受信した受信信号ＳＡの一例を模式的に表している。

【0085】

図７に表したように、制御装置５０は、各変換器３０から制御に必要な情報を取得する場合に、各変換器３０に対して必要な情報の送信を要求する要求信号ＳＲを中継器４０に送信する。中継器４０は、制御装置５０から要求信号ＳＲを受信すると、受信した要求信号ＳＲを各変換器３０に分配して送信する。

【0086】

各変換器３０は、要求信号ＳＲの受信に応答して、制御に必要な情報を含む応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを中継器４０に送信する。この際、各変換器３０は、一定の間隔ではなく、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎのデータ構成（フレーム長）に応じた時間間隔で制御装置５０に応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを送信することにより、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを時間的にずらして中継器４０から制御装置５０に送信する。

【0087】

例えば、第１情報を含む変換器１の応答信号ＳＡ１に対しては、間隔Ｔ１を設定し、第１情報を含まない変換器２～変換器Ｎの応答信号ＳＡ２～ＳＡｎに対しては、間隔Ｔ１よりも短い間隔Ｔ２を設定する。

【0088】

図７に表したように、変換器１は、要求信号ＳＲの受信に応答してすぐに応答信号ＳＡ１を中継器４０に送信する。変換器２は、要求信号ＳＲの受信からＴ１秒後に応答信号ＳＡ２を中継器４０に送信する。変換器３は、要求信号ＳＲの受信からＴ１＋Ｔ２秒後に応答信号ＳＡ３を中継器４０に送信する。変換器４は、要求信号ＳＲの受信からＴ１＋２×Ｔ２秒後に応答信号ＳＡ４を中継器４０に送信する。以下、同様の処理を繰り返し、変換器Ｎは、要求信号ＳＲの受信からＴ１＋（Ｎ－２）Ｔ２秒後に応答信号ＳＡｎを中継器４０に送信する。

【0089】

これにより、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎのデータ構成に応じた時間間隔とした際にも、中継器４０と制御装置５０との間の信号線６０における応答信号ＳＡ１～ＳＡｎの重複を抑制し、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎの情報を受信信号ＳＡとして適切に制御装置５０に受信させることができる。

【0090】

このように、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎのデータ構成を、複数の変換器３０のそれぞれに応じて変更し、第１情報を含まない応答信号の情報の数を、第１情報を含む応答信号の情報の数よりも少なくする。この場合には、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎのデータ構成を同じとした場合と比べて、通信サイクルを短くすることができる。これにより、応答信号ＳＡ１～ＳＡｎのデータ構成を同じとした場合と比べて、重要度の高い第１情報の更新の頻度を高くすることができる。従って、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、中継器４０を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制することができる。

【0091】

また、通信サイクルを短くすることができるため、例えば、中継器４０に接続される変換器３０の台数を増やすことができる。これにより、例えば、中継器４０の台数、中継器４０と制御装置５０との間の信号線６０の本数、及び制御装置５０の通信ポートの数を削減することができる。

【0092】

例えば、主回路部２０の１つのアーム２２に設けられる変換器３０の台数が９６台である際に、１台の中継器４０に接続可能な変換器３０の台数が１６台から３２台に増えた場合には、１つのアーム２２に対する中継器４０の台数を６台から３台に削減することができる。そして、これに応じて信号線６０の本数、及び制御装置５０の通信ポートの数も削減することができる。さらには、中継器４０の設置場所の低減を図ることもできる。従って、例えば、電力変換装置１０の小型化や製造コストの低減を図ることができる。

【0093】

なお、図７に表した例では、制御装置５０から各変換器３０に対して共通の要求信号ＳＲを送信し、各変換器３０が、要求信号ＳＲの受信に応じて予め設定された送信タイミングで応答信号を送信することにより、データ構成に応じた時間間隔で制御装置５０に応答信号ＳＡ１～ＳＡｎが送信されるようにしている。これに限ることなく、例えば、制御装置５０から各変換器３０に対して個別に設定した要求信号ＳＲ１～ＳＲｎを送信し、対応する要求信号ＳＲ１～ＳＲｎの受信に応答して応答信号ＳＡ１～ＳＡｎを送信することにより、データ構成に応じた時間間隔で制御装置５０に応答信号ＳＡ１～ＳＡｎが送信されるようにしてもよい。

