JP2001286155A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】瞬停及び制御切替が発生して再起動する場合、
装置を停止することなく、運転が継続され得る電力変換
装置を提供すること。 【解決手段】インバータ回路１３を制御するゲートゲー
ト制御装置４４０は、交流電源２０が主回路部１０の運
転を継続できないレベルまで低下した場合にインバータ
回路１３を停止し、交流電源２０が停電になる前に交流
電源２０が主回路部１０の運転を行えるレベルまで復電
した場合は交流電動機３０の位相に基づいた周波数指令
値でインバータ回路１３を起動し、速度指令値まで加速
運転を行える状態になるまでインバータ回路１３の周波
数指令値を補正しながらインバータ回路１３の各相の出
力電流を過電流レベルより低い電流制限レベルと比較を
行い該電流制限レベルに達した相に対してゲートパルス
を一定期間ブロックする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源からの交
流電力を直流電力に変換した後に交流電力に変換し該変
換電力を交流電動機に供給する電力変換装置に係り、特
に再起動時に発生する出力電流が過電流になるのを防止
するようにした電力変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電力変換装置においては、瞬停
又は制御切替による再起動時にインバータ回路の出力電
流が過電流レベルに達して運転を停止する虞がある。そ
のため、従来から出力電流が過電流レベルに達しないよ
うにさまざまな手法がとられている。

【０００３】図１０を参照して従来から採用されている
代表的な方法を説明する。すなわち、図１において、電
力変換装置は、主回路部１０と制御部とから構成され、
負荷として三相交流電動機が適用されている。

【０００４】ここに、主回路部１０は、直流コンデンサ
１２により平滑した直流電圧を出力する整流回路部１
１、この直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、
交流電動機３０を駆動するインバータ回路１３から構成
されている。

【０００５】先ず、瞬停及び制御切替時には、整流回路
部１１、インバータ回路１３を停止させるが、インバー
タ回路１３が停止すると、負荷である交流電動機３０か
らの残留磁束による残留電圧が誘起される。位相検出部
４３が、検出した残留電圧を基に交流電動機３０の位相
を検出し、それに基づいて再起動時のインバータ回路１
３の周波数指令値とする。

【０００６】一方、インバータ回路１３が再起動する
と、電流監視部４９の電流監視レベル５０を過電流検出
レベル４９から電流制限レベル４７に下げて、インバー
タ回路１３の出力電流と電流制限レベル４７と比較を行
い、電流制限レベル４７を超えた場合はインバータ回路
１３へのゲートパルスを一定期間ブロックして、再起動
時の出力電流が過電流レベルに達することを防ぐ。そし
て、再起動してから一定時間経過後、電流監視レベル５
０を電流制限レベル４７から過電流検出レベル４９に上
げる。

【０００７】しかし、電流制限レベル４７から過電流検
出レベル４９に上げた直後、インバータ回路１３の出力
電流は、過電流検出レベル４９に達するまで流れる場合
がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の瞬停又
は制御切替による再起動時における出力電流が過大に流
れることを防止する方法では、電流監視レベルが電流制
限レベルのときは出力電流が過電流になることを制御す
ることができるが、電流監視レベルを電流制限レベルか
ら過電流検出レベルに上げたときに、過電流を検出する
虞がある。

【０００９】この原因は電流制限レベルで抑制している
とき、インバータの位相指令値と交流電動機３０のモー
タ位相とが大きくずれ、かかる状態で電流制限レベルか
ら過電流検出レベルにあげると、そのずれを補正するた
めに電流が流れ込むために生じる。

【００１０】したがって、この現象を防ぐためには、電
流制限レベルで抑制している場合も交流電動機３０のモ
ータ位相を演算して、位相指令値を補正しなければなら
ない。

【００１１】しかし、従来のインバータ回路を停止させ
て抑制する方法は、出力電圧が大きく変動するため、交
流電動機３０のモータ位相を正確に検出することはでき
ない。

