JP2015126648A - 電力変換装置および電力変換装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
ＰＭモータの磁束を生成する永久磁石は、磁石の温度と電機子側に流れる電流が所定の領域を超えると不可逆減磁が発生するという特性をもっている。この不可逆減磁が発生するとＰＭモータの始動不良、運転負荷範囲の縮退、磁石の消磁という問題があった。
【解決手段】
電力変換装置であって、交流電圧を直流電圧に変換する順変換器と、前記順変換器にて変換した直流電圧を平滑する平滑コンデンサを有する直流中間回路と、該電力変換装置から出力される電流を検出する電流検出回路と、前記直流中間回路にて平滑化された直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、前記逆変換器の備えるスイッチング素子を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路では、第一の電流レベル値と第二の電流レベル値とに基づき決定した電流閾値に基づき前記逆変換器のスイッチング素子を制御することを特徴とする電力変換装置である。
【選択図】図４

Description

本発明は、電力変換装置および電力変換装置の制御方法に関する。

特許文献１の段落［００１３］には、「過電流検出回路３２は電流検出器１２で検出された電流Ｉｕｆｂ、Ｉvｆｂ、Ｉｗｆｂを入力し、Ｉｕｆｂ、Ｉvｆｂ、Ｉｗｆｂの各電流のうちいずれかが、許容減磁電流演算回路３２から入力された許容減磁電流値以上になった場合、過電流故障と判断し故障表示を行うとともにＰＷＭ 制御器２２へのゲート信号を即時に遮断する。磁石温度異常上昇検出回路３４は温度検出器６より入力された磁石温度値が定数設定器３３で設定された磁石温度許容上限値Ｔmaxを越えた場合、磁石温度異常上昇と判断し故障表示を行うとともにＰＷＭ制御器２２へのゲート信号を即時に遮断する。」ことが開示されている。

また、特許文献２の段落［０００５］の［作用］には、「減磁保護のための遮断電流設定値をモータ周囲温度を検出し、この温度により可変とする。」ことが、さらに、段落［００１０］には、「このように、本実施例によれば、磁石の減磁防止のための保護装置１０が温度検出器１３によって外気温度を読み取り、外気温が低い場合には減磁電流に見合った低い電流値を、外気温が高い場合は高い電流値を遮断電流設定値とすることができる。」点が開示されている。

特開２００６−２２３０３７号公報 特開平７−６７３９０号公報

ＰＭモータの磁束を生成する永久磁石は、磁石の温度と電機子側に流れる電流が所定の領域を超えると不可逆減磁が発生するという特性をもっている。

この不可逆減磁が発生するとＰＭモータの始動不良、運転負荷範囲の縮退、磁石の消磁という問題があった。

特許文献１と特許文献２には、いずれもＰＭモータの減磁保護のための遮断電流を決定する方法が記載されているが、電力変換装置の逆変換器を構成するスイッチング素子を減磁保護のための遮断電流から安全に保護する点についての開示はない。

電力変換装置には、逆変換器を構成するスイッチング素子を安全に動作させる電流レベル値である許容保護電流レベル値が予め設けられているが、この許容保護電流レベル値と減磁保護のための遮断電流との関係については一切開示されていない。

つまり、減磁保護のための遮断電流値である許容減磁電流レベル値がスイッチング素子を保護するために予め設けられた許容保護電流レベル値より高い場合、遮断電流時に電力変換装置を遮断しても、モータの減磁保護はできるが逆変換器を構成するスイッチング素子を安全に保護することはできないという問題が発生する。

すなわち、ＰＭモータの減磁保護と逆変換器を構成するスイッチング素子の保護を両立できないという問題がある。

上記目的を達成する手段は下記の通りである。

電力変換装置であって、交流電圧を直流電圧に変換する順変換器と、前記順変換器にて変換した直流電圧を平滑する平滑コンデンサを有する直流中間回路と、該電力変換装置から出力される電流を検出する電流検出回路と、前記直流中間回路にて平滑化された直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、前記逆変換器の備えるスイッチング素子を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路では、第一の電流レベル値と第二の電流レベル値とに基づき決定した電流閾値に基づき前記逆変換器のスイッチング素子を制御することを特徴とする電力変換装置である。