【0094】

また、この例においても、重要度は、３段階以上に設定し、複数の情報は、３つ以上の情報に分けてもよい。複数の変換器３０は、重要度の高い情報を含まない応答信号の情報の数を、重要度の高い情報を含む応答信号の情報の数よりも少なくしてもよい。

【0095】

例えば、複数の情報を第１情報～第３情報の３つの情報に分けた場合には、最も重要度の高い第１情報を含む変換器３０の応答信号に含まれる情報の数を最も多くし、第３情報よりも重要度の高い第２情報を含む変換器３０の応答信号に含まれる情報の数を、第３情報を含む変換器３０の応答信号に含まれる情報の数よりも多くし、第３情報のみを含む変換器３０の応答信号に含まれる情報の数を最も少なくしてもよい。

【0096】

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係る応答信号の一例を模式的に表す説明図である。
図８に表したように、この例では、応答信号に第１情報を含む変換器１が、制御装置５０に対し、複数の情報Ａ～Ｄを含む応答信号ＳＡ１ａの送信、及び第１情報である情報Ｄのみを含む応答信号ＳＡ１ｂの送信を行う。

【0097】

制御装置５０は、変換器１に対して複数の情報Ａ～Ｄの全ての送信を要求する要求信号ＳＲ１ａの送信、及び変換器１に対して第１情報である情報Ｄのみの送信を要求する要求信号ＳＲ１ｂの送信を行う。変換器１は、要求信号ＳＲ１ａの受信に応答して応答信号ＳＡ１ａを送信し、要求信号ＳＲ１ｂの受信に応答して応答信号ＳＡ１ｂを送信する。

【0098】

制御装置５０は、例えば、図４に表したように、２回に１回の頻度で応答信号に第１情報を含む変換器１から制御装置５０への応答信号の送信を行う場合に、最初の要求信号の送信において要求信号ＳＲ１ａを送信し、２回目以降の要求信号の送信において要求信号ＳＲ１ｂを送信する。

【0099】

この例では、各変換器３０が、例えば、変換器１（情報Ａ～Ｄ）→変換器２→変換器１（情報Ｄのみ）→変換器３→変換器１（情報Ｄのみ）→変換器４→・・・変換器１（情報Ｄのみ）→変換器Ｎの順に、応答信号ＳＡ１ａ、ＳＡ１ｂ、ＳＡ２～ＳＡｎの送信を行う。

【0100】

このように、この例では、応答信号に第１情報を含む変換器１が、制御装置５０に対し、複数の情報Ａ～Ｄを含む応答信号ＳＡ１ａの送信、及び第１情報である情報Ｄのみを含む応答信号ＳＡ１ｂの送信を行うとともに、第１情報のみを含む応答信号ＳＡ１ｂの送信の頻度を、複数の情報Ａ～Ｄを含む応答信号ＳＡ１ａの送信の頻度よりも高くする。これにより、この例では、制御装置５０において、重要度の高い第１情報の更新の頻度を、重要度の低い第２情報の更新の頻度よりもより高くすることができる。これにより、中継器４０を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れをより抑制することができる。

【0101】

なお、第１情報のみを含む応答信号ＳＡ１ｂの送信の頻度は、上記に限ることなく、上記第１の実施形態において説明したように、任意の頻度でよい。また、第１情報のみを含む応答信号ＳＡ１ｂの送信は、制御装置５０からの要求信号ＳＲ１ｂの受信に応答して送信する構成に限ることなく、予め決められた送信タイミングで送信する構成としてもよい。