【００１２】本発明の目的は、瞬停又は制御切替による
再起動時にあっても、インバータ回路の出力電流が過電
流レベルに達しないようにし、運転停止を回避するよう
にした電力変換装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に係る発明は、交流電源からの交流電力を直
流電力に変換する整流回路と、この整流回路の出力を充
電するコンデンサと、前記整流回路及び前記コンデンサ
の直流電力を交流電力に変換し該変換電力を交流電動機
に供給するインバータ回路とを有する主回路部と、この
主回路部を制御する制御装置とからなる電力変換装置に
おいて、前記制御装置は、前記インバータ回路から出力
される交流電圧を検出する電圧検出手段と、前記インバ
ータ回路から出力される交流電流を各相ごとに検出する
電流検出手段と、前記インバータ回路から出力される交
流電圧に基づき前記交流電動機の位相を検出する位相検
出手段と、前記整流回路に与える制御信号を生成すると
共に前記交流電源が前記主回路部の運転を継続できない
レベルまで低下した場合に前記前記整流回路を停止する
整流回路制御手段と、前記インバータ回路に与えるゲー
トパターンを生成し、前記交流電源が前記主回路部の運
転を継続できないレベルまで低下した場合に前記インバ
ータ回路を停止し、前記交流電源が停電になる前に前記
交流電源が前記主回路部の運転を行えるレベルまで復電
した場合は前記位相検出手段により検出した前記交流電
動機の位相に基づいた周波数指令値で前記インバータ回
路を起動し、前記電圧検出手段、前記電流検出手段及び
前記位相検出手段の出力に基づき速度指令値まで加速運
転を行える状態になるまで前記インバータ回路の周波数
指令値を補正しながら前記インバータ回路の各相の出力
電流を過電流レベルより低い電流制限レベルと比較を行
い該電流制限レベルに達した相に対してゲートパルスを
一定期間ブロックするインバータ回路制御手段とを具備
することを特徴とする。

【００１４】上記目的を達成するために請求項２に係る
発明は、請求項１における前記インバータ回路が、中性
点クランプ型インバータ回路であることを特徴とする。

【００１５】上記目的を達成するために請求項３に係る
発明は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する
整流回路と、この整流回路の出力を充電するコンデンサ
と、前記整流回路及び前記コンデンサの直流電力を交流
電力に変換し該変換電力を交流電動機に供給するインバ
ータ回路とを有する主回路部と、この主回路部を制御す
る制御装置とからなる電力変換装置において、前記制御
装置は、前記インバータ回路から出力される交流電圧を
検出する電圧検出手段と、前記インバータ回路から出力
される交流電流を各相ごとに検出する電流検出手段と、
前記インバータ回路から出力される交流電圧に基づき前
記交流電動機の位相を検出する位相検出手段とを備える
と共に、運用と待機とが互いに設定される複数の制御部
とからなり、これら複数の制御部は、前記整流回路に与
える制御信号を生成すると共に前記運転中の制御部から
待機中の制御部に切り替わる場合に前記前記整流回路を
停止する整流回路制御手段と、前記インバータ回路に与
えるゲートパターンを生成し、前記運転中の制御部から
待機中の制御部に切り替わる場合に前記インバータ回路
を停止し、前記交流電源が停電になる前に前記交流電源
が前記主回路部の運転を行えるレベルまで復電した場合
は前記位相検出手段により検出した前記交流電動機の位
相に基づいた周波数指令値で前記インバータ回路を起動
し、前記電圧検出手段、前記電流検出手段及び前記位相
検出手段の出力に基づき速度指令値まで加速運転を行え
る状態になるまで前記インバータ回路の周波数指令値を
補正しながら前記インバータ回路の各相の出力電流を過
電流レベルより低い電流制限レベルと比較を行い該電流
制限レベルに達した相に対してゲートパルスを一定期間
ブロックするインバータ回路制御手段とを具備すること
を特徴とする。