本発明によれば、ＰＭモータの減磁保護と電力変換装置の逆変換器を構成するスイッチング素子の保護を両立することが可能な電力変換装置および電力変換装置の制御方法を提供することができる。

本願に係る電力変換装置の構成図の一例である。 本願に係る電力変換装置の他の構成図の一例である。 本願に係る電力変換装置の制御ブロック図（第一の形態）である。 本願に係る電力変換装置の制御ブロック図（第二の形態）である。 本願に係る電力変換装置の制御ブロック図（第三の形態）である。 本願に係る設定周囲温度と許容減磁電流の相関図の一例である。 本願に係る検出温度と許容減磁電流の相関図の一例である。

以下図面を用いて本願について説明する。なお、各図における共通の構成については同一の参照番号を付してある。また、本願は図示例に限定されるものではない。

本願による電力変換装置の実施例１における形態を以下に図を用いて説明する。

図１は本願に係る電力変換装置の構成図の一例である。

図１の電力変換装置１０は、ＰＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータあるいはＩＭ(Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｔｏｒ)に電力を供給するための順変換器１、平滑用コンデンサ２、逆変換器３、過電流保護レベル値の決定回路４、制御回路５、冷却ファン６、デジタル操作パネル７、ドライブ回路８、温度検出器９を備えて構成される。図１では、任意の入力電源として交流電源を用いた場合を示す。

順変換器１は、交流電力を直流電力に変換する。

平滑用コンデンサ２は、直流中間回路に備えられている。

逆変換器３は、直流電力を任意の周波数の交流電力に変換する。逆変換器３内には、代
表的なスイッチング素子として例えばＩＧＢＴが搭載されている。ここで、スイッチング素子としてはＩＧＢＴに限定されるものではなく、スイッチング素子としての形態を有するものであれば良い。

冷却ファン６は、順変換器１及び逆変換器３内のパワーモジュールを冷却する。

デジタル操作パネル７は、電力変換装置の各種制御データを設定、変更、異常状態及びモニタ表示を行う。操作パネル７には異常表示が可能な表示部が設けられており、電力変換装置における異常が検出されると当該表示部に表示される。本実施例の操作パネル７としては、特に種類が限られるものではないが、デジタル操作パネルとして装置使用者の操作性を考慮して表示部の表示を見ながら操作が行えるように構成している。

なお、表示部は必ずしも操作パネル７と一体に構成する必要はないが、操作パネル７の操作者が、表示を見ながら操作できるように一体構成とすることが望ましい。

操作パネル７から入力された電力変換装置の各種制御データは図示しない記憶部に格納される。

制御回路５は、デジタル操作パネル7によって入力される各種の制御データに基づいて
逆変換器３のスイッチング素子を制御すると共に、電力変換装置１０全体の制御を司る働きをするもので、マイコン（制御演算装置）が搭載されており、デジタル操作パネル７から入力される各種の制御データに応じて必要な制御処理が行なえるように構成されている。

内部構成は省略するが、各種の制御データが格納された記憶部の記憶データからの情報に基づいて演算を行うマイコン（制御演算装置）が搭載されている。

電流検出器ＣＴは、モータのＵ相、Ｗ相の線電流を検出する。Ｖ相の線電流は、交流条件（ｉｕ＋ｉｖ＋ｉｗ＝０）から、ｉｖ＝−（ｉｕ＋ｉｗ）として求められる。

図１ではＣＴを２個用いる例を示したが、ＣＴを３個使用し、各Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の線電流を検出してもよい。

ドライブ回路８は、制御回路５からの指令に基づいて逆変換器３のスイッチング素子を駆動する。ドライブ回路８内にはスイッチングレギュレータ回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）が搭載されており、電力変換装置の運転に必要な各直流電圧を生成し、これらを各構成に対して供給する。