【0102】

また、この例においても、重要度は、３段階以上に設定し、複数の情報は、３つ以上の情報に分けてもよい。応答信号に重要度の高い情報を含む変換器３０は、制御装置５０に対し、複数の情報を含む応答信号の送信、及び重要度の高い情報のみを含む応答信号の送信を行うとともに、重要度の高い情報のみを含む応答信号の送信の頻度を、複数の情報を含む応答信号の送信の頻度よりも高くしてもよい。

【0103】

例えば、複数の情報を第１情報～第３情報の３つの情報に分けた場合には、最も重要度の高い第１情報のみを含む応答信号の送信の頻度を最も高くし、第２情報のみを含む応答信号の送信の頻度を、複数の情報を含む応答信号の送信の頻度よりも高くしてもよい。

【0104】

（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
図９に表したように、電力変換装置１０ａは、信号線４２、中継器４０、及び信号線６０の通信経路とは別に、応答信号に第１情報を含む変換器３０と制御装置５０との間での直接的な通信を可能にする専用信号線６２をさらに備える。

【0105】

制御装置５０は、例えば、図５に表した動作により、中継器４０を中心とするスター型の通信方式によって制御に必要な情報を各変換器３０から取得するとともに、応答信号に第１情報を含む変換器３０と専用信号線６２を介して通信を行うことにより、応答信号に第１情報を含む変換器３０から中継器４０を介した通信よりも高い頻度で第１情報を取得する。

【0106】

これにより、本実施形態に係る電力変換装置１０ａにおいても、重要度の高い第１情報の更新の頻度を、重要度の低い第２情報の更新の頻度よりも高くし、中継器４０を中心とするスター型の通信方式を採用した際にも、制御の遅れを抑制することができる。なお、応答信号に第１情報を含む変換器３０から専用信号線６２を介して第１情報を取得する頻度は、中継器４０を介した通信よりも高い任意の頻度でよい。

【0107】

なお、この例においては、伝送遅延調整機能を中継器４０に設ける構成としてもよい。複数の変換器３０が、要求信号に基づいて複数の変換器３０のそれぞれの応答信号を時間的にずらして制御装置５０へ送信する構成は、複数の変換器３０のそれぞれの応答信号を中継器４０において時間的にずらす構成でもよい。

【0108】

また、この例においても、重要度は、３段階以上に設定し、複数の情報は、３つ以上の情報に分けてもよい。制御装置５０は、中継器４０を介して複数の変換器３０と通信を行うことにより、複数の情報を定期的に取得するとともに、応答信号に重要度の高い情報を含む変換器３０と専用信号線６２を介して通信を行い、応答信号に重要度の高い情報を含む変換器３０から中継器４０を介した通信よりも高い頻度で重要度の高い情報を取得することにより、重要度の高い情報の更新の頻度を、重要度の低い情報の更新の頻度よりも高くしてもよい。

【0109】

例えば、複数の情報を第１情報～第３情報の３つの情報に分けた場合には、専用信号線６２を介した通信により、最も重要度の高い第１情報の更新の頻度を最も高くし、第２情報の更新の頻度を第３情報の更新の頻度よりも高くしてもよい。

【0110】

上記各実施形態では、直列に接続された複数の変換器３０を有する主回路部２０を示している。上記各実施形態は、これに限ることなく、並列に接続された複数の変換器３０を有する主回路部において、各変換器３０と制御装置５０とが中継器４０を中心とするスター型の通信を行う場合に適用してもよい。

【0111】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0112】

１ 電力系統、 ２ 変圧器、 ３ 直流回路、 ４ 設置面、 １０、１０ａ 電力変換装置、 ２０ 主回路部、 ２２ アーム、 ２４ バッファリアクトル、 ２６ 絶縁架台、 ３０ 変換器、 ３２ 制御回路、 ３３ 駆動回路、 ３５ 変換回路、 ３５Ｃ 電荷蓄積素子、 ３５Ｄ ダイオード、 ３５Ｓ１、３５Ｓ２ スイッチング素子、 ３６ 主回路給電部、 ４０ 中継器、 ４２ 信号線、 ５０ 制御装置、 ６０ 信号線、 ６２ 専用信号線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】