【００１６】上記目的を達成するために請求項４に係る
発明は、請求項３における前記インバータ回路が、中性
点クランプ型インバータ回路であることを特徴とする。

【００１７】上記目的を達成するために請求項５に係る
発明は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する
整流回路と、この整流回路の出力を充電するコンデンサ
と、前記整流回路及び前記コンデンサの直流電力を交流
電力に変換し該変換電力を交流電動機に供給するインバ
ータ回路とを有する主回路部と、この主回路部を制御す
る制御装置とからなる電力変換装置において、前記制御
装置は、前記インバータ回路から出力される交流電圧を
検出する電圧検出手段と、前記インバータ回路から出力
される交流電流を各相ごとに検出する電流検出手段と、
前記インバータ回路から出力される交流電圧に基づき前
記交流電動機の位相を検出する位相検出手段とを備える
と共に、運用と待機とが互いに設定される複数の制御部
とからなり、これら複数の制御部は、前記整流回路に与
える制御信号を生成すると共に前記運転中の制御部から
待機中の制御部に切り替わる場合であって前記コンデン
サの電圧が運転を継続できない電圧レベルに充電された
状態にあって前記前記整流回路を停止する整流回路制御
手段と、前記インバータ回路に与えるゲートパターンを
生成し、前記運転中の制御部から待機中の制御部に切り
替わる場合であって前記コンデンサの電圧が運転を継続
できない電圧レベルに充電された状態にあって前記イン
バータ回路を停止し、前記交流電源が停電になる前に前
記交流電源が前記主回路部の運転を行えるレベルまで復
電した場合は前記位相検出手段により検出した前記交流
電動機の位相に基づいた周波数指令値で前記インバータ
回路を起動し、前記電圧検出手段、前記電流検出手段及
び前記位相検出手段の出力に基づき速度指令値まで加速
運転を行える状態になるまで前記インバータ回路の周波
数指令値を補正しながら前記インバータ回路の各相の出
力電流を過電流レベルより低い電流制限レベルと比較を
行い該電流制限レベルに達した相に対してゲートパルス
を一定期間ブロックするインバータ回路制御手段とを具
備することを特徴とする。

【００１８】上記目的を達成するために請求項６に係る
発明は、請求項５における前記インバータ回路が、中性
点クランプ型インバータ回路であることを特徴とする。

【００１９】上記目的を達成するために請求項７に係る
発明は、請求項２における前記インバータ回路制御手段
が、電流制限レベルに達した相に対して一定期間零電圧
を出力するようにゲート信号を制御する手段を具備する
ことを特徴とする。

【００２０】上記目的を達成するために請求項８に係る
発明は、請求項１又は２における前記インバータ回路制
御手段が、流制限レベルに達した相の対してゲートブロ
ックする時間を他の相の電流の和が電流制限レベルより
も小さい制限解除レベルに達したときにゲートブロック
を解除するように制御する手段を具備することを特徴と
する。

【００２１】上記目的を達成するために請求項９に係る
発明は、請求項３における前記インバータ回路制御手段
が、電流制限レベルに達した相の対して零電圧を出力す
る時間を他の相の電流の和が電流制限レベルより小さい
制限解除レベルに達したときゲートブロックを解除する
ように制御する手段を具備することを特徴とする。

【００２２】上記目的を達成するために請求項１０に係
る発明は、請求項５における前記インバータ回路制御手
段が、電流制限レベルに達した相の対して零電圧を出力
する時間を他の相の電流の和が電流制限レベルよりも小
さい制限解除レベルに達したときに零電圧出力を解除す
るように制御する手段を具備することを特徴とする。

【００２３】以上によれば、出力電流が電流制限レベル
に達した場合にインバータ回路を停止するのではなく、
電流制限レベルに達した相のみをゲートブロックする。
これにより、出力電流を電流制限レベルに抑制している
場合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機
３０のモータ位相を検出することができる。そして、検
出した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正
しすることで、電流制限レベルで制限しているときの位
相偏差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レ
ベルにあげたときに、出力電流が過電流になることが防
止することが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電力変換装置
の好適な実施形態を、図面を参照して説明する。本発明
に係る電力変換装置は、図１に示すように、整流回路１
１、コンデンサ６０（図３，図６，図８においては直流
コンデンサ１２であり、図５，図７，図９においては正
側直流コンデンサ１５及び負側直流コンデンサ１６であ
る）、インバータ回路１３，１４を有する主回路部１０
と、この主回路部１０を制御する一系統の制御装置１０
０とからなる構成と、図２に示すように制御装置２００
が、第１制御部２０１と、第２制御部２０２と、制御部
２０１，２０２が運転中であるか又は待機中であるかを
切り替える、つまり第１制御部２０１と第２制御部２０
２とを切り替える切替器２０３とから構成されるものと
がある。ここに、第１制御部２０１及び第２制御部２０
２それぞれは、制御装置１００と等価な働きをするもの
であり、一般には、電圧検出装置４２、電流検出装置４
５、位相検出装置４３とは共通とすることができる。

【００２５】図３は、本発明に係る電力変換装置の請求
項１と請求項３に対応する実施形態を示している。図１
において、主回路部１０は、直流コンデンサ１２により
平滑した直流電圧を出力する整流回路部１１、この直流
電圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３
０を駆動するインバータ回路１３から構成される。

【００２６】制御装置は、図１に示す制御装置１００
と、図２に示す第１制御部２０１又は第２制御部２０２
とのいずれかであり、瞬停に対する措置だけが行われる
場合は図１に示す制御装置１００であり、運転中の制御
部から待機中の制御部に切り替わる場合は図２に示す制
御装置２００である。ここでは、運転中の第１制御部２
０１が故障して、待機中の第２制御部２０２に切り替わ
るものとする。