温度検出器９は、ＰＭモータの永久磁石の温度を検出する。

ＰＭ／ＩＭ選択信号１１は、ＰＭモータを駆動するか誘導電動機ＩＭを駆動するかを外部から設定する信号である。図１では、ＰＭ／ＩＭ選択信号１１は外部から設定するように記載されているが、外部からだけでなく、操作パネル７から選択できるようにしてあってもよい。当然、ＰＭモータと誘導電動機ＩＭを同時に両方駆動することはできない。また、誘導電動機ＩＭは、ＰＭモータと異なり永久磁石を搭載していないため、ＰＭモータ特有の減磁現象は存在しない。すなわち、許容減磁電流レベル自体が必要ない。

一台の電力変換装置でＰＭモータと誘導電動機ＩＭのどちらかを駆動可能なため、誘導電動機ＩＭを選択した場合、誘導電動機を保護するための許容減磁電流レベルは必要なく、電力変換装置のスイッチング素子を保護するための許容保護電流レベルが存在すればよい。

しかし、ＰＭモータを選択した場合、減磁現象が発生しないように許容減磁電流レベルを設けなければならない。これらのスイッチング素子を保護するための許容保護電流レベルは電力変換装置に搭載されたスイッチング素子の定格電流に依存し、磁石の減磁を防止するための許容減磁電流レベル値はＰＭモータの磁石特性に依存するため、許容保護電流レベル値と許容減磁電流レベル値との間に決まった大小関係はなく、許容減磁電流レベルの方が許容保護電流レベル値より低くなるとは限らない。

このため、誘導電動機ＩＭを選択した場合には、前記電流検出器で検出された電流値がスイッチング素子を保護するために予め設定された許容保護電流レベル値を超えた場合に、逆変換器３内部のスイッチング素子の動作を停止させることで、スイッチング素子の保護が可能となる。

また、ＰＭモータを選択した場合には、許容減磁電流レベル値と許容保護電流レベル値のうち低い値を過電流保護レベル値として自動設定し、前記電流検出器で検出された電流値が過電流保護レベル値を超えた場合に、逆変換器３内部のスイッチング素子の動作を停止させることで、スイッチング素子の保護が可能となる。

上記方法により、ＩＭおよびＰＭのいずれのモータを用いた場合であっても、磁石の減磁防止と電力変換装置の保護を両立可能な電力変換装置および電力変換装置の制御方法を提供することができる。

このことは、例えばクレーン設備において、巻上げ・巻下げ装置にＰＭモータを選択し、走行・横行装置に誘導電動機ＩＭを選択した場合、巻上げ・巻下げと走行を交互に選択するパターンにおいても適切に保護できるため不安を抱きながら設備稼働することがなくユーザメリットは極めて大きい。

また、任意の入力電源として交流電源ではなく、直流電源を供給する場合には、直流端子Ｐ側に直流電源の＋側を接続し、直流端子Ｎ側に直流電源の−側を接続すればよい。

さらには、交流端子ＲとＳとＴを接続し、この接続点に直流電源の＋側を接続し、直流端子Ｎ側に直流電源の−側を接続してもよいし、逆に、直流端子Ｐ側に直流電源の＋側を接続し、交流端子ＲとＳとＴを接続し、この接続点に直流電源の−側を接続してもよい。

本願による電力変換装置の実施例２における形態を以下に図を用いて説明する。

図２は、本願に係る電力変換装置の他の構成図の一例である。

図１と共通の構成および同一の機能については、やはり同一の参照番号を付してある。

図１と異なるのは、電流検出器の検出位置である。

ＳＨ１、ＳＨｉ、ＳＨｄは電流検出用のシャント抵抗器であり、ＳＨ１は直流中間回路のＮ側の電流を検出し、ＳＨｉは逆変換器３を構成する下アームの各スイッチング素子であるＵ相とＶ相とＷ相のＩＧＢＴに接続され、ＳＨｄは各スイッチング素子であるＩＧＢＴに並列に接続されたダイオードに接続されている。

すなわち、電力変換装置の直流母線側に設けられたシャント抵抗器ＳＨｉは、各ＩＧＢＴに流れる合成電流を検出する電流検出器であり、シャント抵抗器ＳＨｄは各ＩＧＢＴに並列に接続されたダイオードに流れる合成電流を検出する電流検出器である。

