JP2001165965A - Dc-current detecting method and dc-current detecting apparatus for power conversion device - Google Patents

Dc-current detecting method and dc-current detecting apparatus for power conversion device

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JP2001165965A
JP2001165965A JP34571299A JP34571299A JP2001165965A JP 2001165965 A JP2001165965 A JP 2001165965A JP 34571299 A JP34571299 A JP 34571299A JP 34571299 A JP34571299 A JP 34571299A JP 2001165965 A JP2001165965 A JP 2001165965A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DC-current detecting method, in which a DC current is detected by using a Rogowski current converter composed of a Rogowski coil and an integrator without being influenced by the pulse shape of the DC current and in which the responsiveness and the accuracy of the detection of the DC current can be improved, and to provide a DC-current detecting apparatus for power conversion device. SOLUTION: A no-current period estimation means 6, which estimates the no-current period for the DC current I, is provided. A switch 4 is closed at its estimated timing by reset pulses which are output from a rest pulse generator 5. The output of the integrator 3 is reset to zero. Thereby, detection errors due to discharging of a capacitor C1 inside the integrator 3 is offset by a reset operation, and the detection accuracy of the DC-current detecting apparatus is improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、自己消弧素子を
用いた電力変換装置等における直流電流の検出に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the detection of a direct current in a power converter or the like using a self-extinguishing element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の電流検出器としては、鉄
心を使用したDCCT、ホール素子と鉄心を使用したホ
ールCT、シャント抵抗などがあったが高電圧、大電流
の変換装置に適用する場合には大型で高価になるという
問題があった。一方、大電力半導体素子の単発パルス電
流を計測する検出器としてロゴスキーコイルを利用した
電流検出器(以下、ロゴスキー電流変換器と略す)が用
いられている。このロゴスキー電流変換器としては、例
えばEPE´97(1997年)第3.308頁から
3.312頁のDEVEROPMENTS IN ROGOWSKI CURRENT
TRANNSDUCERSに紹介されており、この中でFig2にコイ
ルの等価回路と積分器の構成を、Fig3に積分器の周波数
応答特性が示されているように応答性、精度を向上させ
るべく、積分器の回路定数の選定に注意が払われてい
る。
2. Description of the Related Art Conventional types of current detectors include a DCCT using an iron core, a Hall CT using a Hall element and an iron core, and a shunt resistor. In such a case, there is a problem that it is large and expensive. On the other hand, a current detector using a Rogowski coil (hereinafter abbreviated as Rogowski current converter) is used as a detector for measuring a single pulse current of a high-power semiconductor element. As this Rogowski current converter, for example, DEPEOPMENTS IN ROGOWSKI CURRENT on pages 3.308 to 3.312 of EPE '97 (1997).
This is introduced in TRANSDUCERS. Attention is paid to the selection of circuit constants.

【0003】このロゴスキー電流変換器を電力変換装置
の直流電流検出器として適用した場合の動作を説明す
る。図21と図22はそれぞれロゴスキー電流変換器と
その各部動作波形を示すもので電力変換装置の直流母線
1に流れる直流電流I、ロゴスキーコイル2の出力電圧
Vin(Vin=μ0NAdI/dt、Nは巻数、Aはコイル
断面積)、積分器3の出力電圧Voutの各動作を直流電
流のパルス幅に対応させて比較している。図22に示す
ように、直流電流は、無電流期間を有するパルス形状で
あるが、その直流電流が狭幅のパルス電流の連続であれ
ば応答性よく、精度も確保できるが、広幅のパルス電流
が連続する場合には電流ピーク期間に積分器のコンデン
サC1が抵抗R1によって部分放電するために応答性、
精度ともに悪化する。
The operation of this Rogowski current converter when applied as a DC current detector of a power converter will be described. FIGS. 21 and 22 show a Rogowski current converter and operation waveforms of respective parts thereof, respectively. The DC current I flowing through the DC bus 1 of the power converter and the output voltage Vin of the Rogowski coil 2 (Vin = μ 0 NAdI / dt) , N is the number of turns, A is the coil cross-sectional area), and the operations of the output voltage Vout of the integrator 3 are compared in correspondence with the pulse width of the DC current. As shown in FIG. 22, the direct current has a pulse shape having a non-current period. If the direct current is a continuation of a narrow pulse current, good responsiveness and accuracy can be ensured. Is continuous, the capacitor C1 of the integrator is partially discharged by the resistor R1 during the current peak period.
Accuracy deteriorates.

【0004】即ち、積分器の回路構成は純粋の積分器で
はなく、直流〜低周波入力信号に対しては抵抗R1を付
加することにより、積分器のゲインを下げてAMP自身
のドリフトによる誤差を低減している。この抵抗の作用
により、積分器入力の直流電流レベルが定常状態で零で
あればこの積分器の出力は零になる。従って、同じスイ
ッチング間隔の場合に、狭幅パルスでは電流零の期間が
長くなるために積分器の時定数の選定により、積分器の
出力も電流零期間に零まで減衰でき易い。さらに電流が
流れている期間が短ければ、その間の積分器出力の減少
も少ない。逆に広幅パルスの場合には電流零期間が短い
ために直流零期間中に積分器出力を零まで減衰しにく
い。積分器の時定数を短くして減衰を速めると、電流の
通電期間中の積分器出力が速く減衰してしまう。
In other words, the circuit configuration of the integrator is not a pure integrator, but a resistor R1 is added to a DC to low frequency input signal to lower the gain of the integrator and reduce the error due to the drift of the AMP itself. Has been reduced. By the action of this resistor, if the DC current level at the input of the integrator is zero in a steady state, the output of the integrator becomes zero. Therefore, in the case of the same switching interval, since the period of zero current is long in the narrow pulse, the output of the integrator can be easily attenuated to zero in the zero current period by selecting the time constant of the integrator. Furthermore, if the period during which the current is flowing is short, the output of the integrator during that period will not decrease much. Conversely, in the case of a wide pulse, the integrator output is hardly attenuated to zero during the DC zero period because the current zero period is short. If the time constant of the integrator is shortened and the attenuation is accelerated, the output of the integrator during the current supply period attenuates quickly.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のロゴスキー電流
変換器を電力変換装置の直流電流検出に適用する場合に
は、電力変換装置のスイッチング動作を行うPWM制御
によりそのオンパルス幅は長短の広い範囲に分布し直流
電流検出装置として十分な精度が得られなかった。逆
に、検出精度を確保しようとすると、直流電流のパルス
幅が制約され、電力変換装置の交流出力電圧が低減して
電力変換装置の出力容量が低減するなどの問題点があっ
た。
When a conventional Rogowski current converter is applied to the detection of a direct current of a power converter, the on-pulse width of the power converter is controlled by a PWM control for performing a switching operation. And sufficient accuracy as a DC current detector could not be obtained. Conversely, if the detection accuracy is to be ensured, the pulse width of the DC current is limited, and the AC output voltage of the power conversion device is reduced, and the output capacity of the power conversion device is reduced.

【0006】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、直流電流のパルス形状に影響
されることがなく、応答性、精度ともに向上できる電流
検出方法および電力変換器の直流電流検出装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and is not affected by the pulse shape of a direct current, and can improve the responsiveness and accuracy of a current detection method and a power converter. An object is to provide a direct current detection device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る直流電流検出方法は、直流電流の無電流期間を予測す
る手段を備え、当該予測した無電流期間で積分器の出力
を零にリセットするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a direct current, comprising means for predicting a non-current period of a direct current. It is to reset.

【0008】また、この発明の請求項2に係る電力変換
器の直流電流検出装置は、直流電流の無電流期間を予測
する無電流期間予測手段、およびこの無電流期間の予測
タイミングで上記積分器の出力を零にリセットするリセ
ット手段を備えたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting device for a power converter, wherein a non-current period predicting means for predicting a non-current period of a DC current; Reset means for resetting the output to zero.

【0009】また、この発明の請求項3に係る直流電流
検出装置は、ゲートパルスオンの信号が与えられた自己
消弧素子のターンオン動作によりロゴスキー電流変換器
の被検出電流が立ち上がる場合、無電流期間予測手段
は、上記ゲートパルスオンのタイミングを出力するもの
である。
The DC current detecting device according to a third aspect of the present invention is configured such that when the current to be detected of the Rogowski current converter rises due to the turn-on operation of the self-turn-off device to which the gate pulse-on signal is applied, The current period prediction means outputs the timing of turning on the gate pulse.

【0010】また、この発明の請求項4に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に接続された自己消
弧素子とダイオードとの直列接続体、上記ダイオードの
両極間に出力直流電源と直列に接続されたリアクトル、
および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給するゲー
トパルス発生器により降圧チョッパーを構成する電力変
換装置であって、上記自己消弧素子に流れる電流を検出
するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記
ゲートパルス発生器からのゲートパルスオンのタイミン
グを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力
を零にリセットするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting device, comprising: a series connection body of a diode and a self-extinguishing element connected between both poles of an input DC power supply; A reactor connected in series with the
And a power converter comprising a step-down chopper by a gate pulse generator for supplying a gate pulse to the self-extinguishing element, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the self-extinguishing element. Detecting the timing of turning on the gate pulse from the gate pulse generator to reset the output of the integrator of the Rogowski current converter to zero.

【0011】また、この発明の請求項5に係る直流電流
検出装置は、ゲートパルスオフの信号が与えられた自己
消弧素子のターンオフ動作によりロゴスキー電流変換器
の被検出電流が立ち上がる場合、無電流期間予測手段
は、上記ゲートパルスオフのタイミングを出力するもの
である。
Further, the DC current detecting device according to claim 5 of the present invention is configured such that when the detected current of the Rogowski current converter rises due to the turn-off operation of the self-extinguishing element to which the gate pulse off signal is applied, The current period prediction means outputs the gate pulse off timing.

【0012】また、この発明の請求項6に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に接続されたリアク
トルと自己消弧素子との直列接続体、上記自己消弧素子
の両極間に出力直流電源と直列に接続されたダイオー
ド、および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給する
ゲートパルス発生器により昇圧チョッパーを構成する電
力変換装置であって、上記ダイオードに流れる電流を検
出するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上
記ゲートパルス発生器からのゲートパルスオフのタイミ
ングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の出
力を零にリセットするものである。
A DC current detecting device according to a sixth aspect of the present invention is a DC current detecting device, comprising: a series-connected body of a reactor connected between both poles of an input DC power supply and a self-extinguishing element; A power converter comprising a diode connected in series with an output DC power supply and a gate pulse generator for supplying a gate pulse to the self-extinguishing element, comprising a boost chopper, wherein a Rogowski detects a current flowing through the diode. In the apparatus having a current converter, the timing of turning off the gate pulse from the gate pulse generator is detected, and the output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero.

【0013】また、この発明の請求項7に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に相毎に接続され
た、正極側自己消弧素子およびこれと逆並列接続された
ダイオードからなる正極側アームと負極側自己消弧素子
およびこれと逆並列接続されたダイオードからなる負極
側アームとの直列接続体、および上記両自己消弧素子に
ゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を備え上記
両アームの接続点から交流出力を取り出す2レベルイン
バータを構成する電力変換装置であって、上記正極側ア
ームに流れる電流を検出するロゴスキー電流変換器を備
えたものにおいて、上記ゲートパルス発生器から上記負
極側自己消弧素子に供給されるゲートパルスオフのタイ
ミングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の
出力を零にリセットするものである。
A direct current detecting apparatus according to a seventh aspect of the present invention comprises a positive self-extinguishing element connected for each phase between both poles of an input DC power supply, and a diode connected in anti-parallel to the self-extinguishing element. A positive electrode side arm and a negative electrode side self-extinguishing element and a series connection body of a negative electrode side arm composed of a diode connected in anti-parallel thereto, and a gate pulse generator for supplying a gate pulse to the two self-extinguishing elements. A power conversion device comprising a two-level inverter for extracting an AC output from a connection point between both arms, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the positive side arm, wherein Detects the timing of turning off the gate pulse supplied to the negative side self-extinguishing element and resets the output of the integrator of the Rogowski current converter to zero Is shall.

【0014】また、この発明の請求項8に係る直流電流
検出装置は、2レベルインバータを構成する電力変換装
置であって、上記負極側アームに流れる電流を検出する
ロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲー
トパルス発生器から上記正極側自己消弧素子に供給され
るゲートパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴス
キー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするもの
である。
A DC current detecting device according to claim 8 of the present invention is a power conversion device constituting a two-level inverter, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the negative arm. In this device, an output of an integrator of the Rogowski current converter is reset to zero by detecting a timing of turning off a gate pulse supplied from the gate pulse generator to the self-extinguishing element on the positive electrode side.

【0015】また、この発明の請求項9に係る直流電流
検出装置は、正極、中性極および負極を有する入力直流
電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第1ないし
第4の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧素子
と逆並列接続されてそれぞれ第1ないし第4のアームを
構成する第1ないし第4のダイオード、上記入力直流電
源の中性極とそれぞれ上記第1、第2のアームの接続点
および上記第3、第4のアームの接続点との間に接続さ
れた第5および第6のダイオード、および上記各自己消
弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を
備え上記第2、第3のアームの接続点から交流出力を取
り出す3レベルインバータを構成する電力変換装置であ
って、上記第1のアームに流れる電流を検出するロゴス
キー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲートパル
ス発生器から上記第3の自己消弧素子に供給されるゲー
トパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴスキー電
流変換器の積分器の出力を零にリセットするものであ
る。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting apparatus according to the first to fourth aspects, wherein the input DC power supply having a positive electrode, a neutral electrode, and a negative electrode is connected for each phase between the positive and negative electrodes. A series connection of self-extinguishing elements, first to fourth diodes connected in anti-parallel with the self-extinguishing elements to form first to fourth arms, and a neutral pole of the input DC power supply, respectively Supplying a gate pulse to the fifth and sixth diodes connected between the connection point of the first and second arms and the connection point of the third and fourth arms, and to each of the self-extinguishing elements A power conversion device comprising a three-level inverter for extracting an AC output from a connection point between the second and third arms, the Rogowski current detecting the current flowing through the first arm. Converter The output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero by detecting the timing of turning off the gate pulse supplied from the gate pulse generator to the third self-extinguishing element. .

【0016】また、この発明の請求項10に係る直流電
流検出装置は、3レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記第4のアームに流れる電流を検出す
るロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲ
ートパルス発生器から上記第2の自己消弧素子に供給さ
れるゲートパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴ
スキー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするも
のである。
A DC current detecting device according to a tenth aspect of the present invention is a power conversion device constituting a three-level inverter, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the fourth arm. Wherein the timing of turning off the gate pulse supplied from the gate pulse generator to the second self-extinguishing element is detected, and the output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero. .

【0017】また、この発明の請求項11に係る直流電
流検出装置は、3レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記入力直流電源の中性極と上記第5お
よび第6のダイオードとの間に流れる電流を検出するロ
ゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲート
パルス発生器から上記第1および第4の自己消弧素子に
供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
するものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting device, comprising a three-level inverter, comprising a neutral pole of the input DC power source, the fifth and sixth diodes, A Rogowski current converter for detecting a current flowing between the gate pulse generator and the first and fourth self-extinguishing elements. This resets the output of the integrator of the Rogowski current converter to zero.

【0018】また、この発明の請求項12に係る直流電
流検出装置は、ゲートパルスオフの信号が与えられた自
己消弧素子のターンオフ動作により、それぞれ第1のロ
ゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち下がり、第2の
ロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち上がる場合、
上記第2のロゴスキー電流変換器の検出電流と当該自己
消弧素子のターンオフ動作によっては変化しない電力変
換装置の出力電流検出値とを加算した合成電流を求め、
上記第1のロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零に
リセットする無電流期間予測手段は、上記合成電流の零
レベルを検出したタイミングを出力するものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting apparatus according to the present invention, wherein the self-extinguishing element to which the gate pulse-off signal is supplied is turned off by the turn-off operation of the first Rogowski current converter. Falls and the detected current of the second Rogowski current converter rises,
A composite current is obtained by adding the detection current of the second Rogowski current converter and the output current detection value of the power converter that does not change due to the turn-off operation of the self-turn-off device,
The non-current period predicting means for resetting the output of the integrator of the first Rogowski current converter to zero outputs the timing at which the zero level of the combined current is detected.

【0019】また、この発明の請求項13に係る直流電
流検出装置は、2レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記正極側アームに流れる電流を検出す
る正極側ロゴスキー電流変換器、上記負極側アームに流
れる電流を検出する負極側ロゴスキー電流変換器、およ
び上記交流出力電流を検出する交流電流検出器を備えた
ものにおいて、上記負極側ロゴスキー電流変換器と交流
電流検出器との出力和が零レベルとなるタイミングを検
出して上記正極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力
を零にリセットするリセット信号を発生する正極側リセ
ット回路、および上記正極側ロゴスキー電流変換器と交
流電流検出器との出力和が零レベルとなるタイミングを
検出して上記負極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出
力を零にリセットするリセット信号を発生する負極側リ
セット回路を備えたものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting device, comprising a two-level inverter, a positive-side Rogowski current converter for detecting a current flowing through the positive-side arm, The negative-side Rogowski current converter for detecting the current flowing through the negative-side arm, and the one provided with an AC current detector for detecting the AC output current, wherein the negative-side Rogowski current converter and the AC current detector A positive-side reset circuit for detecting a timing at which the output sum of the positive-side becomes zero level and generating a reset signal for resetting the output of the integrator of the positive-side Rogowski current converter to zero; and the positive-side Rogowski current converter The output of the integrator of the above-mentioned negative side Rogowski current converter is reset to zero by detecting the timing at which the output sum of the current and the AC current detector becomes zero level. Those comprising a negative electrode side reset circuit for generating a that reset signal.