【００２７】ここでは、図１に示す制御装置１００を例
示して説明する。すなわち、制御装置１００は、インバ
ータ回路１３から出力される交流電圧を検出する電圧検
出装置４２と、電流検出装置４５と、位相検出装置４３
の他に、ゲート制御装置４１０、インバータ回路制御手
段としてゲート制御装置４４０及び比較装置４６，４６
Ａを有する。

【００２８】ゲート制御装置４１０は、整流回路１１に
与える制御信号を生成するものであり、この他に交流電
源２０が瞬停等により主回路部１０の運転を継続できな
いレベルまで低下した場合に整流回路１１を停止制御す
る。

【００２９】インバータ回路制御手段としてゲート制御
装置４４０及び比較装置４６は、インバータ回路１３に
与えるゲートパターンを生成するものであり、このほか
に次のように動作する。すなわち、交流電源２０が瞬停
等により主回路部１０の運転を継続できないレベルまで
低下した場合にインバータ回路１３を停止し、交流電源
２０が停電になる前に交流電源２０が主回路部１０の運
転を行えるレベルまで復電した場合は位相検出装置４３
により検出した交流電動機３０の位相に基づいた周波数
指令値でインバータ回路１３を起動し、電圧検出装置４
２、電流検出装置４５及び位相検出装置４３の出力に基
づき速度指令値まで加速運転を行える状態になるまでイ
ンバータ回路１３の周波数指令値を補正しながらインバ
ータ回路１３の各相の出力電流を過電流レベルより低い
電流制限レベルと比較を行い該電流制限レベルに達した
相に対してゲートパルスを一定期間ブロックする。

【００３０】ここで、図４を用いて図３に示す電力変換
装置の動作例を説明する。すなわち、瞬停又は図２にお
いて運転中の制御部２０１から待機中の制御部２０２に
制御切替が起きると、ゲート制御装置４１が整流回路１
１を、ゲート制御装置４４がインバータ回路１３をそれ
ぞれ停止させる。瞬停中はインバータ回路１３の出力電
圧を電圧検出装置４２により検出し、位相検出装置４３
で位相を検出して、周波数指令値を補正する。復電し、
かつ、位相検出装置４３で検出した位相が収束したこと
を確認して、整流回路１１とインバータ回路１３を起動
させる。

【００３１】このとき、インバータ回路１３の出力電力
と電流制限レベル４７とを比較装置４６で相毎に比較を
行い、電流制限レベル４７に達した相のみゲート制御装
置４４で一定期間ゲートブロックをして、出力電流を抑
制する。

【００３２】以上のように本実施形態においては、出力
電流が電流制限レベルに達した場合にインバータ回路１
３を停止するのではなく、電流制限レベルに達した相の
みをゲートブロックする。

【００３３】これにより、出力電流を電流制限レベルに
抑制している場合の出力電圧の変動を抑えることがで
き、交流電動機３０のモータ位相を検出することができ
る。そして、検出した交流電動機３０のモータ位相で位
相指令値を補正しすることで、電流制限レベルで制限し
ているときの位相偏差を小さくして、電流制限レベルか
ら過電流検出レベルにあげたときに、出力電流が過電流
になることが防止することが可能となる。

【００３４】図５は、本発明に係る電力変換装置の請求
項２，４，７に対応する実施形態を示しており、図３と
同一部分には同一符号を付している。

【００３５】図５において、主回路部１０は正側直流コ
ンデンサ１５と負側直流コンデンサ１６により平滑した
直流電圧を出力する整流回路１１、この直流電圧を任意
の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０を駆動す
る中性点クランプ型インバータ回路１４から構成され、
再起動時の出力電流を抑制する例である。

【００３６】図５の構成においても、図３の実施形態と
同様に、瞬停又は制御切替が起きると、ゲート制御装置
４１０が整流回路１１を、ゲート制御装置４４０が中性
点クランプ型インバータ回路１４をそれぞれ停止させ
る。瞬停中は中性点クランプ型インバータ回路１４の出
力電圧を電圧検出装置４２により検出し、位相検出装置
４３で位相を検出して、周波数指令値を補正する。復電
し、かつ、位相検出装置４３で検出した位相が収束した
ことを確認して、整流回路１１と中性点クランプ型イン
バータ回路１４を起動させる。このとき、中性点クラン
プ型インバータ回路１４の出力電流と電流制限レベル４
７とを比較装置４６で相毎に比較を行い、電流制限レベ
ル４７に達した相のみをゲート制御装置４４０で一定期
間ゲートブロック又は零電圧出力をして、出力電流を抑
制する。