電力変換装置の直流母線側に設けられたシャント抵抗器でモータに流れる電流を検出できる。

また、シャント抵抗ＳＨｉ、ＳＨｄは、Ｕ相を構成する下アームのＩＧＢＴとダイオードに接続されているがＵ相を構成する上アームのＩＧＢＴとダイオードに接続して電流を検出してもよい。

本願による電力変換装置の実施例３における形態を以下に図を用いて説明する。

図３は、本願に係る電力変換装置の制御ブロック図（第一の形態）である。

図１および図２に開示した制御回路５の内部における制御ブロック図である。

逆変換器３を構成するスイッチング素子としてＩＧＢＴが搭載されており、ＩＧＢＴには安全動作領域（電流と電圧の上限）が決められている。スイッチング素子を安全に動作させるため、電力変換装置には予め超えてはならない過電流保護レベルと過電圧保護レベルが設けられており、この過電流保護レベルがスイッチング素子を保護するための許容保護電流レベル値（図３の第一の過電流保護レベル値）３１である。

誘導電動機ＩＭは、ＰＭモータと異なり永久磁石を搭載していないため、ＰＭモータ特有の減磁現象は存在しない。このため、誘導電動機を保護するための許容減磁電流レベルは必要なく、電力変換装置のスイッチング素子を保護するための許容保護電流レベルが存在すればよい。

ところが、ＰＭモータには電機子側に流れる電流が所定の領域を超えると不可逆減磁が発生する。この不可逆減磁が発生するとＰＭモータの始動不良、運転負荷範囲の縮退、磁石の消磁というモータとしての働きができない状態に陥る。

このため、不可逆減磁が発生しないようにＰＭモータ特有の減磁電流である許容保護電流レベル値（第二の許容減磁電流レベル値）３２をデジタル操作パネル７で設定する。

許容保護電流レベル値（第一の過電流保護レベル値）３１と許容減磁電流レベル値（第二の許容減磁電流レベル値）３２を比較器３３で比較し、いずれか低い方の電流レベル値を電力変換装置の過電流保護レベル値３５として自動的に設定する。そして、電流検出器ＣＴにより検出された電流検出器信号が予め設定された過電流保護レベル値３５を超えた場合には、電流検出回路３４からＳｉｇ１をドライブ回路８に送信し、逆変換器３内部のスイッチング素子であるＩＧＢＴの動作を停止する構成にしてある。

ここで、許容保護電流レベル値（第一の過電流保護レベル値）３１と許容減磁電流レベル値（第二の許容減磁電流レベル値）３２とを比較し、いずれか低いレベル値を電力変換装置の過電流保護レベル値に自動的に設定する理由は、デジタル操作パネル７で設定した許容減磁電流レベル値（第二の許容減磁電流レベル値）３２とがスイッチング素子を保護するために予め設けられた許容保護電流レベル値（第一の過電流保護レベル値）３１より高い場合、この許容減磁電流レベル値（第二の許容減磁電流レベル値）３２を電力変換装置の過電流保護レベル値に自動的に設定すると過電流発生時にスイッチング素子を破壊し電力変換装置としての機能を消失するからである。

また、許容減磁電流レベル値（第二の許容減磁電流レベル値）３２を操作者がデジタル操作パネル７で設定するため、誤入力（実際の減磁電流レベル値より高いレベル値で、かつ第一の過電流保護レベル値より高い値を設定した場合）によるスイッチング素子の破壊を未然に防止することができるためである。すなわち、ＰＭモータの減磁保護と逆変換器を構成するスイッチング素子の保護を両立できる。

ここで、許容保護電流レベルは電力変換装置に搭載されたスイッチング素子の定格電流に依存する値であるため、許容保護電流レベルは予め設定されていてもよい。また、許容減磁電流レベル値はＰＭモータの磁石特性に依存するため、使用するＰＭモータに応じて予め決められた値を設定するようにしてもよい。