【0020】また、この発明の請求項14に係る直流電
流検出装置は、3レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記第1のアームに流れる電流を検出す
る正極側ロゴスキー電流変換器、上記第4のアームに流
れる電流を検出する負極側ロゴスキー電流変換器、上記
入力直流電源の中性極と上記第5および第6のダイオー
ドとの間に流れる電流を検出する中性極側ロゴスキー電
流変換器、および上記交流出力電流を検出する交流電流
検出器を備えたものにおいて、上記負極側ロゴスキー電
流変換器の出力と上記中性極側ロゴスキー電流変換器の
極性反転出力と上記交流電流検出器の出力との和が零レ
ベルとなるタイミングを検出して上記正極側ロゴスキー
電流変換器の積分器の出力を零にリセットするリセット
信号を発生する正極側リセット回路、上記正極側ロゴス
キー電流変換器の出力と上記中性極側ロゴスキー電流変
換器の出力と上記交流電流検出器の極性反転出力との和
が零レベルとなるタイミングを検出して上記負極側ロゴ
スキー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするリ
セット信号を発生する負極側リセット回路、および上記
正極側ロゴスキー電流変換器の極性反転出力と上記負極
側ロゴスキー電流変換器の出力と上記交流電流検出器の
出力との和が零レベルとなるタイミングを検出して上記
中性極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリ
セットするリセット信号を発生する中性極側リセット回
路を備えたものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting device, comprising a three-level inverter, wherein the positive side Rogowski current converter detects a current flowing through the first arm. A negative side Rogowski current converter for detecting a current flowing through the fourth arm, a neutral side detecting a current flowing between a neutral pole of the input DC power supply and the fifth and sixth diodes; Rogowski current converter, and in those having an AC current detector for detecting the AC output current, the output of the negative side Rogowski current converter and the polarity inversion output of the neutral side Rogowski current converter and A positive signal for generating a reset signal for resetting the output of the integrator of the Rogowski current converter on the positive side to zero by detecting the timing when the sum with the output of the AC current detector becomes zero level The reset circuit detects the timing at which the sum of the output of the positive-side Rogowski current converter, the output of the neutral-side Rogowski current converter, and the polarity inversion output of the AC current detector becomes zero level. A negative-side reset circuit for generating a reset signal for resetting the output of the integrator of the negative-side Rogowski current converter to zero; a polarity-inverted output of the positive-side Rogowski current converter and the negative-side Rogowski current converter; And a reset signal for resetting the output of the integrator of the Rogowski current converter on the neutral pole side to zero by detecting the timing when the sum of the output of the AC current detector and the output of the AC current detector becomes zero level. It has a pole-side reset circuit.

【0021】また、この発明の請求項15に係る直流電
流検出装置は、交流出力電流が零レベルとなるタイミン
グを検出し、当該タイミングから所定時間リセット回路
の出力を禁止するようにしたものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting apparatus which detects a timing at which an AC output current becomes a zero level and inhibits the output of the reset circuit for a predetermined time from the timing. .

【0022】また、この発明の請求項16に係る直流電
流検出装置は、請求項7に記載のロゴスキー電流変換器
の出力と請求項8に記載のロゴスキー電流変換器の出力
とを加算、または請求項13に記載の正極側ロゴスキー
電流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出力
とを加算して2レベルインバータの交流出力電流を検出
する加算器を備えたものである。
A DC current detecting device according to a sixteenth aspect of the present invention adds the output of the Rogowski current converter according to the seventh aspect to the output of the Rogowski current converter according to the eighth aspect, Alternatively, there is provided an adder for adding the output of the Rogowski current converter on the positive side and the output of the Rogowski current converter on the negative side to detect the AC output current of the two-level inverter.

【0023】また、この発明の請求項17に係る直流電
流検出装置は、請求項9に記載のロゴスキー電流変換器
の出力と請求項10に記載のロゴスキー電流変換器の出
力と請求項11に記載のロゴスキー電流変換器の出力と
を加算、または請求項14に記載の正極側ロゴスキー電
流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出力と
中性極側ロゴスキー電流変換器の出力とを加算して3レ
ベルインバータの交流出力電流を検出する加算器を備え
たものである。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting apparatus, comprising: an output of the Rogowski current converter according to the ninth aspect; an output of the Rogowski current converter according to the tenth aspect; 15. The output of the Rogowski current converter on the positive electrode side, the output of the Rogowski current converter on the negative electrode side, and the Rogowski current converter on the neutral pole side according to claim 14. And an adder for detecting the AC output current of the three-level inverter by adding the outputs of the three levels.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図に基づいて説明する。図1において、
4は積分器3のコンデンサC1を短絡するスイッチ、5
はこのスイッチ4にオン指令を発生するリセットパルス
発生器、6はこのリセットパルス発生器5の発生タイミ
ングを決定する無電流期間予測手段である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG.
4 is a switch for short-circuiting the capacitor C1 of the integrator 3;
Is a reset pulse generator for generating an ON command to the switch 4, and 6 is a non-current period predicting means for determining the generation timing of the reset pulse generator 5.

【0025】次に動作について、図2の動作波形を参照
して説明する。無電流期間予測手段6は直流電流の無電
流期間を予測して、各部の動作波形に示すように直流電
流Iの無電流期間にリセットパルス発生器5からリセッ
トパルス(同図(c))を発生させる。直流電流Iが広
幅パルスであれば、積分器3の出力Voutは直流電流I
の発生期間中に積分器3のコンデンサC1と抵抗R1と
で決まる時定数で減衰して無電流に切り替わるタイミン
グでは逆極性のレベルまで急減衰して保持されるが、リ
セットパルスによってスイッチ4が閉路すると、積分器
3のコンデンサC1がスイッチ4を通って急速放電して
積分器3の出力Vout(同図(d))は零になる。続い
て直流電流Iが立ち上がるタイミングでは積分器3の出
力Voutは零から立ち上がるようになり、直流電流Iに
応答する。なお、上記実施の形態1では、直流電流Iの
無電流期間の発生タイミング毎に積分器3をリセットす
るようにしたので広幅パルスの繰り返し波形の直流電流
を検出する場合にも応答性や精度が確保でき、また従来
の鉄心入りの電流検出器と異なり、鉄心が不要のロゴス
キー電流変換器が適用できることにより、小型で安価な
電流検出器を得ることができる。
Next, the operation will be described with reference to the operation waveforms of FIG. The no-current period estimating means 6 predicts a no-current period of the DC current, and outputs a reset pulse (FIG. 10C) from the reset pulse generator 5 during the no-current period of the DC current I as shown in the operation waveform of each section. generate. If the DC current I is a wide pulse, the output Vout of the integrator 3 becomes the DC current I
Is attenuated by a time constant determined by the capacitor C1 and the resistor R1 of the integrator 3 during the occurrence period of the integrator 3, and when the current is switched to no current, the level is rapidly attenuated to the level of the opposite polarity, but the switch 4 is closed by the reset pulse. Then, the capacitor C1 of the integrator 3 is rapidly discharged through the switch 4, and the output Vout ((d) in the figure) of the integrator 3 becomes zero. Subsequently, when the DC current I rises, the output Vout of the integrator 3 rises from zero and responds to the DC current I. In the first embodiment, the integrator 3 is reset at each occurrence timing of the non-current period of the DC current I. Therefore, the responsiveness and accuracy are low even when a DC current having a repetitive waveform of a wide pulse is detected. Since a Rogowski current converter that does not require an iron core can be applied, unlike a current detector with a conventional iron core, a small and inexpensive current detector can be obtained.

【0026】実施の形態2.なお、上記実施の形態1で
は、何らかの方法により直流電流の無電流期間を予測す
る無電流期間予測手段からの信号に基づき無電流期間に
積分器をリセットする方法を述べたが、各種電力変換装
置に適用した場合の具体的な無電流期間予測手段につい
て説明する。図3は降圧チョッパーへの適用例を示すも
ので、10aは正極Pと負極Nとを有する入力直流電
源、11aはGTOなど自己消弧型の半導体素子(以下
自己消弧素子と略す)、12aはダイオードで、この自
己消弧素子11aとダイオード12aとの中間接続点と
上記入力直流電源10aの負極Nとの間にリアクトル1
3aと出力直流電源14aとが直列接続されて周知の降
圧チョッパーが構成される。2aと3aはそれぞれロゴ
スキーコイルと積分器であって直流入力電源10aの正
極P側の直流電流、即ち、自己消弧素子11aに流れる
直流電流Ipを検出する。6aは上記降圧チョッパーの
ゲートパルス発生器であって、自己消弧素子11aへゲ
ート信号として出力するとともに、例えば、ワンショッ
トマルチバイブレータからなるリセットパルス発生器5
aにも出力される。4aは上記積分器3aのスイッチで
あって、このリセットパルス発生器5aの出力により閉
路動作する。
Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the method of resetting the integrator during the no-current period based on a signal from the no-current period prediction means for predicting the no-current period of the direct current by some method has been described. A description will now be given of a specific non-current period predicting means when the present invention is applied. FIG. 3 shows an example of application to a step-down chopper, where 10a is an input DC power supply having a positive electrode P and a negative electrode N, 11a is a self-extinguishing type semiconductor element such as GTO (hereinafter abbreviated as a self-extinguishing element), 12a Is a diode between the intermediate connection point between the self-extinguishing element 11a and the diode 12a and the negative electrode N of the input DC power supply 10a.
3a and the output DC power supply 14a are connected in series to form a well-known step-down chopper. Reference numerals 2a and 3a denote a Rogowski coil and an integrator, which detect a DC current on the positive electrode P side of the DC input power supply 10a, that is, a DC current Ip flowing through the self-extinguishing element 11a. Reference numeral 6a denotes a gate pulse generator of the step-down chopper, which outputs a gate signal to the self-extinguishing element 11a and, for example, a reset pulse generator 5 comprising a one-shot multivibrator.
a is also output. Reference numeral 4a denotes a switch of the integrator 3a, which is closed by the output of the reset pulse generator 5a.

【0027】ゲートパルス発生器6aから自己消弧素子
11aへゲートパルスオンの信号(以下、オンパルスと
称す)が与えられると、自己消弧素子11aが導通して
入力直流電源10aから自己消弧素子11a、リアクト
ル13a、出力直流電源14aの経路で入力直流電流I
pが流れる。ゲートパルスをオフすると自己消弧素子1
1aは不導通になり、出力直流電流Ioはリアクトル1
3a、出力直流電源14a、ダイオード12aの経路で
環流する。従って入力直流電流Ipは図4(c)の動作
波形に図示の如く、自己消弧素子11aのスイッチング
の状態に応じてパルス状の波形になる。厳密に言えば、
自己消弧素子11aのターンオン、ターンオフ動作には
数μ秒〜数10μ秒の時間遅れがあるために、ゲートパ
ルス(同図(a))のオン、オフのタイミングよりも遅
れて入力直流電流Ipは立ち上がり、立ち下がる。リセ
ットパルスの発生タイミングは、このゲートパルスと直
流入力電流Ipの動作時間差を利用しており、即ち、こ
こでは無電流期間予測手段としてゲートパルス発生器6
aのオンパルスの発生タイミングを採用しており、図4
(b)の動作波形に図示の如く、ゲートパルスの立ち上
がり(オン)のタイミングで、上記動作時間差以内の幅
のリセットパルス(パルス幅は、例えば2μS程度)を
積分器3aのリセットスイッチ4aに与えている。無電
流期間予測手段を以上のように構成することにより、直
流電流検出器の応答性、精度を確保できる。
When a gate pulse ON signal (hereinafter referred to as an ON pulse) is supplied from the gate pulse generator 6a to the self-extinguishing element 11a, the self-extinguishing element 11a conducts and the input DC power supply 10a supplies the self-extinguishing element. 11a, the reactor 13a, and the output DC power supply 14a.
p flows. When the gate pulse is turned off, self-extinguishing element 1
1a becomes non-conductive, and the output DC current Io is
3a, the output DC power supply 14a, and the diode 12a. Accordingly, as shown in the operation waveform of FIG. 4C, the input DC current Ip has a pulse-like waveform according to the switching state of the self-extinguishing element 11a. Strictly speaking,
The turn-on and turn-off operations of the self-extinguishing element 11a have a time delay of several microseconds to several tens of microseconds, so that the input DC current Ip is delayed later than the on / off timing of the gate pulse (FIG. 10A). Rises and falls. The generation timing of the reset pulse is based on the operation time difference between the gate pulse and the DC input current Ip.
The on-pulse generation timing of FIG.
As shown in the operation waveform of (b), a reset pulse (with a pulse width of, for example, about 2 μS) having a width within the operation time difference is applied to the reset switch 4a of the integrator 3a at the rising (on) timing of the gate pulse. ing. By configuring the non-current period predicting means as described above, the responsiveness and accuracy of the DC current detector can be secured.

【0028】実施の形態3.さらに、他の電力変換装置
へ適用した場合の具体的な無電流期間予測手段について
説明する。図5は昇圧チョッパーへの適用例を示すもの
で、10bは正極Pと負極Nを有する出力直流電源、1
1bは自己消弧素子、12bはダイオード、この自己消
弧素子11bとダイオード12bとの中間接続点と上記
出力直流電源10bの負極Nとの間にリアクトル13b
と入力直流電源14bとが直列接続されて周知の昇圧チ
ョッパーが構成される。2bと3bはそれぞれロゴスキ
ーコイルと積分器であって出力直流電源10bの正極P
側の直流電流、即ち、ダイオード12bに流れる直流電
流Ipを検出する。6bは上記昇圧チョッパーのゲート
パルス発生器であって、自己消弧素子11bへゲート信
号として出力するとともにリセットパルス発生器5bに
も出力される。4bは上記積分器3bのスイッチであっ
て、このリセットパルス発生器5bの出力により閉路動
作する。
Embodiment 3 Further, specific non-current period prediction means when applied to another power converter will be described. FIG. 5 shows an example of application to a step-up chopper, where 10b is an output DC power supply having a positive electrode P and a negative electrode N,
1b is a self-extinguishing element, 12b is a diode, and a reactor 13b is provided between an intermediate connection point between the self-extinguishing element 11b and the diode 12b and the negative electrode N of the output DC power supply 10b.
And the input DC power supply 14b are connected in series to form a well-known step-up chopper. 2b and 3b are a Rogowski coil and an integrator, respectively.
, Ie, the DC current Ip flowing through the diode 12b. Reference numeral 6b denotes a gate pulse generator of the step-up chopper, which outputs a gate signal to the self-extinguishing element 11b and also outputs it to the reset pulse generator 5b. Reference numeral 4b denotes a switch of the integrator 3b, which is closed by an output of the reset pulse generator 5b.

【0029】ゲートパルス発生器6bから自己消弧素子
11bへオンパルスが与えられると、自己消弧素子11
bが導通して入力直流電源14bから、リアクトル13
b、自己消弧素子11bの経路で直流入力電流Ioが流
れる。ゲートパルスをオフすると自己消弧素子11bは
不導通になり、入力直流電流Ioはダイオード12b、
出力直流電源10bの経路で流れる。従って出力直流電
流Ipは図6(c)の動作波形に図示の如く、自己消弧
素子11bのスイッチングの状態に応じてパルス状の波
形になる。厳密に言えば、自己消弧素子11bのターン
オン、ターンオフ動作には数μ秒〜数10μ秒の時間遅
れがあるために、ゲートパルス(同図(a))のオン、
オフのタイミングよりも遅れて出力直流電流Ipは立ち
上がり、立ち下がる。リセットパルスの発生タイミング
はゲートパルスと電流Ipの動作時間差を利用してお
り、即ち、ここでは、無電流期間予測手段としてゲート
パルス発生器6bのゲートパルスオフの信号の発生タイ
ミングを採用しており、図6(b)の動作波形に図示の
如く、ゲートパルスの立ち下がり(オフ)のタイミング
で、上記動作時間差以内の幅のリセットパルスを積分器
3bのリセットスイッチ4bに与えている。無電流期間
予測手段を以上のように構成することにより、直流電流
検出器の応答性、精度を確保できる。
When an on-pulse is applied from gate pulse generator 6b to self-extinguishing element 11b, self-extinguishing element 11
b conducts and the input DC power supply 14b
b, DC input current Io flows through the path of self-extinguishing element 11b. When the gate pulse is turned off, the self-extinguishing element 11b becomes non-conductive, and the input DC current Io is
It flows through the path of the output DC power supply 10b. Accordingly, the output DC current Ip has a pulse-like waveform according to the switching state of the self-extinguishing element 11b as shown in the operation waveform of FIG. 6C. Strictly speaking, the turn-on and turn-off operations of the self-extinguishing element 11b have a time delay of several microseconds to several tens of microseconds, so that the gate pulse ((a) in FIG.
The output DC current Ip rises and falls later than the OFF timing. The generation timing of the reset pulse utilizes the operation time difference between the gate pulse and the current Ip. That is, here, the generation timing of the gate pulse off signal of the gate pulse generator 6b is adopted as the no-current period prediction means. As shown in the operation waveform of FIG. 6B, a reset pulse having a width within the operation time difference is given to the reset switch 4b of the integrator 3b at the timing of the fall (off) of the gate pulse. By configuring the non-current period predicting means as described above, the responsiveness and accuracy of the DC current detector can be secured.