【００３７】これにより、図３の実施形態と同様に、出
力電流を電流制限レベルに抑制している場合の出力電圧
の変動を抑えることができ、交流電動機３０のモータ位
相を検出することができる。そして、検出した交流電動
機３０のモータ位相で位相指令値を補正することで、電
流制限レベルで制限しているときの位相偏差を小さくし
て、電流制限レベルから過電流検出レベルにあげたとき
に、出力電流が過電流となることを防止できる。

【００３８】図６は、本発明に係る電力変換装置の請求
項５に対応する実施形態を示している。図６において、
主回路部１０は直流コンデンサ１２により平滑した直流
電圧を出力する整流回路部１１、この直流電圧を任意の
周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０を駆動する
インバータ回路１３から構成され、再起動時の出力電流
を抑制する例である。

【００３９】直流コンデンサ１２の電圧レベルが運転を
継続できない停止レベル５３に充電された状態で、図２
に示す制御装置２００が、運転中の制御部２０１から待
機中の制御部２０２に切り替わるときに、ゲート制御装
置４１１が整流回路１１を停止させ、ゲート制御装置４
４１がインバータ回路１３を停止させる。そして、イン
バータ回路１３の出力電圧を電圧検出装置４２により検
出し、位相検出装置４３で位相を検出して、周波数指令
値を補正する。

【００４０】運転中の制御部２０１から待機中の制御部
２０２に切り替わり、かつ、位相検出装置４３で検出し
た位相が収束したことを確認して、インバータ回路１３
を起動する。ただし、整流回路１１は直流コンデンサ１
２の電圧が運転が可能な復帰レベル５４まで低下するま
で、ゲート制御装置４１１でゲートブロックを行う。そ
して、インバータ回路１３の出力電流と電流制限レベル
４７とを比較装置４６で相毎に比較を行い、電流制限レ
ベル４７に達した相のみをゲート制御装置４４１で一定
期間ゲートブロックをして出力電流を抑制する。

【００４１】これにより、図３，図５の実施形態と同様
に、出力電流を電流制限レベルに抑制している場合の出
力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３０のモ
ータ位相を検出することができる。そして、検出した交
流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正すること
で、電流制限レベルで制限しているときの位相偏差を小
さくして、電流制限レベルから過電流検出レベルにあげ
たときに、出力電流が過電流となることを防止できる。

【００４２】図７は、本発明に係る電力変換装置の請求
項６に対応する実施形態を示している。図７において、
主回路部１０は正側直流コンデンサ１５及び負側直流コ
ンデンサ１６により平滑した直流電圧を出力する整流回
路部１１、この直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変
換し、交流電動機３０を駆動する中性点クランプ型イン
バータ回路１４から構成され、再起動時の出力電流を抑
制する例である。

【００４３】正側直流コンデンサ１５又は負側直流コン
デンサ１６の電圧が運転を継続できない停止レベル５３
に充電された状態で、運転中の制御部２０１から待機中
の制御部２０２に切り替わるときに、ゲート制御装置４
１２が整流回路１１を停止させ、ゲート制御装置４４２
がイ中性点クランプ型インバータ回路１４を停止させ
る。そして、中性点クランプ型インバータ回路１４の出
力電圧を電圧検出装置４２により検出し、位相検出装置
４３で位相を検出して、周波数指令値を補正する。運転
中の制御部２０１から待機中の制御部２０２に切り替わ
り、かつ、位相検出装置４３で検出した位相が収束した
ことを確認して、中性点クランプ型インバータ回路１４
を起動する。

【００４４】ただし、整流回路１１は正側直流コンデン
サ１５及び負側直流コンデンサ１６の電圧が運転可能な
復帰レベル５４まで低下するまで、ゲート制御装置４１
２でゲートブロックを行う。そして、中性点クランプ型
インバータ回路１４の出力電流と電流制限レベル４７と
を比較装置４６で相毎に比較を行い、電流制限レベル４
７に達した相のみをゲート制御装置４４２で一定期間ゲ
ートブロックをして、の出力電流を抑制する。