また、過電流保護レベル値は、許容保護電流レベル値と許容減磁電流レベル値のいずれのか小さい方のレベル値に基づき幅を持たせて設定された値であってもよい。

また、必ずしも制御回路５の中で許容保護電流レベル値と許容減磁電流レベル値のいずれか小さい値を算出することは必要ではなく、既知の許容保護電流レベル値と許容減磁電流レベル値とに基づき決まる過電流保護レベル値を、外部やデジタル操作パネル７などから入力することによって決定しても良い。

また、ＰＭ／ＩＭ選択信号１１にてＰＭが選択された場合は、許容保護電流レベル値と許容減磁電流レベル値の両方に基づき決定した過電流保護レベル値を用いて電力変換装置を動作させ、ＩＭが選択された場合は、許容保護電流レベル値を過電流保護レベル値として電力変換装置を動作させるものである。

つまり、本願は、許容保護電流レベル値と許容減磁電流レベル値の両方に基づき決定した過電流保護レベル値を用いて電力変換装置を動作させる点に特徴の一つを有する。また、本願は、ＩＭかＰＭかにより、異なる方法にて過電流保護レベル値を求め、当該過電流保護レベル値に基づき電力変換装置を動作させる点に特徴の一つを有する。

本願による電力変換装置の実施例４における形態を以下に図を用いて説明する。

図４は、本願に係る電力変換装置の制御ブロック図（第二の形態）である。

図３と共通の構成および同一の機能については、やはり同一の参照番号を付してある。

ＰＭモータの第二の許容減磁電流レベル値４２とＰＭモータの周囲温度値４６を個別にデジタル操作パネル７で設定する。第二の許容減磁電流レベル値４２と周囲温度値４６と電流検出回路４４の検出値とから、温度と許容減磁電流の相関回路４７により、ＰＭモータの第三の許容減磁電流レベル値４８を求め、許容保護電流レベル値（第一の過電流保護レベル値）４１と第二の許容減磁電流レベル値４２と第三の許容減磁電流レベル値４８の内二つ以上のレベル値を比較器４３で比較し、これらのレベル値の中で最も低いレベル値を電力変換装置の過電流保護レベル値に自動的に設定する。過電流保護レベル値４５が決定した後は図３と同様に、当該過電流保護レベル値４５を用いて電力変換装置を動作させる。

過電流保護レベル値を設定するに当たり、第二の許容減磁電流レベル値４２と第三の許容減磁電流レベル値とを比較する場合は、いずれか小さいほうのレベル値が許容保護レベル値４１よりも小さい場合に、ＰＭモータの減磁保護と逆変換器を構成するスイッチング素子の保護を両立できるという効果を奏する。

図６に電機子電流検出値Ｉａをパラメータとした設定周囲温度値Ｔａと許容減磁電流Ｉaｄの相関図の一例を示す。この相関曲線図を用いて求めればよい。

図６の相関図を一本の直線で近似しても、数本の直線で近似しても本願の意図は変わらない。

この曲線式あるいは直線式から、許容減磁電流Ｉaｄを求めればよい。

また、ＰＭモータに流れる電機子電流検出値Ｉａに対する永久磁石の温度上昇（ΔＴ∝f(Ｉａ)）の相関を予め測定あるいは演算しておけば、各検出電流値における永久磁石の温度（Ｔ）を電機子電流検出値による温度上昇値ΔＴ∝f(Ｉａ)と設定周囲温度値Ｔａの和として、Ｔ＝ΔＴ＋Ｔａとして求められる。

つまり、電機子電流検出値Ｉａと永久磁石の温度上昇値ΔＴの相関データを予め不揮発性のメモリに記憶させ、不揮発性のメモリから読み出した温度上昇値ΔＴに設定周囲温度値Ｔａを足して永久磁石の温度Ｔを求め、温度と許容減磁電流の相関データから許容減磁電流Ｉaｄを求めてもよい。

さらには、電機子電流検出値Ｉａと設定周囲温度値Ｔａと許容減磁電流Ｉaｄの相関回路に、これらの相関データを予め不揮発性のメモリに記憶させ不揮発性のメモリから許容減磁電流Ｉaｄを読み出す構成にしておく方がより現実的なシステム構成である。