【0030】実施の形態4.また、他の電力変換装置へ
適用した場合の具体的な無電流期間予測手段について説
明する。図7は2レベルインバータへの適用例を示すも
ので、10cは正極Pと負極Nとを有する入力直流電
源、11Pと11Nは自己消弧素子であって直列接続さ
れてこの入力直流電源10cの正極Pと負極Nとの間に
接続され、12Pと12Nはダイオードであってそれぞ
れこの自己消弧素子11Pと11Nとに逆並列接続さ
れ、上記自己消弧素子11Pと11Nとの中間接続点か
ら交流出力端子AC(このAC端子側には一般にインダ
クタンス要素を含む交流電源あるいは交流電動機などが
接続されるが、省略して図示している。)を得るように
して周知の2レベルインバータの1相分が構成される。
2Pと3Pはそれぞれロゴスキーコイルと積分器であっ
て、自己消弧素子11Pとダイオード12Pとからなる
正極側アームに流れる直流電流Ipを検出する。2Nと
3Nはそれぞれロゴスキーコイルと積分器であって、自
己消弧素子11Nとダイオード12Nからなる負極側ア
ームに流れる直流電流Inを検出する。6cは上記2レ
ベルインバータのゲートパルス発生器であって、自己消
弧素子11Pと11Nとへゲート信号として出力すると
ともにリセットパルス発生器5Pと5Nとにも出力され
る。4Pと4Nはそれぞれ上記積分器3Pと3Nのスイ
ッチであって、このリセットパルス発生器5Pと5Nの
出力により閉路動作する。
Embodiment 4 Further, a specific non-current period prediction unit when applied to another power converter will be described. FIG. 7 shows an example of application to a two-level inverter, where 10c is an input DC power supply having a positive electrode P and a negative electrode N, 11P and 11N are self-extinguishing elements connected in series and Connected between the positive electrode P and the negative electrode N, 12P and 12N are diodes which are connected in anti-parallel to the self-extinguishing elements 11P and 11N, respectively, from the intermediate connection point between the self-extinguishing elements 11P and 11N. One phase of a well-known two-level inverter is obtained so as to obtain an AC output terminal AC (an AC power supply or an AC motor generally including an inductance element is connected to the AC terminal side, but is omitted in the drawing). Minutes are configured.
Reference numerals 2P and 3P denote a Rogowski coil and an integrator, respectively, which detect a DC current Ip flowing through a positive arm formed by a self-extinguishing element 11P and a diode 12P. Reference numerals 2N and 3N denote a Rogowski coil and an integrator, respectively, which detect a DC current In flowing through a negative arm formed by a self-extinguishing element 11N and a diode 12N. Reference numeral 6c denotes a gate pulse generator of the two-level inverter, which outputs a gate signal to the self-extinguishing elements 11P and 11N as well as to the reset pulse generators 5P and 5N. 4P and 4N are switches of the integrators 3P and 3N, respectively, and perform a closing operation by the outputs of the reset pulse generators 5P and 5N.

【0031】図8に示す動作波形において、電力変換装
置の出力電流Ioが図7に図示される極性(以下、正極
性と定義する)で流れている場合(図8の[I])に
は、ゲートパルス発生器6cから自己消弧素子11Pへ
オンパルスが与えられている状態では入力直流電源10
cの正極Pから自己消弧素子11Pを通って電力変換装
置の出力電流Ioが流れる。次に自己消弧素子11Pへ
ゲートパルスオフの信号(以下、オフパルスと称す)を
与えると、自己消弧素子11Pは不導通になり、入力直
流電源10cの負極Nからダイオード12Nを通って電
力変換装置の出力電流Ioが流れる。自己消弧素子11
Pへのオフパルス発生時点から直流短絡防止期間Td後
に自己消弧素子11Nにオンパルスが与えられるが、電
力変換装置の出力電流Ioはダイオード12Nを通って
流れ続け、次の自己消弧素子11Pへのオンパルスによ
り自己消弧素子11Pが導通するとダイオード12Nの
電流は自己消弧素子11Pに転流する。
In the operation waveform shown in FIG. 8, when the output current Io of the power converter flows with the polarity shown in FIG. 7 (hereinafter, defined as positive polarity) ([I] in FIG. 8) In the state where an ON pulse is applied from gate pulse generator 6c to self-extinguishing element 11P, input DC power supply 10
An output current Io of the power converter flows from the positive pole P of the power supply c through the self-extinguishing element 11P. Next, when a gate-pulse-off signal (hereinafter, referred to as an off-pulse) is applied to the self-arc-suppressing element 11P, the self-arc-suppressing element 11P becomes non-conductive, and the power is converted from the negative electrode N of the input DC power supply 10c through the diode 12N. The output current Io of the device flows. Self-extinguishing element 11
An on-pulse is given to the self-turn-off element 11N after the DC short-circuit prevention period Td from the point of occurrence of the off-pulse to P, but the output current Io of the power converter continues to flow through the diode 12N, and When the self-extinguishing element 11P is turned on by the ON pulse, the current of the diode 12N commutates to the self-extinguishing element 11P.

【0032】次に電力変換装置の出力電流Ioの極性が
図示と逆極性の場合(図8の[II])には、自己消弧
素子11Pにオンパルスが与えられても出力電流Ioは
ダイオード12Pを通って入力直流電源10cの正極P
へ流れ、次の自己消弧素子11Nのオンパルスにより、
自己消弧素子11Nが導通するとダイオード12Pの電
流は自己消弧素子11Nに転流する。その後、自己消弧
素子11Nのオフパルスにより、自己消弧素子11Nの
電流はダイオード12Pに転流し、続いてTd後に自己
消弧素子11Pにオンパルスを与えても自己消弧素子1
1Nにオンパルスが与えられるまでダイオード12Pを
流れ続ける。このようにP側およびN側の直流電流Ip
およびInは図示(図8(e)(f)(i)(j))の
ごとく、自己消弧素子11Pおよび11Nのスイッチン
グ状態に応じてパルス状の波形になり、しかも自己消弧
素子11Pおよび11Nのスイッチング動作遅れによ
り、直流電流IpおよびInの立ち上がり、立ち下がり
動作もゲートパルス発生時点から時間遅れが生じる。
Next, when the polarity of the output current Io of the power converter is opposite to that shown in FIG. 8 ([II] in FIG. 8), the output current Io is reduced to the diode 12P even if an ON pulse is given to the self-extinguishing element 11P. Through the positive pole P of the input DC power supply 10c.
To the next self-extinguishing element 11N,
When the self-extinguishing element 11N conducts, the current of the diode 12P commutates to the self-extinguishing element 11N. Thereafter, due to the off-pulse of the self-extinguishing element 11N, the current of the self-extinguishing element 11N is diverted to the diode 12P.
It keeps flowing through the diode 12P until an ON pulse is given to 1N. Thus, the P-side and N-side DC currents Ip
As shown in FIGS. 8 (e), (f), (i) and (j), In has a pulse-like waveform in accordance with the switching state of the self-extinguishing elements 11P and 11N. Due to the switching operation delay of 11N, the rising and falling operations of the DC currents Ip and In also have a time delay from the gate pulse generation time.

【0033】リセットパルスの発生タイミングは図8
(c)(d)の動作波形に示すように、P側の直流電流
Ipを検出する積分器3Pのスイッチ4Pに対しては自
己消弧素子11Nへのオンパルスの立ち下がりタイミン
グ(すなわち自己消弧素子11Nへのオフパルスのタイ
ミング)でリセットパルス発生器5Pによりリセットパ
ルスを発生して閉路し、N側の直流電流Inを検出する
積分器3Nのスイッチ4Nに対しては自己消弧素子11
Pへのオンパルスの立ち下がりタイミング(すなわち自
己消弧素子11Pへのオフパルスのタイミング)でリセ
ットパルス発生器5Nによりリセットパルスを発生して
閉路する。このように無電流期間予測手段を構成するこ
とにより、交流出力電流Ioの極性に関係なく直流電流
の無電流期間に積分器のリセット動作が確実に行え、直
流電流検出器の応答性、精度を確保できる。
The generation timing of the reset pulse is shown in FIG.
(C) As shown in the operation waveforms of (d), for the switch 4P of the integrator 3P that detects the DC current Ip on the P side, the falling timing of the ON pulse to the self-extinguishing element 11N (that is, self-extinguishing) The reset pulse is generated by the reset pulse generator 5P at the timing of the off pulse to the element 11N), the circuit is closed, and the switch 4N of the integrator 3N that detects the N-side DC current In is connected to the self-extinguishing element 11P.
A reset pulse is generated by the reset pulse generator 5N at the falling timing of the ON pulse to P (that is, the timing of the OFF pulse to the self-extinguishing element 11P) to close the circuit. By configuring the non-current period prediction means in this manner, the reset operation of the integrator can be reliably performed during the non-current period of the DC current regardless of the polarity of the AC output current Io, and the responsiveness and accuracy of the DC current detector can be improved. Can be secured.

【0034】実施の形態5.また、他の電力変換装置へ
適用した場合の具体的な無電流期間予測手段について説
明する。図9は3レベルインバータへの適用例を示すも
ので、10pと10nとは直列接続の構成で正極P、中
性極C、負極Nを有する入力直流電源、11P1、11
P2、11N2、11N1は第1ないし第4の自己消弧
素子であって直列接続されてこの入力直流電源10pの
正極Pと入力直流電源10nの負極Nとの間に接続さ
れ、12P1、12P2、12N2、12N1は第1な
いし第4のダイオードであってそれぞれこの自己消弧素
子11P1、11P2、11N2、11N1に逆並列接
続され、15Pおよび15Nは第5および第6のダイオ
ードであってそれぞれ上記入力直流電源10pと入力直
流電源10nとの中間接続点である中性極Cと上記自己
消弧素子11P1と11P2との中間接続点との間およ
び上記中性極Cと上記自己消弧素子11N2と11N1
との中間接続点との間に接続され、上記自己消弧素子1
1P2と11N2との中間接続点から交流出力端子AC
(このAC端子側には一般にインダクタンス要素を含む
交流電源あるいは交流電動機などが接続されるが、省略
して図示している。)を得るようにして周知の3レベル
インバータの1相分が構成される。
Embodiment 5 Further, a specific non-current period prediction unit when applied to another power converter will be described. FIG. 9 shows an example of application to a three-level inverter, where 10p and 10n are connected in series in an input DC power supply having a positive pole P, a neutral pole C and a negative pole N, 11P1, 11P.
P2, 11N2, and 11N1 are first to fourth self-extinguishing elements which are connected in series and connected between the positive pole P of the input DC power supply 10p and the negative pole N of the input DC power supply 10n. 12N2 and 12N1 are first to fourth diodes which are connected in anti-parallel to the self-turn-off devices 11P1, 11P2, 11N2 and 11N1, respectively. Between the neutral pole C, which is an intermediate connection point between the DC power supply 10p and the input DC power supply 10n, and the intermediate connection point between the self-extinguishing elements 11P1 and 11P2, and between the neutral pole C and the self-extinguishing element 11N2. 11N1
The self-extinguishing element 1
AC output terminal AC from the intermediate connection point between 1P2 and 11N2
(An AC power supply or an AC motor including an inductance element is generally connected to the AC terminal side, but is omitted from the drawing.) One phase of a well-known three-level inverter is configured so as to be obtained. You.

【0035】2Pと3Pはそれぞれロゴスキーコイルと
積分器であって、自己消弧素子11P1とダイオード1
2P1とからなる第1のアームに流れる直流電流Ipを
検出する。2Nと3Nはそれぞれロゴスキーコイルと積
分器であって、自己消弧素子11N1とダイオード12
N1とからなる第4のアームに流れる直流電流Inを検
出する。2Cと3Cはそれぞれロゴスキーコイルと積分
器であって、入力直流電源10pおよび10nの中間接
続点である中性極Cとダイオード15Pおよびダイオー
ド15Nとの間に流れる直流電流Icを検出する。6d
は上記3レベルインバータのゲートパルス発生器であっ
て、自己消弧素子11P1、11P2、11N2、11
N1へゲート信号として出力するとともにリセットパル
ス発生器5P、5N、5Cにも出力される。4P、4
N、4Cはそれぞれ上記積分器3P、3N、3Cのスイ
ッチであって、このリセットパルス発生器5P、5N、
5Cの出力により閉路動作する。
Reference numerals 2P and 3P denote a Rogowski coil and an integrator, respectively, which are a self-extinguishing element 11P1 and a diode 1P.
The DC current Ip flowing through the first arm composed of 2P1 is detected. 2N and 3N are a Rogowski coil and an integrator, respectively.
The DC current In flowing through the fourth arm composed of N1 is detected. Reference numerals 2C and 3C denote a Rogowski coil and an integrator, respectively, which detect a DC current Ic flowing between the neutral pole C, which is an intermediate connection point between the input DC power supplies 10p and 10n, and the diodes 15P and 15N. 6d
Is a gate pulse generator of the above three-level inverter, and includes self-extinguishing elements 11P1, 11P2, 11N2, 11
It is output to N1 as a gate signal and is also output to reset pulse generators 5P, 5N, and 5C. 4P, 4
N, 4C are switches of the integrators 3P, 3N, 3C, respectively, and the reset pulse generators 5P, 5N,
The circuit is closed by the output of 5C.

【0036】図10に示す動作波形において、電力変換
装置の出力電流Ioが図9に図示される極性(以下、正
極性と定義する)で流れている場合(図10の[I])
には、ゲートパルス発生器6dから自己消弧素子11P
2と11N2とへオンパルスが与えられている状態では
入力直流電源10pおよび10nの中性極C側からダイ
オード15Pと自己消弧素子11P2とを通って電力変
換装置の出力電流Ioが流れる。次に自己消弧素子11
N2へオフパルスを与えると自己消弧素子11N2は不
導通になるが、出力電流Ioはダイオード15Pと自己
消弧素子11P2とを通って流れ続け、自己消弧素子1
1N2へのオフパルス発生時点から直流短絡防止期間T
d後に自己消弧素子11P1にオンパルスを与えると、
電力変換装置の出力電流Ioはダイオード15Pから自
己消弧素子11P1に転流して入力直流電源10pの正
極Pから自己消弧素子11P1と11P2とを通って出
力電流Ioは流れる。
In the operation waveform shown in FIG. 10, when the output current Io of the power converter flows in the polarity shown in FIG. 9 (hereinafter, defined as positive polarity) ([I] in FIG. 10).
The self-extinguishing element 11P from the gate pulse generator 6d.
2 and 11N2, the output current Io of the power converter flows from neutral side C of input DC power supplies 10p and 10n through diode 15P and self-extinguishing element 11P2. Next, the self-extinguishing element 11
When an off-pulse is applied to N2, the self-extinguishing element 11N2 becomes non-conductive, but the output current Io continues to flow through the diode 15P and the self-extinguishing element 11P2,
DC short circuit prevention period T from the time of off pulse generation to 1N2
When an ON pulse is given to the self-extinguishing element 11P1 after d,
The output current Io of the power converter is commutated from the diode 15P to the self-extinguishing element 11P1, and the output current Io flows from the positive pole P of the input DC power supply 10p through the self-extinguishing elements 11P1 and 11P2.

【0037】次に自己消弧素子11P1にオフパルスを
与えると自己消弧素子11P1は不導通になり、出力電
流Ioは再度ダイオード15Pに転流して流れる。自己
消弧素子11P1へのオフパルス発生時点からTd後に
再度、自己消弧素子11N2へオンパルスを与えても出
力電流Ioの通流経路は変化しない。次に自己消弧素子
11P2にオフパルスを与えると自己消弧素子11P2
が不導通になり、出力電流Ioは入力直流電源10nの
負極Nからダイオード12N1と12N2とを通って流
れ、さらにTd後に自己消弧素子11N1へオンパルス
が与えられても出力電流Ioの通流経路は変化せず、自
己消弧素子11N1へオフパルスを与えてそのTd後に
自己消弧素子11P2に再度オンパルスを与えた時点で
出力電流Ioは中性極Cからダイオード15Pと自己消
弧素子11P2とを通って流れる。
Next, when an off-pulse is applied to the self-turn-off device 11P1, the self-turn-off device 11P1 becomes non-conductive, and the output current Io is again commutated to the diode 15P and flows. Even if the on-pulse is again applied to the self-extinguishing element 11N2 after Td from the time of generation of the off-pulse to the self-extinguishing element 11P1, the flow path of the output current Io does not change. Next, when an off-pulse is given to the self-extinguishing element 11P2,
Becomes non-conductive, the output current Io flows from the negative electrode N of the input DC power supply 10n through the diodes 12N1 and 12N2, and even if an on-pulse is given to the self-extinguishing element 11N1 after Td, the flow path of the output current Io Does not change, and when an off-pulse is applied to the self-extinguishing element 11N1 and an on-pulse is applied again to the self-extinguishing element 11P2 after Td, the output current Io changes from the neutral pole C to the diode 15P and the self-extinguishing element 11P2. Flow through.