【００４５】これにより、図３，図５，図６の実施形態
と同様に、出力電流を電流制限レベルに抑制している場
合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３
０のモータ位相を検出することができる。そして、検出
した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正す
ることで、電流制限レベルで制限しているときの位相偏
差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レベル
にあげたときに、出力電流が過電流となることを防止で
きる。

【００４６】図８は、本発明に係る電力変換装置の請求
項８に対応する実施形態を示している。図８において、
主回路部１０は直流コンデンサ１２により平滑した直流
電圧を出力する整流回路１１、この直流電圧を任意の周
波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０を駆動するイ
ンバータ回路１３から構成され、再起動時の出力電流を
抑制する例である。

【００４７】瞬停又は制御切替、つまり、運転中の制御
部２０１から待機中の制御部２０２に切り替わりが起き
ると、ゲート制御装置４１３が整流回路１１を、ゲート
制御装置４４３がインバータ回路１３をそれぞれ停止さ
せる。瞬停中はインバータ回路１３の出力電圧を電圧検
出装置４２により検出し、位相検出装置４３で位相を検
出して、周波数指令値を補正する。

【００４８】復電し、かつ、位相検出装置４３で検出し
た位相が収束したことを確認して、整流回路１１とイン
バータ回路１３を起動させる。このとき、インバータ回
路１３の出力電流と電流制限レベル４７とを比較装置４
６で相毎に比較を行い、電流制限レベル４７に達した相
のみをゲート制御装置４４３でゲートブロックし、ゲー
トブロックしていない残り２相の電流の和が電流制限レ
ベル４７よりも小さい制限解除レベル４８に達したとき
にゲートブロックを解除するように制御して、インバー
タ回路１３の出力電流を抑制する。

【００４９】これにより、図３，図５〜図７の実施形態
と同様に、出力電流を電流制限レベルに抑制している場
合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３
０のモータ位相を検出することができる。そして、検出
した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正す
ることで、電流制限レベルで制限しているときの位相偏
差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レベル
にあげたときに、出力電流が過電流となることを防止で
きる。

【００５０】図９は、本発明に係る電力変換装置の請求
項９と請求項１０に対応する実施形態を示している。図
９において、主回路部１０は直流コンデンサ１２により
平滑した直流電圧を出力する整流回路１１、この直流電
圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０
を駆動する中性点クランプ型インバータ回路１４から構
成され、再起動時の出力電流を抑制する例である。

【００５１】瞬停又は制御切替、つまり、運転中の制御
部２０１から待機中の制御部２０２に切り替わりが起き
ると、ゲート制御装置４１４が整流回路１１を、ゲート
制御装置４４４が中性点クランプ型インバータ回路１４
をそれぞれ停止させる。瞬停中は中性点クランプ型イン
バータ回路１４の出力電圧を電圧検出装置４２により検
出し、位相検出装置４３で位相を検出して、周波数指令
値を補正する。復電し、かつ、位相検出装置４２で検出
した位相が収束したことを確認して、整流回路１１と中
性点クランプ型インバータ回路１４を起動させる。

【００５２】このとき、中性点クランプ型インバータ回
路１４の出力電流と電流制限レベル４７とを比較装置４
６で相毎に比較を行い、電流制限レベル４７に達した相
のみをゲート制御装置４４でゲートブロック又は零電圧
出力し、ゲートブロック又は零電圧出力していない残り
２相の電流の和が電流制限レベル４７よりも小さい制限
解除レベル４８に達したときにゲートブロック又は零電
圧出力を解除するように制御して、インバータ回路１４
の出力電流を抑制する。

【００５３】これにより、図３，図５〜図８の実施形態
と同様に、出力電流を電流制限レベルに抑制している場
合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３
０のモータ位相を検出することができる。そして、検出
した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正す
ることで、電流制限レベルで制限しているときの位相偏
差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レベル
にあげたときに、出力電流が過電流となることを防止で
きる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、瞬
停及び制御切替が発生して再起動する場合、インバータ
回路の出力電流を抑制することにより、装置を停止する
ことなく、運転が継続され得る電力変換装置を提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電力変換装置の制御装置の一例を
示す図。