永久磁石の温度上昇の代わりにＰＭモータに流れる電流検出値Ｉａに対するＰＭモータの温度上昇値をΔＴとしてもよい。

ここで、図６におけるＡ点とＢ点について説明する。

Ａ点は、検出電流Ｉａ１の場合であり、設定周囲温度値Ｔａ１時における第三の許容減磁電流レベル値はＩaｄ１である。この許容減磁電流レベル値Ｉaｄ１は、スイッチング素子を保護するための第一の過電流保護レベル値より高いため、モータの減磁保護とスイッチング素子の保護を両立するために、両レベル値の中で最も低いレベル値である第一の過電流保護レベル値が電力変換装置の過電流保護レベル値に自動的に設定される。

万一、第三の許容減磁電流レベル値Ｉaｄ１を電力変換装置の過電流保護レベル値に設定した場合（Ｉaｄ１>第一の過電流保護レベル値）、ＰＭモータの減磁保護はできても逆変換器を構成するスイッチング素子を保護することができないことは明らかである。

Ｂ点は、検出電流Ｉａnの場合であり、設定周囲温度値がＴａ１時における第三の許容減磁電流レベル値はＩaｄ２である。この許容減磁電流レベル値Ｉaｄ２は、スイッチング素子を保護するための第一の過電流保護レベル値より低いため、モータの減磁保護とスイッチング素子の保護を両立するために、両レベル値の中で最も低いレベル値である第三の許容減磁電流レベル値Ｉaｄ２が電力変換装置の過電流保護レベル値に自動的に設定される。

Ａ点とＢ点における電力変換装置の過電流保護レベル値を異なる値に自動設定し、ＰＭモータの減磁保護と逆変換器を構成するスイッチング素子の保護を両立できることが本願の特徴である。

そして、電流検出器信号が設定された過電流保護レベル値を超えた場合に、Ｓｉｇ１をドライブ回路８に送信し、逆変換器内部のスイッチング素子であるＩＧＢＴの動作を停止する構成にしてある。

ここで、第一の過電流保護レベル値と第二の許容減磁電流レベル値と第三の許容減磁電流レベル値のうち少なくとも２つを用いて比較し、最も低いレベル値を電力変換装置の過電流保護レベル値に自動的に設定するのは、実施例３に記載した理由と同一である。

本願による電力変換装置の実施例５における形態を以下に図を用いて説明する。

図５は、本願に係る電力変換装置の制御ブロック図（第三の形態）である。

図４と共通の構成および同一の機能については、やはり同一の参照番号を付してある。

ＰＭモータの第二の許容減磁電流レベル値５２をデジタル操作パネル７で設定する。第二の許容減磁電流レベル値５２とＰＭモータに設けられた温度検出器９の検出値とから、温度と許容減磁電流の相関回路５７により、ＰＭモータの第三の許容減磁電流レベル値５８を求め、許容保護電流レベル値（第一の過電流保護レベル値）５１と第二の許容減磁電流レベル値５２と第三の許容減磁電流レベル値５８のうち少なくとも２つを用いて比較し、これらのレベル値の中で最も低いレベル値を電力変換装置の過電流保護レベル値５５に自動的に設定する。

実施例４と同様に、過電流保護レベル値を設定するに当たり、第二の許容減磁電流レベル値４２と第三の許容減磁電流レベル値とを比較する場合は、いずれか小さいほうのレベル値が許容保護レベル値４１よりも小さい場合に、ＰＭモータの減磁保護と逆変換器を構成するスイッチング素子の保護を両立できるという効果を奏する。

図７に検出温度Ｔと許容減磁電流Ｉａｄの相関図の一例を示す。この相関図を用いて求めればよい。

ここで、図７におけるＣ点とＤ点について説明する。

Ｃ点は、検出温度Ｔ１時における第三の許容減磁電流レベル値はＩａｄ３である。この許容減磁電流レベル値Ｉａｄ３は、スイッチング素子を保護するための第一の過電流保護レベル値より高いため、モータの減磁保護とスイッチング素子の保護を両立するために、両レベル値の中で最も低いレベル値である第一の過電流保護レベル値が電力変換装置の過電流保護レベル値に自動的に設定される。