【0038】次に電力変換装置の出力電流Ioの極性が
図示と逆極性の場合(図10の[II])には、自己消
弧素子11P2と11N2とにオンパルスが与えられて
いる状態では出力電流Ioは自己消弧素子11N2とダ
イオード15Nとを通って中性極C側へ流れる。次に自
己消弧素子11N2へオフパルスを与えると自己消弧素
子11N2が不導通になり、出力電流Ioはダイオード
12P2と12P1とを通って入力直流電源10pの正
極Pへ流れる。そのTd後に自己消弧素子11P1へオ
ンパルスを与えても出力電流Ioの通流経路は変化せ
ず、自己消弧素子11P1へオフパルスを与えてそのT
d後に自己消弧素子11N2に再度オンパルスを与えた
時点で出力電流Ioは自己消弧素子11N2とダイオー
ド15Nとを通って中性極C側へ流れる。次に自己消弧
素子11P2にオフパルスを与えても出力電流Ioの通
流経路は変化せず、そのTd後に自己消弧素子11N1
へオンパルスを与えるとダイオード15Nから自己消弧
素子11N1へ転流し、出力電流Ioは自己消弧素子1
1N2と11N1とを通って入力直流電源10nの負極
Nへ流れる。
Next, when the polarity of the output current Io of the power converter is opposite to that shown in FIG. 10 ([II] in FIG. 10), the output is maintained when the on-pulse is given to the self-extinguishing elements 11P2 and 11N2. Current Io flows to neutral pole C through self-extinguishing element 11N2 and diode 15N. Next, when an off-pulse is applied to self-turn-off element 11N2, self-turn-off element 11N2 becomes non-conductive, and output current Io flows to positive pole P of input DC power supply 10p through diodes 12P2 and 12P1. Even if an on-pulse is applied to the self-extinguishing element 11P1 after Td, the flow path of the output current Io does not change.
When the ON pulse is again applied to the self-extinguishing element 11N2 after d, the output current Io flows to the neutral pole C through the self-extinguishing element 11N2 and the diode 15N. Next, even if an off-pulse is applied to self-turn-off element 11P2, the flow path of output current Io does not change, and after Td, self-turn-off element 11N1
When an on-pulse is applied, the diode 15N commutates to the self-extinguishing element 11N1, and the output current Io becomes
It flows to the negative electrode N of the input DC power supply 10n through 1N2 and 11N1.

【0039】次に自己消弧素子11N1へオフパルスを
与えると自己消弧素子11N1が不導通になり、出力電
流Ioは再度自己消弧素子11N2とダイオード15N
を通って中性極C側へ流れる。そのTd後に自己消弧素
子11P2にオンパルスを与えても出力電流Ioの通流
経路は変化しない。このようにP側、C側およびN側の
直流電流Ip、IcおよびInは図示(図10(h)
(i)(j)(n)(o)(p))のごとく、自己消弧
素子11P1、11P2,11N2、11N1のスイッ
チング状態に応じてパルス状の波形になり、しかも自己
消弧素子11P1、11P2,11N2、11N1のス
イッチング動作遅れにより、直流電流Ip、Icおよび
Inの立ち上がり、立ち下がり動作もゲートパルス発生
時点から時間遅れが生じる。
Next, when an off-pulse is applied to the self-turn-off element 11N1, the self-turn-off element 11N1 becomes non-conductive, and the output current Io is again increased by the self-turn-off element 11N2 and the diode 15N.
Through the neutral pole C side. Even if an on-pulse is applied to the self-extinguishing element 11P2 after Td, the flow path of the output current Io does not change. As described above, the DC currents Ip, Ic, and In on the P, C, and N sides are illustrated (FIG. 10H).
As shown in (i) (j) (n) (o) (p)), a pulse-like waveform is formed according to the switching state of the self-extinguishing elements 11P1, 11P2, 11N2, 11N1, and the self-extinguishing elements 11P1, Due to the switching operation delay of 11P2, 11N2, and 11N1, the rising and falling operations of DC currents Ip, Ic, and In also have a time delay from the gate pulse generation time.

【0040】リセットパルスの発生タイミングは図10
(e)(f)(g)の動作波形に示すように、P側の直
流電流Ipを検出する積分器3Pのスイッチ4Pに対し
ては自己消弧素子11N2へのオンパルスの立ち下がり
タイミング(すなわち自己消弧素子11N2のオフパル
スのタイミング)でリセットパルス発生器5Pによりリ
セットパルスを発生して閉路し、N側の直流電流Inを
検出する積分器3Nのスイッチ4Nに対しては自己消弧
素子11P2へのオンパルスの立ち下がりタイミング
(すなわち自己消弧素子11P2のオフパルスのタイミ
ング)でリセットパルス発生器5Nによりリセットパル
スを発生して閉路し、C側の直流電流Icを検出する積
分器3Cのスイッチ4Cに対しては自己消弧素子11P
1へのオンパルスの立ち下がりタイミング(すなわち自
己消弧素子11P1のオフパルスのタイミング)でリセ
ットパルス発生器5CPにより発生するリセットパルス
と自己消弧素子11N1へのオンパルスの立ち下がりタ
イミング(すなわち自己消弧素子11N1のオフパルス
のタイミング)でリセットパルス発生器5CNにより発
生するリセットパルスのOR回路5COの出力によって
リセットパルスを発生して閉路する。このように無電流
期間予測手段を構成することにより、交流出力電流Io
の極性に関係なく直流電流の無電流期間に積分器のリセ
ット動作が確実に行え、直流電流検出器の応答性、精度
を確保できる。
The generation timing of the reset pulse is shown in FIG.
As shown in the operation waveforms of (e), (f), and (g), for the switch 4P of the integrator 3P that detects the P-side DC current Ip, the falling timing of the ON pulse to the self-extinguishing element 11N2 (ie, The reset pulse is generated by the reset pulse generator 5P at the timing of the off-pulse of the self-extinguishing element 11N2), the circuit is closed, and the switch 4N of the integrator 3N for detecting the DC current In on the N side is self-extinguishing element 11P2. The reset pulse is generated by the reset pulse generator 5N at the falling timing of the ON pulse (ie, the timing of the OFF pulse of the self-turn-off device 11P2), the switch is closed, and the switch 4C of the integrator 3C detects the DC current Ic on the C side. Self-extinguishing element 11P
1 (that is, the timing of the off-pulse of the self-turn-off element 11P1) and the reset pulse generated by the reset pulse generator 5CP and the falling timing of the on-pulse to the self-turn-off element 11N1 (that is, the self-turn-off element) At the timing of the off pulse of 11N1, a reset pulse is generated by the output of the OR circuit 5CO of the reset pulse generated by the reset pulse generator 5CN and the circuit is closed. By configuring the no-current period prediction means in this way, the AC output current Io
Irrespective of the polarity of the DC current, the reset operation of the integrator can be reliably performed during the non-current period of the DC current, and the responsiveness and accuracy of the DC current detector can be secured.

【0041】実施の形態6.なお、上記実施の形態2〜
5では無電流期間予測手段として各種の電力変換装置に
おけるゲートパルス発生器からのスイッチングタイミン
グを利用して構成したものを述べたが、その他の原理に
基づく具体的な無電流期間予測手段について説明する。
図11は2レベルインバータへの適用例を示すもので、
出力端AC側に従来型の交流電流検出器である出力電流
検出器16が付加されている以外は上記図7と同じ主回
路で構成されている。17PはN側の直流電流Inを検
出する積分器3Nの出力VoutNと上記出力電流検出
器16の出力VoutOとを加算する加算器、18Pは
この加算器17Pの出力の0レベルを検出する0レベル
検出器であって、その出力はリセットパルス発生器5P
へ与えられる。19は極性反転器であって、上記出力電
流検出器16の出力VoutOの極性を反転する。17
NはP側の直流電流Ipを検出する積分器3Pの出力V
outPと上記極性反転器19の出力とを加算する加算
器、18Nはこの加算器17Nの出力の0レベルを検出
する0レベル検出器であって、その出力はリセットパル
ス発生器5Nへ与えられる。
Embodiment 6 FIG. Embodiment 2 above
In No. 5, a non-current period predicting means based on switching timing from a gate pulse generator in various types of power conversion devices is described as a non-current period predicting means. Specific non-current period predicting means based on other principles will be described. .
FIG. 11 shows an example of application to a two-level inverter.
The main circuit is the same as that of FIG. 7 except that an output current detector 16 which is a conventional AC current detector is added to the output terminal AC side. 17P is an adder for adding the output VoutN of the integrator 3N for detecting the N side DC current In and the output VoutO of the output current detector 16, and 18P is a 0 level for detecting the 0 level of the output of the adder 17P. A detector whose output is a reset pulse generator 5P
Given to. Reference numeral 19 denotes a polarity inverter which inverts the polarity of the output VoutO of the output current detector 16. 17
N is the output V of the integrator 3P for detecting the DC current Ip on the P side.
An adder 18N for adding outP to the output of the polarity inverter 19 is a 0 level detector for detecting a 0 level of the output of the adder 17N, and the output is supplied to a reset pulse generator 5N.

【0042】次に動作について図12を参照して説明す
る。なお、出力電流Ioの極性は図示の正極性で一定と
仮定しているが、負極性の場合も同様の動作となる。ま
た、説明の重複を避けるために主回路の動作については
省略する。2レベルインバータにおいては上記図7およ
び図8における主回路の詳細な動作説明からも理解され
るように各部の電流には次の関係式が成り立つ。 Io=Ip−In (1) 上記(1)式から直流電流IpおよびInは次のように
展開できる。 Ip=Io+In (2) In=Ip−Io (3)
Next, the operation will be described with reference to FIG. Although the polarity of the output current Io is assumed to be constant at the illustrated positive polarity, the same operation is performed in the case of the negative polarity. The operation of the main circuit is omitted to avoid duplication of the description. In the two-level inverter, as will be understood from the detailed description of the operation of the main circuit in FIGS. Io = Ip-In (1) From the above equation (1), the direct currents Ip and In can be expanded as follows. Ip = Io + In (2) In = Ip−Io (3)

【0043】この実施の形態6における無電流期間予測
手段は上記(2)および(3)式に基づき、直流電流I
pおよびInの無電流期間を予測するものである。ゲー
トパルス発生器6Cから自己消弧素子11Pへオフパル
スが与えられると自己消弧素子11Pは不導通になり、
P側の直流電流Ipが0になるとともに交流出力電流I
oはダイオード12Nを通って流れる。その結果、Io
=−Inになることにより、IoとInが分かれば上記
(2)式からIp=0になるタイミングを予測できる。
交流出力電流Ioの極性が正極性の場合には自己消弧素
子11NをゲートオフしてからTd後に自己消弧素子1
1Pをゲートオンすると交流出力電流Ioはダイオード
12Nから自己消弧素子11Pに転流して流れる。その
結果、Io=Ipになることにより、IoとIpが分か
れば上記(3)式からIn=0になるタイミングを予測
できる。
The non-current period predicting means according to the sixth embodiment is based on the above equations (2) and (3).
This is to estimate the non-current period of p and In. When an off-pulse is applied from the gate pulse generator 6C to the self-extinguishing element 11P, the self-extinguishing element 11P becomes non-conductive,
When the DC current Ip on the P side becomes 0 and the AC output current I
o flows through the diode 12N. As a result, Io
By setting = −In, if Io and In are known, the timing at which Ip = 0 can be predicted from the above equation (2).
When the polarity of the AC output current Io is positive, the self-arc-extinguishing element 1N is gated off and the self-arc-extinguishing element 1N is turned on after Td.
When the gate of 1P is turned on, the AC output current Io commutates from the diode 12N to the self-extinguishing element 11P and flows. As a result, when Io = Ip, if Io and Ip are known, the timing at which In = 0 can be predicted from the above equation (3).

【0044】加算器17PはIpの予測のために上記
(2)式の演算をIoおよびInの検出値であるVou
tOおよびVoutNを利用して行い、また、加算器1
7NはInの予測のために上記(3)式の演算をIoお
よびIpの検出値であるVoutOおよびVoutPを
利用して行う。その結果、上記加算器17Pおよび17
Nの出力は実際の直流電流IpおよびInの波形と同じ
ものを得る(図12(h)(i))。0レベル検出器1
8Pおよび18Nは上記加算器17Pおよび17Nの出
力の0レベルを検出してL出力する(図12(j)
(k))。リセットパルス発生器5Pおよび5Nは上記
0レベル検出器18Pおよび18Nの出力の立ち下がり
時点(すなわちIpおよびInの電流が0に変化する時
点)の直後にリセットパルスを発生する(図12(l)
(m))。このように無電流期間予測手段を構成するこ
とにより、直流電流の無電流期間の初期に積分器のリセ
ット動作が確実に行え、直流電流検出器の応答性、精度
を確保できる。
The adder 17P uses the calculation of the above equation (2) for the prediction of Ip and Vou, which is the detected value of Io and In.
This is performed by using tO and VoutN.
7N performs the operation of the above equation (3) for the prediction of In using the detected values VoutO and VoutP of Io and Ip. As a result, the adders 17P and 17P
As the output of N, the same waveform as the actual DC currents Ip and In is obtained (FIG. 12 (h) (i)). 0 level detector 1
8P and 18N detect the 0 level of the outputs of the adders 17P and 17N and output L (FIG. 12 (j)).
(K)). The reset pulse generators 5P and 5N generate reset pulses immediately after the falling points of the outputs of the 0-level detectors 18P and 18N (that is, the points at which the currents of Ip and In change to 0) (FIG. 12 (l)).
(M)). By configuring the non-current period predicting means in this manner, the reset operation of the integrator can be reliably performed at the beginning of the non-current period of the DC current, and the responsiveness and accuracy of the DC current detector can be secured.

【0045】なお、自己の積分器の出力自体から無電流
期間を求め当該自己の積分器をリセットすることも考え
られるが、以下の理由で望ましい結果は得られない。即
ち、自己の積分器の出力の立ち下がりのタイミングでリ
セットする方法は、電流のリップル変動等を考慮した場
合、電流が零にならない、従って、無電流期間でないと
きにもリセットがかかり、誤差が増加するという欠点が
ある。また、自己の積分器の出力の0レベルを検出する
方法は、複雑な波形の通電電流を積分している期間中の
累積誤差により、電流零点を正確に検出できない場合が
ある。これに対し、この実施の形態6による方法は、加
算する交流出力電流Ioはこの直流電流の急変時に変化
しないので、実質的に、自己の積分器ではなく、対側の
積分器、例えば積分器3Pのリセットを行うための無電
流期間の予測は、対側の積分器3Nを対象に、その出力
が零から立ち上がるタイミングを検出することになるの
で、積分器の誤差が小さく正確な予測が可能となる訳で
ある。
It is also conceivable to determine a no-current period from the output of the own integrator itself and reset the own integrator. However, a desired result cannot be obtained for the following reasons. That is, in the method of resetting at the timing of the falling edge of the output of the integrator, the current does not become zero when the ripple fluctuation of the current is considered. There is a disadvantage that it increases. In the method of detecting the zero level of the output of the integrator, the current zero point may not be accurately detected due to the accumulated error during the integration of the conducting current having a complicated waveform. On the other hand, in the method according to the sixth embodiment, the AC output current Io to be added does not change when the DC current changes abruptly. Prediction of the no-current period for resetting 3P is performed by detecting the timing at which the output rises from zero for the integrator 3N on the opposite side, so that the error of the integrator is small and accurate prediction is possible. That is,

【0046】実施の形態7.なお、上記実施の形態6で
は2レベルインバータにおける無電流期間予測手段とし
て交流出力電流および直流電源の対の極側の直流電流の
各検出値からの演算により予測するように構成したもの
を述べたが、交流出力電流Ioに瞬時変動が生じた場合
にも対応可能な具体的な無電流期間予測手段について説
明する。
Embodiment 7 FIG. In the sixth embodiment described above, the non-current period predicting means in the two-level inverter is configured to predict by calculation from each detection value of the AC output current and the DC current on the pole side of the DC power supply pair. However, a specific non-current period predicting means that can cope with a case where an instantaneous fluctuation occurs in the AC output current Io will be described.

【0047】なお、この交流出力電流の瞬時変動要因と
しては、以下のものが考えられる。 (1)交流出力電流のリップル成分 インバータ、コンバータのスイッチング周波数に依存し
て発生する。特に交流出力電流瞬時値の零点付近ではリ
ップルの影響が必ず生じる。GCTのスイッチング周波
数が1kHzであればリップル周波数も一般的には1k
Hzとなる。IGBTにも適用すれば10kHz程度に
なる。 (2)交流電源電圧の急変、負荷の急変 (3)出力電流制御の不調による電流のハンチングなど
電流制御系のハンチング周波数であり、100〜500
Hz程度となる。
The following are conceivable factors for the instantaneous variation of the AC output current. (1) Ripple component of AC output current Occurs depending on the switching frequency of the inverter and converter. Especially near the zero point of the instantaneous value of the AC output current, the influence of the ripple always occurs. If the switching frequency of the GCT is 1 kHz, the ripple frequency is generally 1 k
Hz. If applied to an IGBT, it will be about 10 kHz. (2) Sudden change of AC power supply voltage, sudden change of load (3) Hunting frequency of current control system such as current hunting due to malfunction of output current control
Hz.