【図２】本発明に係る電力変換装置の制御装置の他例を
示す図。

【図３】本発明の請求項１，３に対応する電力変換装置
の実施形態の構成図。

【図４】同実施形態の作用を説明するための波形図。

【図５】本発明の請求項２，４，７に対応する電力変換
装置の実施形態の構成図。

【図６】本発明の請求項５に対応する電力変換装置の実
施形態の構成図。

【図７】本発明の請求項６に対応する電力変換装置の実
施形態の構成図。

【図８】本発明の請求項８に対応する電力変換装置の実
施形態の構成図。

【図９】本発明の請求項９，１０に対応する電力変換装
置の実施形態の構成図。

【図１０】従来の電力変換装置の一例の構成図。

【符号の説明】

１０…主回路部 １１…整流回路 １２…直流コンデンサ １３…インバー
タ回路 １４…中性点クランプ型インバータ回路 １５…正側直流コンデンサ １６…負側直流
コンデンサ ２０…三相交流電源 ３０…三相交流
電動機 ４１…ゲート制御装置 ４２…電圧検出
装置 ４３…位相検出装置 ４４…ゲート制
御装置 ４５…電流検出装置 ４６，４６Ａ…
比較装置 ４７…電流制限レベル ４８…制限解除
レベル ４９…過電流検出レベル ５０…電流監視
レベル ５１…電圧検出装置 ５２…比較装置 ５３…停止レベル ５４…復帰レベ
ル １００，２００…制御装置 ２０１，２０２
…制御部 ４１０，４１１，４１２，４１３，４１４…ゲート制御
装置 ４４０，４４１，４４２，４４３，４４４…ゲート制御
装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 浩士 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 5H007 AA05 AA17 BB06 CA05 CB04 CB05 CC14 CC23 DA05 DA06 DB01 DC02 DC05 EA02 FA03 GA05 5H576 DD02 DD04 GG04 GG05 GG06 HB01 JJ25 LL22 LL24 LL39 MM02 MM13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源からの交流電力を直流電力に変
   換する整流回路と、この整流回路の出力を充電するコン
   デンサと、前記整流回路及び前記コンデンサの直流電力
   を交流電力に変換し該変換電力を交流電動機に供給する
   インバータ回路とを有する主回路部と、この主回路部を
   制御する制御装置とからなる電力変換装置において、 前記制御装置は、 前記インバータ回路から出力される交流電圧を検出する
   電圧検出手段と、 前記インバータ回路から出力される交流電流を各相ごと
   に検出する電流検出手段と、 前記インバータ回路から出力される交流電圧に基づき前
   記交流電動機の位相を検出する位相検出手段と、 前記整流回路に与える制御信号を生成すると共に前記交
   流電源が前記主回路部の運転を継続できないレベルまで
   低下した場合に前記前記整流回路を停止する整流回路制
   御手段と、 前記インバータ回路に与えるゲートパターンを生成し、
   前記交流電源が前記主回路部の運転を継続できないレベ
   ルまで低下した場合に前記インバータ回路を停止し、前
   記交流電源が停電になる前に前記交流電源が前記主回路
   部の運転を行えるレベルまで復電した場合は前記位相検
   出手段により検出した前記交流電動機の位相に基づいた
   周波数指令値で前記インバータ回路を起動し、前記電圧
   検出手段、前記電流検出手段及び前記位相検出手段の出
   力に基づき速度指令値まで加速運転を行える状態になる
   まで前記インバータ回路の周波数指令値を補正しながら
   前記インバータ回路の各相の出力電流を過電流レベルよ
   り低い電流制限レベルと比較を行い該電流制限レベルに
   達した相に対してゲートパルスを一定期間ブロックする
   インバータ回路制御手段とを具備することを特徴とする
   電力変換装置。
2. 【請求項２】 前記インバータ回路は、中性点クランプ
   型インバータ回路であることを特徴とする請求項１記載
   の電力変換装置。
3. 【請求項３】 交流電源からの交流電力を直流電力に変
   換する整流回路と、この整流回路の出力を充電するコン
   デンサと、前記整流回路及び前記コンデンサの直流電力
   を交流電力に変換し該変換電力を交流電動機に供給する
   インバータ回路とを有する主回路部と、この主回路部を
   制御する制御装置とからなる電力変換装置において、 前記制御装置は、前記インバータ回路から出力される交
   流電圧を検出する電圧検出手段と、前記インバータ回路
   から出力される交流電流を各相ごとに検出する電流検出
   手段と、前記インバータ回路から出力される交流電圧に
   基づき前記交流電動機の位相を検出する位相検出手段と
   を備えると共に、運用と待機とが互いに設定される複数