【0048】図13は2レベルインバータへの適用例を
示すもので、図11の回路構成に対して次の回路を付加
している。即ち、18Oは0レベル検出器であって、出
力端AC側の出力電流検出器16の出力VoutOの0
レベルを検出する。20はオフディレイ回路であって、
この0レベル検出器18Oの出力をオフディレイ動作に
より、電流の0期間を所定時間延長させた信号を出力す
る。21Pおよび21NはAND回路であって、このオ
フディレイ回路20の出力とそれぞれリセットパルス発
生器5Pおよび5NとのAND動作をして、この出力は
それぞれスイッチ4Pおよび4Nへ与えられる。
FIG. 13 shows an example of application to a two-level inverter. The following circuit is added to the circuit configuration of FIG. That is, reference numeral 180 denotes a 0 level detector, which is the output VoutO of the output current detector 16 on the output terminal AC side.
Detect level. 20 is an off delay circuit,
The output of the 0-level detector 180 is output as a signal obtained by extending the 0-period of the current by a predetermined time by an off-delay operation. Reference numerals 21P and 21N denote AND circuits, which perform an AND operation between the output of the off-delay circuit 20 and the reset pulse generators 5P and 5N, respectively, and the outputs are supplied to switches 4P and 4N, respectively.

【0049】次に動作について図14を参照して説明す
る。図において交流出力電流Ioが2レベルインバータ
の各動作モード期間中に1回づつ、正極性から負極性に
急変して復帰した場合を示している。直流電流Ip、I
nを予測する加算器17P、17Nの出力波形(図14
(h)(i))は実電流と同様になり、電流の0点を通
過する頻度が多くなる。そのために0レベル検出器18
P、18Nの出力がHレベルからLレベルに落ち込む頻
度が多くなり、リセットパルス発生器5P、5Nの出力
のリセットパルス数が増加する(図14(n)
(o))。交流出力電流Ioの極性反転時間が短い場合
には、リセットパルス幅にもよるが、強制的に作られる
電流の零期間が増加するために電流検出精度が悪くな
る。このような不具合を無くすために交流出力電流Io
の出力電流検出器16の出力VoutOから0レベル検
出器18Oとオフディレイ回路20から交流出力電流I
oの零期間を延長した信号(図14(m))を得て、上
記リセットパルス発生器5P、5Nの出力とのANDに
より、スイッチ4P、4Nへのリセットパルス信号(図
14(p)(q))を発生させて余分なリセット動作を
禁止している。
Next, the operation will be described with reference to FIG. The figure shows a case where the AC output current Io suddenly changes from the positive polarity to the negative polarity and returns once during each operation mode period of the two-level inverter. DC current Ip, I
The output waveforms of the adders 17P and 17N for predicting n (FIG. 14)
(H) (i)) is similar to the actual current, and the frequency of passing the current zero point increases. Therefore, the 0 level detector 18
The frequency of the outputs of the P and 18N drop from the H level to the L level increases, and the number of reset pulses of the outputs of the reset pulse generators 5P and 5N increases (FIG. 14 (n)).
(O)). If the polarity inversion time of the AC output current Io is short, the current detection accuracy deteriorates because the zero period of the forcibly generated current increases, depending on the reset pulse width. In order to eliminate such a problem, the AC output current Io
From the output VoutO of the output current detector 16 to the 0 level detector 180 and the AC output current I
A signal (FIG. 14 (m)) obtained by extending the zero period of o is obtained, and an AND operation with the outputs of the reset pulse generators 5P and 5N is performed to generate a reset pulse signal (FIG. 14 (p)) to the switches 4P and 4N. q)) to prohibit an extra reset operation.

【0050】なお、オフディレイ回路20のオフディレ
イ時間は零点設定レベルと電流の時間変化率により設定
されるが、零検出点で連続2発のリセットパルスが発生
するのを防ぐとすると、少なくともリセットパルス幅の
2倍以上は必要であり、5〜10μS程度のオフディレ
イ時間を設定することになる。
The off-delay time of the off-delay circuit 20 is set according to the zero-point setting level and the time rate of change of the current. To prevent the generation of two consecutive reset pulses at the zero detection point, at least the The pulse width needs to be twice or more the pulse width, and an off-delay time of about 5 to 10 μS is set.

【0051】このように無電流期間予測手段を構成する
ことにより、交流出力電流の極性が急変する場合にも余
分なリセット動作を抑制できるとともに必要なリセット
動作が確実に行え、直流電流検出器の応答性、精度を確
保できる。
By configuring the non-current period estimating means in this way, even when the polarity of the AC output current is suddenly changed, an unnecessary reset operation can be suppressed and a necessary reset operation can be reliably performed. Responsiveness and accuracy can be secured.

【0052】実施の形態8.なお、上記実施の形態6、
7では交流出力電流検出器を利用した無電流期間予測手
段を2レベルインバータへ適用した場合について述べた
が、3レベルインバータへ適用する場合について説明す
る。図15は3レベルインバータへの適用例を示すもの
で、出力端AC側に従来型の出力電流検出器16が付加
されている以外は上記図9と同じ主回路で構成されてい
る。17P1はN側の直流電流Inを検出する積分器3
Nの出力VoutNとC側の直流電流Icを検出する積
分器3Cの出力VoutCの極性反転器19Cを介して
得られる信号と上記出力電流検出器16の出力Vout
Oとを加算する加算器、17C1はP側の直流電流Ip
を検出する積分器3Pの出力VoutPの極性反転器1
9Pを介して得られる信号と上記VoutOと上記Vo
utNとを加算する加算器、17N1は上記VoutO
の極性反転器19Oを介して得られる信号と上記Vou
tPとVoutCとを加算する加算器、18O、18
P、18C、18Nは0レベル検出器であってそれぞれ
上記VoutO、上記加算器17P1、17C1、17
N1が入力信号として与えられる。20はオフディレイ
回路であって、この0レベル検出器18Oの出力に接続
される。5P、5C、5Nはリセットパルス発生器であ
って、それぞれ上記0レベル検出器18P、18C、1
8Nの出力に接続される。21P、21C、21NはA
ND回路であって、上記オフディレイ回路20の出力と
それぞれ上記リセットパルス発生器5P、5C、5Nの
出力とのAND動作を行い、その出力はそれぞれスイッ
チ4P、4C、4Nに与えられる。
Embodiment 8 FIG. Note that the sixth embodiment,
In FIG. 7, the case where the no-current period prediction means using the AC output current detector is applied to a two-level inverter is described. However, the case where it is applied to a three-level inverter will be described. FIG. 15 shows an example of application to a three-level inverter, which has the same main circuit as that of FIG. 9 except that a conventional output current detector 16 is added to the output terminal AC side. 17P1 is an integrator 3 for detecting the DC current In on the N side.
A signal obtained through a polarity inverter 19C of the output VoutC of the integrator 3C for detecting the output VoutN of N and the DC current Ic on the C side, and the output Vout of the output current detector 16
O and an adder 17C1 are a DC current Ip on the P side.
Polarity inverter 1 of output VoutP of integrator 3P for detecting
9P, the VoutO and the Vo
utN and 17N1 are the above-mentioned VoutO.
And the signal obtained through the polarity inverter 19O of FIG.
adders for adding tP and VoutC, 180, 18
P, 18C, and 18N are 0 level detectors, each of which is the VoutO and the adders 17P1, 17C1, and 17P, respectively.
N1 is provided as an input signal. Reference numeral 20 denotes an off delay circuit, which is connected to the output of the 0 level detector 180. Reference numerals 5P, 5C, and 5N denote reset pulse generators, which are the 0-level detectors 18P, 18C, and 1P, respectively.
Connected to 8N output. 21P, 21C, 21N are A
An ND circuit, which performs an AND operation on the output of the off-delay circuit 20 and the output of each of the reset pulse generators 5P, 5C, and 5N, and outputs the outputs to the switches 4P, 4C, and 4N, respectively.

【0053】次に動作について図16を参照して説明す
る。なお、交流出力電流Ioの極性は図示の正極性で一
定電流中に負極性への急変が一瞬生じた場合を想定して
いる。なお、交流出力電流Ioの極性が負極性の場合も
同様の動作となる。また、説明の重複を避けるために主
回路の動作については省略する。3レベルインバータに
おいては上記図9および図10における主回路の詳細な
動作説明からも理解されるように各部の電流には次の関
係式が成り立つ。
Next, the operation will be described with reference to FIG. It is assumed that the polarity of the AC output current Io is positive in the figure and a sudden change to negative polarity occurs momentarily during a constant current. The same operation is performed when the polarity of the AC output current Io is negative. The operation of the main circuit is omitted to avoid duplication of the description. In the three-level inverter, as will be understood from the detailed description of the operation of the main circuit in FIGS.

【0054】 Io=Ip−In+Ic (4) 上記(4)式から直流電流Ip、IcおよびInは次の
ように展開できる。 Ip=Io+In−Ic (5) Ic=Io−Ip+In (6) In=−Io+Ip+Ic (7)
Io = Ip−In + Ic (4) From the above equation (4), the direct currents Ip, Ic and In can be expanded as follows. Ip = Io + In-Ic (5) Ic = Io-Ip + In (6) In = -Io + Ip + Ic (7)

【0055】この実施の形態8における無電流期間予測
手段は上記(5)、(6)および(7)式に基づき、I
p、IcおよびInの無電流期間を予測するものであ
る。ゲートパルス発生器6dから自己消弧素子11P1
と11P2とにオンパルスが与えられて、P側の直流電
流Ip=交流出力電流Ioの状態から自己消弧素子11
P1へオフパルスが与えられると、自己消弧素子11P
1は不導通になり、P側の直流電流Ipが0になるとと
もに交流出力電流Ioはダイオード15Pと自己消弧素
子11P2とを通って流れて、Io=Icになる。続い
て自己消弧素子11N2にオンパルスを与えてから自己
消弧素子11P2にオフパルスを与えると自己消弧素子
11P2は不導通になり、交流出力電流Ioはダイオー
ド12N1と12N2とを通って流れて、Io=−In
になる。
The non-current period predicting means in the eighth embodiment is based on the above equations (5), (6) and (7).
The current-free period of p, Ic and In is predicted. From the gate pulse generator 6d to the self-extinguishing element 11P1
And 11P2 are supplied with an on-pulse to change the state of the P-side DC current Ip = AC output current Io from
When an off pulse is applied to P1, the self-extinguishing element 11P
1 becomes non-conductive, the P-side DC current Ip becomes 0, and the AC output current Io flows through the diode 15P and the self-extinguishing element 11P2, and Io = Ic. Subsequently, when an on-pulse is applied to the self-extinguishing element 11N2 and then an off-pulse is applied to the self-extinguishing element 11P2, the self-extinguishing element 11P2 becomes non-conductive, and the AC output current Io flows through the diodes 12N1 and 12N2, Io = -In
become.

【0056】このように交流出力電流Ioは自己消弧素
子11P1、11P2、11N1、11N2のスイッチ
ング状態に応じて、直流電源のP側、C側、N側のいず
れかに流れる。加算器17P1、17C1、17N1は
各部の電流検出信号であるVoutO、VoutP、V
outC、VoutNを利用して、それぞれ上記の
(5)、(6)、(7)式に基づいてIp、Ic、In
の予測値を演算している(図16(l)(m)
(n))。0レベル検出器18P、18Cおよび18N
は図16では省略しているが、上記加算器17P1、1
7C1および17N1の出力の0レベルを検出してL出
力する。リセットパルス発生器5P、5Cおよび5Nは
上記0レベル検出器18P、18Cおよび18Nの出力
の立ち下がり時点(すなわちIp、IcおよびInの電
流が0に変化する時点)の直後にリセットパルスを発生
する(図16(q)(r)(s))。
As described above, the AC output current Io flows to one of the P side, C side, and N side of the DC power supply according to the switching state of the self-extinguishing elements 11P1, 11P2, 11N1, and 11N2. The adders 17P1, 17C1, and 17N1 output current detection signals VoutO, VoutP, and V
Using outC and VoutN, Ip, Ic, and In are calculated based on the above equations (5), (6), and (7), respectively.
(FIG. 16 (l) (m))
(N)). Zero level detectors 18P, 18C and 18N
Are omitted in FIG. 16, but the adders 17P1, 1P
Detects the 0 level of the outputs of 7C1 and 17N1, and outputs L. The reset pulse generators 5P, 5C and 5N generate reset pulses immediately after the falling points of the outputs of the 0-level detectors 18P, 18C and 18N (that is, when the currents of Ip, Ic and In change to 0). (FIG. 16 (q) (r) (s)).

【0057】次に交流出力電流Ioが一瞬、負極性まで
急変する場合について説明する。図16において自己消
弧素子11P2と11N2とにオンパルスを与えている
期間に交流出力電流Ioが図示(図16(e))の如く
変動した場合には交流出力電流Ioの0レベル検出器1
8Oの出力は2度、Lレベルに落ち込み(図16
(o))、リセットパルス発生器5Cの出力にも同じタ
イミングでリセット信号が発生する(図16(r))
が、オフディレイ回路20の出力(図16(p))によ
りAND回路21Cの出力ではリセットパルスの発生が
禁止される(図16(u))。
Next, a case where the AC output current Io suddenly changes to the negative polarity for a moment will be described. In FIG. 16, when the AC output current Io fluctuates as shown in FIG. 16 (e) during the period in which the ON pulses are applied to the self-turn-off devices 11P2 and 11N2, the zero level detector 1 of the AC output current Io
The output of 80 drops twice to L level (FIG. 16)
(O)), a reset signal is generated at the same timing as the output of the reset pulse generator 5C (FIG. 16 (r)).
However, the output of the OFF delay circuit 20 (FIG. 16 (p)) prohibits the generation of the reset pulse at the output of the AND circuit 21C (FIG. 16 (u)).

【0058】このように無電流期間予測手段を構成する
ことにより、直流電流の無電流期間の初期に積分器のリ
セット動作が確実に行え、また、交流出力電流の極性が
急変する場合にも余分なリセット動作を抑制でき、直流
電流検出器の応答性、精度を確保できる。
By configuring the non-current period predicting means in this way, the reset operation of the integrator can be reliably performed at the beginning of the non-current period of the DC current, and the extra operation can be performed even when the polarity of the AC output current suddenly changes. Reset operation can be suppressed, and the responsiveness and accuracy of the DC current detector can be secured.

【0059】実施の形態9.なお、上記実施の形態4で
は自己消弧素子のオフのタイミングを利用した無電流期
間予測手段を2レベルインバータへ適用した場合につい
て述べたが、このように構成される直流電流検出器を利
用して2レベルインバータの交流出力電流を検出する方
法について説明する。図17は、上記図7に交流出力電
流Ioを検出する回路を付加したものであって、17O
2はP側直流電流Ipの検出信号VoutPとN側直流
電流Inの検出信号VoutNの極性反転器19Nを介
して得られる信号とを加算する加算器で交流出力電流の
検出信号Io2を出力する。2レベルインバータにおけ
る各部電流関係式は上記(1)式で得られ、この関係式
に基づいて交流出力電流の検出信号Io2を演算するよ
うに構成している。すなわち、Io2=VoutP−V
outNとなる。
Embodiment 9 In the fourth embodiment, the case where the non-current period predicting means using the off timing of the self-turn-off device is applied to the two-level inverter has been described. A method for detecting the AC output current of the two-level inverter will now be described. FIG. 17 is obtained by adding a circuit for detecting the AC output current Io to FIG.
Reference numeral 2 denotes an adder for adding a detection signal VoutP of the P-side DC current Ip and a signal obtained through the polarity inverter 19N of the detection signal VoutN of the N-side DC current In, and outputs an AC output current detection signal Io2. The relational expression of each part in the two-level inverter is obtained by the above equation (1), and the detection signal Io2 of the AC output current is calculated based on this relational expression. That is, Io2 = VoutP−V
outN.

【0060】図18はこの動作波形を示すもので、この
ようにして得られた交流出力電流検出信号Io2(同図
(j))には積分器3P、3Nのリセット動作直前のオ
フセット分が現われる。この動作波形図ではこのオフセ
ット分を誇張して図示しているが、実際上、積分器の適
切な選定と本発明による繰り返しリセット手段によりこ
のオフセット値を1%以下にすることができ、一般的に
インバータの交流出力電流の検出精度としては十分許容
できる。このように交流出力電流の検出回路を構成する
ことにより、交流出力が低い周波数であっても応答性、
精度を確保でき、また従来の鉄心を用いた交流電流検出
器を省略できるために電力変換装置が安価にできる。
FIG. 18 shows this operation waveform. In the thus obtained AC output current detection signal Io2 (FIG. 18 (j)), an offset immediately before the reset operation of the integrators 3P and 3N appears. . In this operation waveform diagram, the offset is exaggerated, but in practice, the offset can be reduced to 1% or less by appropriate selection of the integrator and the repetitive reset means according to the present invention. However, the detection accuracy of the AC output current of the inverter is sufficiently acceptable. By configuring the detection circuit for the AC output current in this way, the responsiveness can be improved even when the AC output has a low frequency.
Since the accuracy can be ensured and the conventional AC current detector using the iron core can be omitted, the power converter can be inexpensive.

【0061】実施の形態10.なお、上記実施の形態9
では自己消弧素子のオフのタイミングを利用した無電流
期間予測手段による直流電流検出器を利用した交流出力
電流の検出方法を2レベルインバータへ適用した場合に
ついて述べたが、3レベルインバータの出力電流を検出
する方法について説明する。図19は、上記図9に交流
出力電流Ioを検出する回路を付加したものであって、
17O3はP側直流電流Ipの検出信号VoutPとN
側直流電流Inの検出信号VoutNの極性反転器19
Nを介して得られる信号とC側直流電流Icの検出信号
VoutCとを加算する加算器で交流出力電流の検出信
号Io3を出力する。3レベルインバータにおける各部
電流関係式は上記(4)式で得られ、この関係式に基づ
いて交流出力電流の検出信号Io3を演算するように構
成している。すなわち、Io3=VoutP−Vout
N+VoutCとなる。
Embodiment 10 FIG. The ninth embodiment
In the above, the case where the method of detecting the AC output current using the DC current detector by the no-current period prediction means using the timing of turning off the self-extinguishing element is applied to the two-level inverter, but the output current of the three-level inverter is described. The method for detecting the error will be described. FIG. 19 is obtained by adding a circuit for detecting the AC output current Io to FIG.
17O3 is the detection signal VoutP of the P-side DC current Ip and N
Polarity inverter 19 of detection signal VoutN of side DC current In
An adder that adds a signal obtained through N and a detection signal VoutC of the C-side DC current Ic outputs an AC output current detection signal Io3. The relational expression of each part in the three-level inverter is obtained by the above equation (4), and the detection signal Io3 of the AC output current is calculated based on this relational expression. That is, Io3 = VoutP-Vout
N + VoutC.

【0062】図20はこの動作波形を示すもので、この
ようにして得られた出力電流検出信号Io3(同図
(o))には積分器3P、3Nのリセット動作直前のオ
フセット分が現われる。この動作波形図ではこのオフセ
ット分を誇張して図示しているが、実際上、積分器の適
切な選定と本発明による繰り返しリセット手段によりこ
のオフセット値を1%以下にすることができ、一般的に
インバータの交流出力電流の検出精度としては十分許容
できる。このように交流出力電流の検出回路を構成する
ことにより、交流出力が低い周波数であっても応答性、
精度を確保でき、また従来の鉄心を用いた交流電流検出
器を省略できるために電力変換装置が安価にできる。
FIG. 20 shows this operation waveform. In the output current detection signal Io3 ((o) in FIG. 20) obtained in this manner, an offset just before the reset operation of the integrators 3P and 3N appears. In this operation waveform diagram, the offset is exaggerated, but in practice, the offset can be reduced to 1% or less by appropriate selection of the integrator and the repetitive reset means according to the present invention. However, the detection accuracy of the AC output current of the inverter is sufficiently acceptable. By configuring the detection circuit for the AC output current in this way, the responsiveness can be improved even when the AC output has a low frequency.
Since the accuracy can be ensured and the conventional AC current detector using the iron core can be omitted, the power converter can be inexpensive.

【0063】なお、先の実施の形態2ないし10では、
いずれも自己消弧素子を使用した電力変換器に適用した
場合について説明したが、何らかの方法で直流電流の無
電流期間を予測することが可能であれば、この発明は、
実施の形態1に示した通り、電力変換器とは特に関係の
ない装置における直流電流の検出に適用することができ
同等の効果を奏する。
It should be noted that in Embodiments 2 to 10 above,
Although all cases have been described in which the present invention is applied to a power converter using a self-extinguishing element, if it is possible to predict the non-current period of DC current by any method, the present invention
As described in the first embodiment, the present invention can be applied to the detection of a direct current in a device that is not particularly related to the power converter, and has the same effect.

【0064】また、先の実施の形態2では、電力変換器
として降圧チョッパーの所定の直流電流の検出に適用し
た場合について説明したが、これに限られることはな
く、ゲートパルスオンの信号が与えられた自己消弧素子
のターンオン動作によりロゴスキー電流変換器の被検出
電流が立ち上がるという動作関係が存在するケースに
は、上記ゲートパルスオンのタイミングで積分器の出力
を零にリセットすることで、この発明を同様に適用する
ことができ同等の効果を奏する。
In the second embodiment, the case where the present invention is applied to the detection of a predetermined direct current of the step-down chopper as the power converter has been described. However, the present invention is not limited to this. In the case where the detected current of the Rogowski current converter rises due to the turn-on operation of the self-turn-off device, the output of the integrator is reset to zero at the timing of the gate pulse on, The present invention can be applied in the same manner and has the same effect.

【0065】また、先の実施の形態3ないし5では、昇
圧チョッパー、2レベルインバータ、3レベルインバー
タの所定の直流電流の検出に適用した場合について説明
したが、これに限られることはなく、ゲートパルスオフ
の信号が与えられた自己消弧素子のターンオフ動作によ
りロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち上がるとい
う動作関係が存在するケースには、上記ゲートパルスオ
フのタイミングで積分器の出力を零にリセットすること
で、この発明を同様に適用することができ同等の効果を
奏する。
In the third to fifth embodiments, the case where the present invention is applied to the detection of a predetermined direct current of a boost chopper, a two-level inverter, and a three-level inverter has been described. However, the present invention is not limited to this. In the case where there is an operation relationship in which the detected current of the Rogowski current converter rises due to the turn-off operation of the self-extinguishing element to which the pulse-off signal is given, the output of the integrator is set to zero at the timing of the gate pulse-off. By resetting to, the present invention can be similarly applied, and the same effect can be obtained.

【0066】更に、先の実施の形態6ないし8では、2
レベルインバータ、3レベルインバータの所定の直流電
流の検出に適用した場合について説明したが、これに限
られることはなく、ゲートパルスオフの信号が与えられ
た自己消弧素子のターンオフ動作により、それぞれ第1
のロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち下がり、第
2のロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち上がると
いう動作関係が存在するケースには、上記合成電流の零
レベルを検出したタイミングで上記第1のロゴスキー電
流変換器の積分器の出力を零にリセットすることで、こ
の発明を同様に適用することができ同等の効果を奏す
る。
Further, in Embodiments 6 to 8 described above, 2
The case where the present invention is applied to the detection of a predetermined direct current of a level inverter and a three-level inverter has been described. However, the present invention is not limited to this. 1
In the case where there is an operation relationship in which the detected current of the Rogowski current converter falls and the detected current of the second Rogowski current converter rises, the above-mentioned timing is detected at the timing when the zero level of the combined current is detected. By resetting the output of the integrator of the first Rogowski current converter to zero, the present invention can be applied in the same way, with the same effect.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1に係
る直流電流検出方法は、直流電流の無電流期間を予測す
る手段を備え、当該予測した無電流期間で積分器の出力
を零にリセットするので、直流電流の通電パルス幅期間
において発生した、積分器内での誤差が上記リセット動
作で零に精算され、上記誤差分が累積する現象が防止さ
れ、精度の高い直流電流の検出が可能となる。
As described above, the DC current detecting method according to the first aspect of the present invention includes the means for predicting the non-current period of the DC current, and makes the output of the integrator zero during the predicted non-current period. , The error in the integrator, which occurred during the period of the direct current pulse width, is settled to zero by the reset operation, the phenomenon that the error is accumulated is prevented, and the detection of the DC current with high accuracy Becomes possible.

【0068】また、この発明の請求項2に係る電力変換
器の直流電流検出装置は、直流電流の無電流期間を予測
する無電流期間予測手段、およびこの無電流期間の予測
タイミングで上記積分器の出力を零にリセットするリセ
ット手段を備えたので、電力変換器の各部の直流電流を
高い精度で検出することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting device for a power converter, comprising: a non-current period predicting means for predicting a non-current period of a DC current; Since the reset means for resetting the output of the power converter to zero is provided, the DC current of each part of the power converter can be detected with high accuracy.

【0069】また、この発明の請求項3に係る直流電流
検出装置は、ゲートパルスオンの信号が与えられた自己
消弧素子のターンオン動作によりロゴスキー電流変換器
の被検出電流が立ち上がる場合、無電流期間予測手段
は、上記ゲートパルスオンのタイミングを出力するの
で、自己消弧素子へのゲートパルスオンの信号を利用し
て応答性、精度の良好な直流電流の検出が可能となる。
Further, the DC current detecting device according to the third aspect of the present invention is configured such that when the detected current of the Rogowski current converter rises due to the turn-on operation of the self-extinguishing element to which the gate pulse ON signal is applied, Since the current period estimating means outputs the timing of turning on the gate pulse, it is possible to detect the DC current with good responsiveness and high accuracy by using the signal of turning on the gate pulse to the self-extinguishing element.

【0070】また、この発明の請求項4に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に接続された自己消
弧素子とダイオードとの直列接続体、上記ダイオードの
両極間に出力直流電源と直列に接続されたリアクトル、
および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給するゲー
トパルス発生器により降圧チョッパーを構成する電力変
換装置であって、上記自己消弧素子に流れる電流を検出
するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記
ゲートパルス発生器からのゲートパルスオンのタイミン
グを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力
を零にリセットするので、自己消弧素子へのゲートパル
スオンの信号を利用して、降圧チョッパーにおける自己
消弧素子に流れる直流電流の、応答性、精度の優れた検
出が可能となる。
A DC current detecting device according to a fourth aspect of the present invention is a DC current detecting device, comprising: a series connection of a self-extinguishing element and a diode connected between both poles of an input DC power supply; A reactor connected in series with the
And a power converter comprising a step-down chopper by a gate pulse generator for supplying a gate pulse to the self-extinguishing element, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the self-extinguishing element. Since the output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero by detecting the timing of turning on the gate pulse from the gate pulse generator, the signal of turning on the gate pulse to the self-extinguishing element is used. In addition, the direct current flowing through the self-extinguishing element in the step-down chopper can be detected with excellent responsiveness and accuracy.

【0071】また、この発明の請求項5に係る直流電流
検出装置は、ゲートパルスオフの信号が与えられた自己
消弧素子のターンオフ動作によりロゴスキー電流変換器
の被検出電流が立ち上がる場合、無電流期間予測手段
は、上記ゲートパルスオフのタイミングを出力するの
で、自己消弧素子へのゲートパルスオフの信号を利用し
て応答性、精度の良好な直流電流の検出が可能となる。
Further, the DC current detecting device according to claim 5 of the present invention provides a DC current detecting device in which the detected current of the Rogowski current converter rises due to the turn-off operation of the self-extinguishing element to which the gate pulse-off signal is applied. Since the current period prediction means outputs the gate pulse off timing, it is possible to detect a DC current with good responsiveness and high accuracy by using the gate pulse off signal to the self-extinguishing element.

【0072】また、この発明の請求項6に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に接続されたリアク
トルと自己消弧素子との直列接続体、上記自己消弧素子
の両極間に出力直流電源と直列に接続されたダイオー
ド、および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給する
ゲートパルス発生器により昇圧チョッパーを構成する電
力変換装置であって、上記ダイオードに流れる電流を検
出するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上
記ゲートパルス発生器からのゲートパルスオフのタイミ
ングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の出
力を零にリセットするので、ダイオードへのゲートパル
スオフの信号を利用して、昇圧チョッパーにおけるダイ
オードに流れる直流電流の、応答性、精度の優れた検出
が可能となる。
A direct current detecting device according to a sixth aspect of the present invention is a direct current detecting device, comprising: a series connection of a reactor connected between both poles of an input DC power supply and a self-extinguishing element; A power converter comprising a diode connected in series with an output DC power supply and a gate pulse generator for supplying a gate pulse to the self-extinguishing element, comprising a boost chopper, wherein a Rogowski detects a current flowing through the diode. In a device provided with a current converter, the timing of the gate pulse off from the gate pulse generator is detected and the output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero. Utilizing the signal, the direct current flowing through the diode in the boost chopper can be detected with excellent responsiveness and accuracy.

【0073】また、この発明の請求項7に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に相毎に接続され
た、正極側自己消弧素子およびこれと逆並列接続された
ダイオードからなる正極側アームと負極側自己消弧素子
およびこれと逆並列接続されたダイオードからなる負極
側アームとの直列接続体、および上記両自己消弧素子に
ゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を備え上記
両アームの接続点から交流出力を取り出す2レベルイン
バータを構成する電力変換装置であって、上記正極側ア
ームに流れる電流を検出するロゴスキー電流変換器を備
えたものにおいて、上記ゲートパルス発生器から上記負
極側自己消弧素子に供給されるゲートパルスオフのタイ
ミングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の
出力を零にリセットするので、自己消弧素子へのゲート
パルスオフの信号を利用して、2レベルインバータの正
極側アームに流れる直流電流の、応答性、精度の優れた
検出が可能となる。
A direct current detecting device according to a seventh aspect of the present invention comprises a positive self-extinguishing element connected between the two poles of an input DC power supply for each phase and a diode connected in anti-parallel to the self-extinguishing element. A positive electrode side arm and a negative electrode side self-extinguishing element and a series connection body of a negative electrode side arm composed of a diode connected in anti-parallel thereto, and a gate pulse generator for supplying a gate pulse to the two self-extinguishing elements. A power conversion device comprising a two-level inverter for extracting an AC output from a connection point between both arms, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the positive side arm, wherein Detects the timing of turning off the gate pulse supplied to the negative side self-extinguishing element and resets the output of the integrator of the Rogowski current converter to zero Runode, by using the signal of the gate pulse off into self-turn-off devices, the DC current flowing to the positive electrode-side arm of the two-level inverter, it is possible to responsiveness, accuracy of better detection.

【0074】また、この発明の請求項8に係る直流電流
検出装置は、2レベルインバータを構成する電力変換装
置であって、上記負極側アームに流れる電流を検出する
ロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲー
トパルス発生器から上記正極側自己消弧素子に供給され
るゲートパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴス
キー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするの
で、自己消弧素子へのゲートパルスオフの信号を利用し
て、2レベルインバータの負極側アームに流れる直流電
流の、応答性、精度の優れた検出が可能となる。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting apparatus, comprising a two-level inverter, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the negative arm. In this device, the output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero by detecting the timing of turning off the gate pulse supplied from the gate pulse generator to the positive electrode self-extinguishing element. Utilizing the signal of the gate pulse off to the element, it is possible to detect the DC current flowing in the negative arm of the two-level inverter with excellent responsiveness and accuracy.

【0075】また、この発明の請求項9に係る直流電流
検出装置は、正極、中性極および負極を有する入力直流
電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第1ないし
第4の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧素子
と逆並列接続されてそれぞれ第1ないし第4のアームを
構成する第1ないし第4のダイオード、上記入力直流電
源の中性極とそれぞれ上記第1、第2のアームの接続点
および上記第3、第4のアームの接続点との間に接続さ
れた第5および第6のダイオード、および上記各自己消
弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を
備え上記第2、第3のアームの接続点から交流出力を取
り出す3レベルインバータを構成する電力変換装置であ
って、上記第1のアームに流れる電流を検出するロゴス
キー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲートパル
ス発生器から上記第3の自己消弧素子に供給されるゲー
トパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴスキー電
流変換器の積分器の出力を零にリセットするので、自己
消弧素子へのゲートパルスオフの信号を利用して、3レ
ベルインバータの第1のアームに流れる直流電流の、応
答性、精度の優れた検出が可能となる。
The DC current detector according to claim 9 of the present invention is characterized in that the input DC power supply having a positive electrode, a neutral electrode, and a negative electrode is connected between the positive and negative electrodes for each phase. A series connection of self-extinguishing elements, first to fourth diodes connected in anti-parallel with the self-extinguishing elements to form first to fourth arms, and a neutral pole of the input DC power supply, respectively A gate pulse is supplied to the fifth and sixth diodes connected between the connection point of the first and second arms and the connection point of the third and fourth arms, and to each of the self-extinguishing elements. A power conversion device comprising a three-level inverter for extracting an AC output from a connection point between the second and third arms, the power conversion device including a gate pulse generator that performs a switching operation, and detecting a current flowing through the first arm. Converter In this case, the output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero by detecting the timing of turning off the gate pulse supplied from the gate pulse generator to the third self-extinguishing element. Utilizing the gate pulse-off signal to the arc-extinguishing element, it is possible to detect the DC current flowing through the first arm of the three-level inverter with excellent responsiveness and accuracy.

【0076】また、この発明の請求項10に係る直流電
流検出装置は、3レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記第4のアームに流れる電流を検出す
るロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲ
ートパルス発生器から上記第2の自己消弧素子に供給さ
れるゲートパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴ
スキー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするの
で、自己消弧素子へのゲートパルスオフの信号を利用し
て、3レベルインバータの第4のアームに流れる直流電
流の、応答性、精度の優れた検出が可能となる。
A DC current detecting apparatus according to a tenth aspect of the present invention is a power conversion apparatus constituting a three-level inverter, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the fourth arm. In this case, the output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero by detecting the timing of turning off the gate pulse supplied from the gate pulse generator to the second self-extinguishing element. Utilizing the gate pulse off signal to the arc-extinguishing element, it is possible to detect the DC current flowing through the fourth arm of the three-level inverter with excellent responsiveness and accuracy.