   の制御部とからなり、 これら複数の制御部は、 前記整流回路に与える制御信号を生成すると共に前記運
   転中の制御部から待機中の制御部に切り替わる場合に前
   記前記整流回路を停止する整流回路制御手段と、 前記インバータ回路に与えるゲートパターンを生成し、
   前記運転中の制御部から待機中の制御部に切り替わる場
   合に前記インバータ回路を停止し、前記交流電源が停電
   になる前に前記交流電源が前記主回路部の運転を行える
   レベルまで復電した場合は前記位相検出手段により検出
   した前記交流電動機の位相に基づいた周波数指令値で前
   記インバータ回路を起動し、前記電圧検出手段、前記電
   流検出手段及び前記位相検出手段の出力に基づき速度指
   令値まで加速運転を行える状態になるまで前記インバー
   タ回路の周波数指令値を補正しながら前記インバータ回
   路の各相の出力電流を過電流レベルより低い電流制限レ
   ベルと比較を行い該電流制限レベルに達した相に対して
   ゲートパルスを一定期間ブロックするインバータ回路制
   御手段とを具備することを特徴とする電力変換装置。
4. 【請求項４】 前記インバータ回路は、中性点クランプ
   型インバータ回路であることを特徴とする請求項３記載
   の電力変換装置。
5. 【請求項５】 交流電源からの交流電力を直流電力に変
   換する整流回路と、この整流回路の出力を充電するコン
   デンサと、前記整流回路及び前記コンデンサの直流電力
   を交流電力に変換し該変換電力を交流電動機に供給する
   インバータ回路とを有する主回路部と、この主回路部を
   制御する制御装置とからなる電力変換装置において、 前記制御装置は、前記インバータ回路から出力される交
   流電圧を検出する電圧検出手段と、前記インバータ回路
   から出力される交流電流を各相ごとに検出する電流検出
   手段と、前記インバータ回路から出力される交流電圧に
   基づき前記交流電動機の位相を検出する位相検出手段と
   を備えると共に、運用と待機とが互いに設定される複数
   の制御部とからなり、 これら複数の制御部は、 前記整流回路に与える制御信号を生成すると共に前記運
   転中の制御部から待機中の制御部に切り替わる場合であ
   って前記コンデンサの電圧が運転を継続できない電圧レ
   ベルに充電された状態にあって前記前記整流回路を停止
   する整流回路制御手段と、 前記インバータ回路に与えるゲートパターンを生成し、
   前記運転中の制御部から待機中の制御部に切り替わる場
   合であって前記コンデンサの電圧が運転を継続できない
   電圧レベルに充電された状態にあって前記インバータ回
   路を停止し、前記交流電源が停電になる前に前記交流電
   源が前記主回路部の運転を行えるレベルまで復電した場
   合は前記位相検出手段により検出した前記交流電動機の
   位相に基づいた周波数指令値で前記インバータ回路を起
   動し、前記電圧検出手段、前記電流検出手段及び前記位
   相検出手段の出力に基づき速度指令値まで加速運転を行
   える状態になるまで前記インバータ回路の周波数指令値
   を補正しながら前記インバータ回路の各相の出力電流を
   過電流レベルより低い電流制限レベルと比較を行い該電
   流制限レベルに達した相に対してゲートパルスを一定期
   間ブロックするインバータ回路制御手段とを具備するこ
   とを特徴とする電力変換装置。
6. 【請求項６】 前記インバータ回路は、中性点クランプ
   型インバータ回路であることを特徴とする請求項５記載
   の電力変換装置。
7. 【請求項７】 前記インバータ回路制御手段は、電流制
   限レベルに達した相に対して一定期間零電圧を出力する
   ようにゲート信号を制御する手段を具備することを特徴
   とする請求項２記載の電力変換装置。
8. 【請求項８】 前記インバータ回路制御手段は、流制限
   レベルに達した相の対してゲートブロックする時間を他
   の相の電流の和が電流制限レベルよりも小さい制限解除
   レベルに達したときにゲートブロックを解除するように
   制御する手段を具備することを特徴とする請求項１又は
   ２記載の電力変換装置。
9. 【請求項９】 前記インバータ回路制御手段は、電流制
   限レベルに達した相の対して零電圧を出力する時間を他
   の相の電流の和が電流制限レベルより小さい制限解除レ
   ベルに達したときゲートブロックを解除するように制御
   する手段を具備することを特徴とする請求項３記載の電
   力変換装置。
10. 【請求項１０】 前記インバータ回路制御手段は、電流
    制限レベルに達した相の対して零電圧を出力する時間を
    他の相の電流の和が電流制限レベルよりも小さい制限解
    除レベルに達したときに零電圧出力を解除するように制
    御する手段を具備することを特徴とする請求項５記載の
    電力変換装置。