【0077】また、この発明の請求項11に係る直流電
流検出装置は、3レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記入力直流電源の中性極と上記第5お
よび第6のダイオードとの間に流れる電流を検出するロ
ゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲート
パルス発生器から上記第1および第4の自己消弧素子に
供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
するので、自己消弧素子へのゲートパルスオフの信号を
利用して、3レベルインバータの入力直流電源の中性極
と第5および第6のダイオードとの間に流れる直流電流
の、応答性、精度の優れた検出が可能となる。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting device, comprising a three-level inverter, comprising a neutral pole of the input DC power source, the fifth and sixth diodes, A Rogowski current converter for detecting a current flowing between the first and fourth self-turn-off devices from the gate pulse generator. Since the output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero, the neutral pulse of the input DC power supply of the three-level inverter and the fifth and sixth power supplies are utilized by utilizing the gate pulse off signal to the self-extinguishing element. , A highly accurate detection of the direct current flowing between the diode and the diode.

【0078】また、この発明の請求項12に係る直流電
流検出装置は、ゲートパルスオフの信号が与えられた自
己消弧素子のターンオフ動作により、それぞれ第1のロ
ゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち下がり、第2の
ロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち上がる場合、
上記第2のロゴスキー電流変換器の検出電流と当該自己
消弧素子のターンオフ動作によっては変化しない電力変
換装置の出力電流検出値とを加算した合成電流を求め、
上記第1のロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零に
リセットする無電流期間予測手段は、上記合成電流の零
レベルを検出したタイミングを出力するので、第2のロ
ゴスキー電流変換器の検出出力の立ち上がり現象を利用
した第1のロゴスキー電流変換器による、応答性、精度
の優れた電流検出が可能となる。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting apparatus, wherein the self-turn-off device to which the gate pulse-off signal is supplied is turned off by the turn-off operation of the first Rogowski current converter. Falls and the detected current of the second Rogowski current converter rises,
A composite current is obtained by adding the detection current of the second Rogowski current converter and the output current detection value of the power converter that does not change due to the turn-off operation of the self-turn-off device,
The non-current period predicting means for resetting the output of the integrator of the first Rogowski current converter to zero outputs the timing at which the zero level of the combined current is detected. The first Rogowski current converter utilizing the rising phenomenon of the detection output enables current detection with excellent responsiveness and accuracy.

【0079】また、この発明の請求項13に係る直流電
流検出装置は、2レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記正極側アームに流れる電流を検出す
る正極側ロゴスキー電流変換器、上記負極側アームに流
れる電流を検出する負極側ロゴスキー電流変換器、およ
び上記交流出力電流を検出する交流電流検出器を備えた
ものにおいて、上記負極側ロゴスキー電流変換器と交流
電流検出器との出力和が零レベルとなるタイミングを検
出して上記正極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力
を零にリセットするリセット信号を発生する正極側リセ
ット回路、および上記正極側ロゴスキー電流変換器と交
流電流検出器との出力和が零レベルとなるタイミングを
検出して上記負極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出
力を零にリセットするリセット信号を発生する負極側リ
セット回路を備えたので、それぞれ関連する他のロゴス
キー電流変換器の検出出力の立ち上がり現象を利用し
て、2レベルインバータにおける正極側アームおよび負
極側アームに流れる直流電流の、応答性、精度の優れた
検出が可能となる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting device, comprising a two-level inverter, a positive-side Rogowski current converter for detecting a current flowing through the positive-side arm, The negative-side Rogowski current converter for detecting the current flowing through the negative-side arm, and the one provided with an AC current detector for detecting the AC output current, wherein the negative-side Rogowski current converter and the AC current detector A positive-side reset circuit for detecting a timing at which the output sum of the positive-side becomes zero level and generating a reset signal for resetting the output of the integrator of the positive-side Rogowski current converter to zero; and the positive-side Rogowski current converter The output of the integrator of the above-mentioned negative side Rogowski current converter is reset to zero by detecting the timing at which the output sum of the current and the AC current detector becomes zero level. A negative reset circuit that generates a reset signal is provided, so that the DC current flowing through the positive arm and the negative arm of the two-level inverter is utilized by utilizing the rising phenomenon of the detection output of each of the other related Rogowski current converters. Current can be detected with excellent responsiveness and accuracy.

【0080】また、この発明の請求項14に係る直流電
流検出装置は、3レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記第1のアームに流れる電流を検出す
る正極側ロゴスキー電流変換器、上記第4のアームに流
れる電流を検出する負極側ロゴスキー電流変換器、上記
入力直流電源の中性極と上記第5および第6のダイオー
ドとの間に流れる電流を検出する中性極側ロゴスキー電
流変換器、および上記交流出力電流を検出する交流電流
検出器を備えたものにおいて、上記負極側ロゴスキー電
流変換器の出力と上記中性極側ロゴスキー電流変換器の
極性反転出力と上記交流電流検出器の出力との和が零レ
ベルとなるタイミングを検出して上記正極側ロゴスキー
電流変換器の積分器の出力を零にリセットするリセット
信号を発生する正極側リセット回路、上記正極側ロゴス
キー電流変換器の出力と上記中性極側ロゴスキー電流変
換器の出力と上記交流電流検出器の極性反転出力との和
が零レベルとなるタイミングを検出して上記負極側ロゴ
スキー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするリ
セット信号を発生する負極側リセット回路、および上記
正極側ロゴスキー電流変換器の極性反転出力と上記負極
側ロゴスキー電流変換器の出力と上記交流電流検出器の
出力との和が零レベルとなるタイミングを検出して上記
中性極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリ
セットするリセット信号を発生する中性極側リセット回
路を備えたので、それぞれ関連する他のロゴスキー電流
変換器の検出出力の立ち上がり現象を利用して、3レベ
ルインバータにおける第1のアーム、第4のアームおよ
び入力直流電源の中性極と第5、第6のダイオードとの
間に流れる直流電流の、応答性、精度の優れた検出が可
能となる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting device, comprising a three-level inverter, wherein the positive side Rogowski current converter detects a current flowing through the first arm. A negative side Rogowski current converter for detecting a current flowing through the fourth arm, a neutral side detecting a current flowing between a neutral pole of the input DC power supply and the fifth and sixth diodes; Rogowski current converter, and in those having an AC current detector for detecting the AC output current, the output of the negative side Rogowski current converter and the polarity inversion output of the neutral side Rogowski current converter and A positive signal for generating a reset signal for resetting the output of the integrator of the Rogowski current converter on the positive side to zero by detecting the timing when the sum with the output of the AC current detector becomes zero level The reset circuit detects the timing at which the sum of the output of the positive-side Rogowski current converter, the output of the neutral-side Rogowski current converter, and the polarity inversion output of the AC current detector becomes zero level. A negative-side reset circuit for generating a reset signal for resetting the output of the integrator of the negative-side Rogowski current converter to zero; a polarity-inverted output of the positive-side Rogowski current converter and the negative-side Rogowski current converter; And a reset signal for resetting the output of the integrator of the Rogowski current converter on the neutral pole side to zero by detecting the timing when the sum of the output of the AC current detector and the output of the AC current detector becomes zero level. Since the pole-side reset circuit is provided, the first arm of the three-level inverter is utilized by utilizing the rising phenomenon of the detection output of each of the other associated Rogowski current converters. The fourth arm and the input DC power source neutral pole and the fifth, the DC current flowing between the sixth diode, it is possible to responsiveness, accuracy of better detection.

【0081】また、この発明の請求項15に係る直流電
流検出装置は、交流出力電流が零レベルとなるタイミン
グを検出し、当該タイミングから所定時間リセット回路
の出力を禁止するようにしたので、交流出力電流の瞬時
変動に基づく誤ったリセット動作を防止して直流電流の
検出精度を高く維持することができる。
Further, the direct current detecting device according to the fifteenth aspect of the present invention detects the timing when the AC output current becomes zero level and inhibits the output of the reset circuit for a predetermined time from the detected timing. An erroneous reset operation based on the instantaneous fluctuation of the output current can be prevented, and the DC current detection accuracy can be kept high.

【0082】また、この発明の請求項16に係る直流電
流検出装置は、請求項7に記載のロゴスキー電流変換器
の出力と請求項8に記載のロゴスキー電流変換器の出力
とを加算、または請求項13に記載の正極側ロゴスキー
電流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出力
とを加算して2レベルインバータの交流出力電流を検出
する加算器を備えたので、低い周波数域でも優れた応答
性、精度を有し、しかも安価に2レベルインバータの交
流出力電流の検出が可能となる。
A DC current detecting apparatus according to claim 16 of the present invention adds the output of the Rogowski current converter according to claim 7 and the output of the Rogowski current converter according to claim 8, Or an adder for adding the output of the Rogowski current converter on the positive electrode side and the output of the Rogowski current converter on the negative electrode side to detect the AC output current of the two-level inverter. It has excellent responsiveness and accuracy even in the range, and can detect the AC output current of the two-level inverter at low cost.

【0083】また、この発明の請求項17に係る直流電
流検出装置は、請求項9に記載のロゴスキー電流変換器
の出力と請求項10に記載のロゴスキー電流変換器の出
力と請求項11に記載のロゴスキー電流変換器の出力と
を加算、または請求項14に記載の正極側ロゴスキー電
流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出力と
中性極側ロゴスキー電流変換器の出力とを加算して3レ
ベルインバータの交流出力電流を検出する加算器を備え
たので、低い周波数域でも優れた応答性、精度を有し、
しかも安価に3レベルインバータの交流出力電流の検出
が可能となる。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a DC current detecting apparatus, comprising: an output of the Rogowski current converter according to claim 9; an output of the Rogowski current converter according to claim 10; 15. The output of the Rogowski current converter on the positive electrode side, the output of the Rogowski current converter on the negative electrode side, and the Rogowski current converter on the neutral pole side according to claim 14. With the addition of the adder which detects the AC output current of the three-level inverter by adding the output of
In addition, it is possible to detect the AC output current of the three-level inverter at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1における直流電流検
出装置を示す回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a DC current detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の直流電流検出装置の動作を説明する動
作波形図である。
FIG. 2 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device of FIG.

【図3】 この発明の実施の形態2における直流電流検
出装置を示す回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a DC current detection device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 図3の直流電流検出装置の動作を説明する動
作波形図である。
4 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device in FIG.

【図5】 この発明の実施の形態3における直流電流検
出装置を示す回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a DC current detection device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 図5の直流電流検出装置の動作を説明する動
作波形図である。
FIG. 6 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device in FIG. 5;

【図7】 この発明の実施の形態4における直流電流検
出装置を示す回路構成図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a DC current detection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】 図7の直流電流検出装置の動作を説明する動
作波形図である。
8 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device in FIG.

【図9】 この発明の実施の形態5における直流電流検
出装置を示す回路構成図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a DC current detection device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】 図9の直流電流検出装置の動作を説明する
動作波形図である。
FIG. 10 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device of FIG.

【図11】 この発明の実施の形態6における直流電流
検出装置を示す回路構成図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a DC current detection device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】 図11の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。
12 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device in FIG.

【図13】 この発明の実施の形態7における直流電流
検出装置を示す回路構成図である。
FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing a DC current detection device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】 図13の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。
14 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device in FIG.

【図15】 この発明の実施の形態8における直流電流
検出装置を示す回路構成図である。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a DC current detection device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図16】 図15の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。
FIG. 16 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device in FIG.

【図17】 この発明の実施の形態9における直流電流
検出装置を示す回路構成図である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a DC current detection device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図18】 図17の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。
18 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device in FIG.

【図19】 この発明の実施の形態10における直流電
流検出装置を示す回路構成図である。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a DC current detection device according to a tenth embodiment of the present invention.

【図20】 図19の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。
20 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device in FIG.

【図21】 従来の直流電流検出装置を示す回路構成図
である。
FIG. 21 is a circuit configuration diagram showing a conventional DC current detection device.

【図22】 図21の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。
FIG. 22 is an operation waveform diagram illustrating an operation of the DC current detection device in FIG. 21.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流母線、2,2a,2b,2P,2N,2C ロ
ゴスキーコイル、3,3a,3b,3P,3N,3C
積分器、4,4a,4b,4P,4N,4C スイッ
チ、5,5a,5b,5P,5N,5C リセットパル
ス発生器、6 無電流期間予測手段、6a,6b,6
c,6d ゲートパルス発生器、10a,10b,10
c,10p,10n 直流電源、11a,11b,11
P,11N,11P1,11P2,11N1,11N2
自己消弧素子、12a,12b,12P,12N,12
P1,12P2,12N1,12N2ダイオード、13
a,13b リアクトル、15P,15N ダイオー
ド、16 交流出力電流検出器、17P,17N,17
P1,17C1,17N1 加算器、18P,18N,
18C,18O 0レベル検出器、19,19P,19
C,19N,19O 極性反転器、20 オフディレイ
回路、21P,21N,21C AND回路。
1 DC bus, 2, 2a, 2b, 2P, 2N, 2C Rogowski coil, 3, 3a, 3b, 3P, 3N, 3C
Integrator, 4, 4a, 4b, 4P, 4N, 4C switch, 5, 5a, 5b, 5P, 5N, 5C Reset pulse generator, 6 No-current period prediction means, 6a, 6b, 6
c, 6d Gate pulse generator, 10a, 10b, 10
c, 10p, 10n DC power supply, 11a, 11b, 11
P, 11N, 11P1, 11P2, 11N1, 11N2
Self-extinguishing element, 12a, 12b, 12P, 12N, 12
P1, 12P2, 12N1, 12N2 diode, 13
a, 13b reactor, 15P, 15N diode, 16 AC output current detector, 17P, 17N, 17
P1, 17C1, 17N1 adder, 18P, 18N,
18C, 18O 0 level detector, 19, 19P, 19
C, 19N, 19O Polarity inverter, 20 off delay circuit, 21P, 21N, 21C AND circuit.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 無電流期間を有する直流電流を、ロゴス
キーコイルとその出力を積分する積分器とからなるロゴ
スキー電流変換器により検出する方法において、 上記直流電流の無電流期間を予測する手段を備え、当該
予測した無電流期間で上記積分器の出力を零にリセット
することを特徴とする直流電流検出方法。
1. A method for detecting a direct current having a non-current period by a Rogowski current converter comprising a Rogowski coil and an integrator for integrating an output of the Rogowski coil, wherein the non-current period of the direct current is predicted. And resetting the output of the integrator to zero during the predicted no-current period.
【請求項2】 自己消弧素子を用いた電力変換装置に流
れる、無電流期間を有する直流電流を、ロゴスキーコイ
ルとその出力を積分する積分器とからなるロゴスキー電
流変換器により検出する直流電流検出装置において、 上記直流電流の無電流期間を予測する無電流期間予測手
段、およびこの無電流期間の予測タイミングで上記積分
器の出力を零にリセットするリセット手段を備えたこと
を特徴とする電力変換装置の直流電流検出装置。
2. A direct current having a no-current period flowing through a power converter using a self-turn-off device, which is detected by a Rogowski current converter including a Rogowski coil and an integrator for integrating its output. In the current detection device, there is provided a non-current period prediction unit for predicting a non-current period of the DC current, and a reset unit for resetting an output of the integrator to zero at a prediction timing of the non-current period. DC current detector for power converter.
【請求項3】 ゲートパルスオンの信号が与えられた自
己消弧素子のターンオン動作によりロゴスキー電流変換
器の被検出電流が立ち上がる場合、 無電流期間予測手段は、上記ゲートパルスオンのタイミ
ングを出力することを特徴とする請求項2記載の電力変
換装置の直流電流検出装置。
3. When the current to be detected of the Rogowski current converter rises due to the turn-on operation of the self-turn-off device to which the gate pulse on signal is applied, the no-current period estimating means outputs the gate pulse on timing. The direct current detection device for a power conversion device according to claim 2, wherein
【請求項4】 入力直流電源の両極間に接続された自己
消弧素子とダイオードとの直列接続体、上記ダイオード
の両極間に出力直流電源と直列に接続されたリアクト
ル、および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給する
ゲートパルス発生器により降圧チョッパーを構成する電
力変換装置であって、上記自己消弧素子に流れる電流を
検出するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器からのゲートパルスオンのタイ
ミングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の
出力を零にリセットすることを特徴とする請求項2記載
の電力変換装置の直流電流検出装置。
4. A series connection of a self-extinguishing element and a diode connected between both poles of an input DC power supply, a reactor connected in series with an output DC power supply between both poles of the diode, and the self-extinguishing element A power converter that constitutes a step-down chopper by a gate pulse generator that supplies a gate pulse to the self-turn-off device, comprising a Rogowski current converter that detects a current flowing through the self-extinguishing element. 3. The DC current detecting device for a power converter according to claim 2, wherein an output of an integrator of said Rogowski current converter is reset to zero by detecting a timing of turning on a gate pulse from said device.
【請求項5】 ゲートパルスオフの信号が与えられた自
己消弧素子のターンオフ動作によりロゴスキー電流変換
器の被検出電流が立ち上がる場合、 無電流期間予測手段は、上記ゲートパルスオフのタイミ
ングを出力することを特徴とする請求項2記載の電力変
換装置の直流電流検出装置。
5. The non-current period estimating means outputs the gate pulse off timing when the detected current of the Rogowski current converter rises due to the turn-off operation of the self-turn-off device to which the gate pulse off signal is applied. The direct current detection device for a power conversion device according to claim 2, wherein
【請求項6】 入力直流電源の両極間に接続されたリア
クトルと自己消弧素子との直列接続体、上記自己消弧素
子の両極間に出力直流電源と直列に接続されたダイオー
ド、および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給する
ゲートパルス発生器により昇圧チョッパーを構成する電
力変換装置であって、上記ダイオードに流れる電流を検
出するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器からのゲートパルスオフのタイ
ミングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の
出力を零にリセットすることを特徴とする請求項2記載
の電力変換装置の直流電流検出装置。
6. A series connection of a reactor and a self-extinguishing element connected between both poles of an input DC power supply, a diode connected in series with an output DC power supply between both poles of the self-extinguishing element, and What is claimed is: 1. A power conversion device comprising a step-up chopper comprising a gate pulse generator for supplying a gate pulse to an arc-extinguishing element, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the diode. 3. The DC current detecting device according to claim 2, wherein an output of an integrator of the Rogowski current converter is reset to zero by detecting a timing of turning off a gate pulse from the DC converter.
【請求項7】 入力直流電源の両極間に相毎に接続され
た、正極側自己消弧素子およびこれと逆並列接続された
ダイオードからなる正極側アームと負極側自己消弧素子
およびこれと逆並列接続されたダイオードからなる負極
側アームとの直列接続体、および上記両自己消弧素子に
ゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を備え上記
両アームの接続点から交流出力を取り出す2レベルイン
バータを構成する電力変換装置であって、上記正極側ア
ームに流れる電流を検出するロゴスキー電流変換器を備
えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器から上記負極側自己消弧素子に
供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
することを特徴とする請求項2記載の電力変換装置の直
流電流検出装置。
7. A positive-side arm and a negative-side self-extinguishing element comprising a positive-side self-extinguishing element and a diode connected in anti-parallel to the positive-side self-extinguishing element connected between the two poles of the input DC power supply for each phase, and vice versa. A two-level inverter comprising a series connection with a negative electrode arm composed of a diode connected in parallel, and a gate pulse generator for supplying a gate pulse to the two self-extinguishing elements and taking out an AC output from a connection point between the two arms; A power converter comprising: a Rogowski current converter for detecting a current flowing to the positive electrode arm; wherein a gate pulse is supplied from the gate pulse generator to the negative electrode self-extinguishing element. 3. The power converter according to claim 2, wherein an output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero by detecting the timing of the power converter. Flow current detecting device.
【請求項8】 入力直流電源の両極間に相毎に接続され
た、正極側自己消弧素子およびこれと逆並列接続された
ダイオードからなる正極側アームと負極側自己消弧素子
およびこれと逆並列接続されたダイオードからなる負極
側アームとの直列接続体、および上記両自己消弧素子に
ゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を備え上記
両アームの接続点から交流出力を取り出す2レベルイン
バータを構成する電力変換装置であって、上記負極側ア
ームに流れる電流を検出するロゴスキー電流変換器を備
えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器から上記正極側自己消弧素子に
供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
することを特徴とする請求項2記載の電力変換装置の直
流電流検出装置。
8. A positive arm and a negative self-extinguishing element, each comprising a positive self-extinguishing element and a diode connected in anti-parallel with the positive self-extinguishing element connected between the two poles of the input DC power supply. A two-level inverter comprising a series connection with a negative electrode arm composed of a diode connected in parallel, and a gate pulse generator for supplying a gate pulse to the two self-extinguishing elements and taking out an AC output from a connection point between the two arms; A power converter comprising: a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the negative arm; wherein a gate pulse supplied from the gate pulse generator to the positive self-extinguishing element is turned off. 3. The power converter according to claim 2, wherein an output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero by detecting the timing of the power converter. Flow current detecting device.
【請求項9】 正極、中性極および負極を有する入力直
流電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第1ない
し第4の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧素
子と逆並列接続されてそれぞれ第1ないし第4のアーム
を構成する第1ないし第4のダイオード、上記入力直流
電源の中性極とそれぞれ上記第1、第2のアームの接続
点および上記第3、第4のアームの接続点との間に接続
された第5および第6のダイオード、および上記各自己
消弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生器
を備え上記第2、第3のアームの接続点から交流出力を
取り出す3レベルインバータを構成する電力変換装置で
あって、上記第1のアームに流れる電流を検出するロゴ
スキー電流変換器を備えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器から上記第3の自己消弧素子に
供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
することを特徴とする請求項2記載の電力変換装置の直
流電流検出装置。
9. A series connection of first to fourth self-extinguishing elements connected for each phase between the positive and negative poles of an input DC power supply having a positive electrode, a neutral electrode, and a negative electrode, and each of the self-extinguishing devices. First to fourth diodes respectively connected in antiparallel with the element to form first to fourth arms, a neutral point of the input DC power supply and a connection point of the first and second arms, respectively, and 3, the fifth and sixth diodes connected between the connection point of the fourth arm and the gate pulse generator for supplying a gate pulse to each of the self-extinguishing elements. What is claimed is: 1. A power conversion device comprising a three-level inverter for extracting an AC output from a connection point of an arm, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the first arm. Up 3. The power converter according to claim 2, wherein an output of an integrator of the Rogowski current converter is reset to zero by detecting a timing of turning off a gate pulse supplied to the third self-extinguishing element. DC current detector.
【請求項10】 正極、中性極および負極を有する入力
直流電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第1な
いし第4の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧
素子と逆並列接続されてそれぞれ第1ないし第4のアー
ムを構成する第1ないし第4のダイオード、上記入力直
流電源の中性極とそれぞれ上記第1、第2のアームの接
続点および上記第3、第4のアームの接続点との間に接
続された第5および第6のダイオード、および上記各自
己消弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生
器を備え上記第2、第3のアームの接続点から交流出力
を取り出す3レベルインバータを構成する電力変換装置
であって、上記第4のアームに流れる電流を検出するロ
ゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器から上記第2の自己消弧素子に
供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
することを特徴とする請求項2記載の電力変換装置の直
流電流検出装置。
10. A series connection of first to fourth self-extinguishing elements connected for each phase between the positive and negative electrodes of an input DC power supply having a positive electrode, a neutral electrode, and a negative electrode, First to fourth diodes respectively connected in antiparallel with the element to form first to fourth arms, a neutral point of the input DC power supply and a connection point between the first and second arms and the 3, the fifth and sixth diodes connected between a connection point of the fourth arm and a gate pulse generator for supplying a gate pulse to each of the self-extinguishing elements; What is claimed is: 1. A power conversion device comprising a three-level inverter for extracting an AC output from a connection point of an arm, comprising a Rogowski current converter for detecting a current flowing through the fourth arm. 3. The power converter according to claim 2, wherein an output of an integrator of said Rogowski current converter is reset to zero by detecting a timing of turning off a gate pulse supplied to said second self-turn-off device. DC current detector.
【請求項11】 正極、中性極および負極を有する入力
直流電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第1な
いし第4の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧
素子と逆並列接続されてそれぞれ第1ないし第4のアー
ムを構成する第1ないし第4のダイオード、上記入力直
流電源の中性極とそれぞれ上記第1、第2のアームの接
続点および上記第3、第4のアームの接続点との間に接
続された第5および第6のダイオード、および上記各自
己消弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生
器を備え上記第2、第3のアームの接続点から交流出力
を取り出す3レベルインバータを構成する電力変換装置
であって、上記入力直流電源の中性極と上記第5および
第6のダイオードとの間に流れる電流を検出するロゴス
キー電流変換器を備えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器から上記第1および第4の自己
消弧素子に供給されるゲートパルスオフのタイミングを
検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零
にリセットすることを特徴とする請求項2記載の電力変
換装置の直流電流検出装置。
11. A series connection of first to fourth self-extinguishing elements connected for each phase between the positive and negative electrodes of an input DC power supply having a positive electrode, a neutral electrode, and a negative electrode, and each of the self-extinguishing devices. First to fourth diodes respectively connected in antiparallel with the element to form first to fourth arms, a neutral point of the input DC power supply and a connection point of the first and second arms, respectively, and 3, the fifth and sixth diodes connected between the connection point of the fourth arm and the gate pulse generator for supplying a gate pulse to each of the self-extinguishing elements. A Rogowski detecting a current flowing between a neutral pole of said input DC power supply and said fifth and sixth diodes, said power converter comprising a three-level inverter for extracting an AC output from a connection point of an arm. Equipped with current converter In the above method, the timing of turning off the gate pulse supplied from the gate pulse generator to the first and fourth self-extinguishing elements is detected, and the output of the integrator of the Rogowski current converter is reset to zero. 3. The direct current detection device for a power converter according to claim 2, wherein:
【請求項12】 ゲートパルスオフの信号が与えられた
自己消弧素子のターンオフ動作により、それぞれ第1の
ロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち下がり、第2
のロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち上がる場
合、 上記第2のロゴスキー電流変換器の検出電流と当該自己
消弧素子のターンオフ動作によっては変化しない電力変
換装置の出力電流検出値とを加算した合成電流を求め、
上記第1のロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零に
リセットする無電流期間予測手段は、上記合成電流の零
レベルを検出したタイミングを出力することを特徴とす
る請求項2記載の電力変換装置の直流電流検出装置。
12. The detected current of the first Rogowski current converter falls by the turn-off operation of the self-turn-off device to which the gate pulse off signal is applied, and the second
When the detected current of the Rogowski current converter rises, the detection current of the second Rogowski current converter and the output current detection value of the power converter that does not change by the turn-off operation of the self-extinguishing element are added. Find the combined current
3. The electric power according to claim 2, wherein the non-current period estimating means for resetting the output of the integrator of the first Rogowski current converter to zero outputs a timing at which the zero level of the combined current is detected. DC current detector for converter.
【請求項13】 入力直流電源の両極間に相毎に接続さ
れた、正極側自己消弧素子およびこれと逆並列接続され
たダイオードからなる正極側アームと負極側自己消弧素
子およびこれと逆並列接続されたダイオードからなる負
極側アームとの直列接続体、および上記両自己消弧素子
にゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を備え上
記両アームの接続点から交流出力を取り出す2レベルイ
ンバータを構成する電力変換装置であって、上記正極側
アームに流れる電流を検出する正極側ロゴスキー電流変
換器、上記負極側アームに流れる電流を検出する負極側
ロゴスキー電流変換器、および上記交流出力電流を検出
する交流電流検出器を備えたものにおいて、 上記負極側ロゴスキー電流変換器と交流電流検出器との
出力和が零レベルとなるタイミングを検出して上記正極
側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
するリセット信号を発生する正極側リセット回路、およ
び上記正極側ロゴスキー電流変換器と交流電流検出器と
の出力和が零レベルとなるタイミングを検出して上記負
極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセッ
トするリセット信号を発生する負極側リセット回路を備
えたことを特徴とする請求項2記載の電力変換装置の直
流電流検出装置。
13. A positive-side arm and a negative-side self-turn-off element comprising a positive-side self-extinguishing element and a diode connected in anti-parallel to the positive-side self-turn-off element and a diode connected between the two poles of the input DC power supply. A two-level inverter comprising a series connection with a negative electrode side arm consisting of a diode connected in parallel, and a gate pulse generator for supplying a gate pulse to the two self-extinguishing elements and taking out an AC output from a connection point between the two arms. A power converter comprising: a positive-side Rogowski current converter for detecting a current flowing to the positive-side arm; a negative-side Rogowski current converter for detecting a current to flow to the negative-side arm; and the AC output current. And an AC current detector for detecting an output current, wherein the output sum of the negative side Rogowski current converter and the AC current detector becomes zero level. Positive-side reset circuit for generating a reset signal for detecting an output of the integrator of the positive-side Rogowski current converter and resetting the output of the integrator to zero, and outputs of the positive-side Rogowski current converter and the AC current detector 3. A negative reset circuit for detecting a timing when the sum becomes zero level and generating a reset signal for resetting an output of an integrator of the negative Rogowski current converter to zero. DC current detector of power converter.
【請求項14】 正極、中性極および負極を有する入力
直流電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第1な
いし第4の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧
素子と逆並列接続されてそれぞれ第1ないし第4のアー
ムを構成する第1ないし第4のダイオード、上記入力直
流電源の中性極とそれぞれ上記第1、第2のアームの接
続点および上記第3、第4のアームの接続点との間に接
続された第5および第6のダイオード、および上記各自
己消弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生
器を備え上記第2、第3のアームの接続点から交流出力
を取り出す3レベルインバータを構成する電力変換装置
であって、上記第1のアームに流れる電流を検出する正
極側ロゴスキー電流変換器、上記第4のアームに流れる
電流を検出する負極側ロゴスキー電流変換器、上記入力
直流電源の中性極と上記第5および第6のダイオードと
の間に流れる電流を検出する中性極側ロゴスキー電流変
換器、および上記交流出力電流を検出する交流電流検出
器を備えたものにおいて、 上記負極側ロゴスキー電流変換器の出力と上記中性極側
ロゴスキー電流変換器の極性反転出力と上記交流電流検
出器の出力との和が零レベルとなるタイミングを検出し
て上記正極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零
にリセットするリセット信号を発生する正極側リセット
回路、上記正極側ロゴスキー電流変換器の出力と上記中
性極側ロゴスキー電流変換器の出力と上記交流電流検出
器の極性反転出力との和が零レベルとなるタイミングを
検出して上記負極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出
力を零にリセットするリセット信号を発生する負極側リ
セット回路、および上記正極側ロゴスキー電流変換器の
極性反転出力と上記負極側ロゴスキー電流変換器の出力
と上記交流電流検出器の出力との和が零レベルとなるタ
イミングを検出して上記中性極側ロゴスキー電流変換器
の積分器の出力を零にリセットするリセット信号を発生
する中性極側リセット回路を備えたことを特徴とする請
求項2記載の電力変換装置の直流電流検出装置。
14. A series connection of first to fourth self-extinguishing elements connected for each phase between the positive and negative poles of an input DC power supply having a positive pole, a neutral pole, and a negative pole, and each of said self-extinguishing arcs First to fourth diodes respectively connected in antiparallel with the element to form first to fourth arms, a neutral point of the input DC power supply and a connection point of the first and second arms, respectively, and 3, the fifth and sixth diodes connected between the connection point of the fourth arm and the gate pulse generator for supplying a gate pulse to each of the self-extinguishing elements. What is claimed is: 1. A power converter comprising a three-level inverter for extracting an AC output from a connection point of an arm, comprising: a Rogowski current converter on the positive electrode side for detecting a current flowing through the first arm; Negative electrode to detect Side Rogowski current converter, Neutral pole side Rogowski current converter for detecting a current flowing between the neutral pole of the input DC power supply and the fifth and sixth diodes, and detecting the AC output current Wherein the sum of the output of the negative-side Rogowski current converter, the polarity-inverted output of the neutral-side Rogowski current converter, and the output of the AC current detector is zero level. A positive-side reset circuit for detecting a timing at which the output of the positive-side Rogowski current converter is reset to zero and resetting the output of the integrator of the positive-side Rogowski current converter to zero; The timing at which the sum of the output of the negative Rogowski current converter and the polarity inverted output of the AC current detector becomes zero level is detected, and the output of the integrator of the negative Rogowski current converter is reset to zero. A negative reset circuit for generating a reset signal to be set, and a zero level sum of a polarity inverted output of the positive Rogowski current converter, an output of the negative Rogowski current converter, and an output of the AC current detector. 3. A neutral pole side reset circuit for detecting a timing at which the output of said neutral pole side Rogowski current converter is reset to generate a reset signal for resetting the output of said integrator to zero. DC current detector of power converter.
【請求項15】 交流出力電流が零レベルとなるタイミ
ングを検出し、当該タイミングから所定時間リセット回
路の出力を禁止するようにしたことを特徴とする請求項
13または14に記載の電力変換装置の直流電流検出装
置。
15. The power converter according to claim 13, wherein a timing at which the AC output current becomes zero level is detected, and the output of the reset circuit is inhibited for a predetermined time from the timing. DC current detector.
【請求項16】 請求項7に記載のロゴスキー電流変換
器の出力と請求項8に記載のロゴスキー電流変換器の出
力とを加算、または請求項13に記載の正極側ロゴスキ
ー電流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出
力とを加算して2レベルインバータの交流出力電流を検
出する加算器を備えたことを特徴とする電力変換装置の
直流電流検出装置。
16. The Rogowski current converter according to claim 13, wherein the output of the Rogowski current converter according to claim 7 and the output of the Rogowski current converter according to claim 8 are added. A DC current detection device for a power converter, comprising: an adder for adding the output of the two-level inverter and the output of the Rogowski current converter on the negative side to detect the AC output current of the two-level inverter.
【請求項17】 請求項9に記載のロゴスキー電流変換
器の出力と請求項10に記載のロゴスキー電流変換器の
出力と請求項11に記載のロゴスキー電流変換器の出力
とを加算、または請求項14に記載の正極側ロゴスキー
電流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出力
と中性極側ロゴスキー電流変換器の出力とを加算して3
レベルインバータの交流出力電流を検出する加算器を備
えたことを特徴とする電力変換装置の直流電流検出装
置。
17. An output of the Rogowski current converter according to claim 9, an output of the Rogowski current converter according to claim 10, and an output of the Rogowski current converter according to claim 11, Or adding the output of the Rogowski current converter on the positive side, the output of the Rogowski current converter on the negative side, and the output of the Rogowski current converter on the neutral side according to claim 14 to obtain 3
A DC current detecting device for a power converter, comprising an adder for detecting an AC output current of a level inverter.
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