Ｄ点は、検出温度Ｔ２時における第三の許容減磁電流レベル値はＩａｄ４である。この許容減磁電流レベル値Ｉａｄ４は、スイッチング素子を保護するための第一の過電流保護レベル値より低いため、モータの減磁保護とスイッチング素子の保護を両立するために、両レベル値の中で最も低いレベル値である第三の許容減磁電流レベル値Ｉａｄ４が電力変換装置の過電流保護レベル値に自動的に設定される。

Ｃ点とＤ点における電力変換装置の過電流保護レベル値を異なる値に自動設定し、ＰＭモータの減磁保護と逆変換器を構成するスイッチング素子の保護を両立できることが本願の特徴である。

そして、やはり電流検出器信号が設定された過電流保護レベル値を超えた場合に、Ｓｉｇ１をドライブ回路８に送信し、逆変換器内部のスイッチング素子であるＩＧＢＴの動作を停止する構成にしてある。

ここで、第一の過電流保護レベル値と第二の許容減磁電流レベル値と第三の許容減磁電流レベル値の内二つ以上のレベル値を比較し、最も低いレベル値を電力変換装置の過電流保護レベル値に自動設定するのは、やはり実施例３および実施例４に記載した理由と同一である。

検出温度と許容減磁電流の相関回路には、この相関データを予め不揮発性のメモリに記憶させ不揮発性のメモリから読み出す構成にしておく方がより現実的なシステム構成である。

当然、過電流保護レベル値の決定回路４をマイコンの一部の機能で構成する方がより現実的なシステム構成である。

以上の実施例で示したように、本願により、許容減磁電流レベル値と許容保護電流レベル値の低い値を許容保護電流レベル値として自動設定することにより、磁石の減磁防止と電力変換装置の保護を両立可能な電力変換装置およびＰＭモータの制御方法を提供できるため、不安を抱きながら設備稼働することがなくユーザメリットは極めて大きい。

１…順変換器、２…平滑用コンデンサ、３…逆変換器、４…過電流保護レベル値の決定回路、５…制御回路、６…冷却ファン、７…デジタル操作パネル、８…ドライブ回路、９…温度検出器、１０…電力変換装置、１１…ＰＭ／ＩＭ選択信号、ＰＭ…永久磁石付同期電動機、ＩＭ…誘導電動機、ＣＴ…電流検出器、ＳＨ１，ＳＨｉ，ＳＨｄ…直流母線側の電流検出用シャント抵抗、Ｉａ…電機子電流、f(Ｉａ)…Ｉａの関数の意味

Claims (14)

1. 電力変換装置であって、
   交流電圧を直流電圧に変換する順変換器と、
   前記順変換器にて変換した直流電圧を平滑する平滑コンデンサを有する直流中間回路と、
   該電力変換装置から出力される電流を検出する電流検出回路と、
   前記直流中間回路にて平滑化された直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、
   前記逆変換器の備えるスイッチング素子を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路では、第一の電流レベル値と第二の電流レベル値とに基づき決定した電流閾値に基づき前記逆変換器のスイッチング素子を制御することを特徴とする電力変換装置。
2. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記第一の電流レベル値は前記逆変換器のスイッチング素子を保護するための値であり、前記第二の電流レベル値は該電力変換装置により制御する負荷に基づき決まる値であることを特徴とする電力変換装置。
3. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記第一の電流レベル値は前記逆変換器のスイッチング素子を保護するための値であり、前記第二の電流レベル値は該電力変換装置により制御する負荷の永久磁石の磁石特性に基づき決まる値であることを特徴とする電力変換装置。
4. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記制御回路では、第一の電流レベル値と第二の電流レベル値とのいずれか小さい方の値に基づき電流閾値を決定することを特徴とする電力変換装置。
5. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記制御回路では、第一の電流レベル値と第二の電流レベル値とのいずれか小さい方の値を電流閾値とすることを特徴とする電力変換装置。
6. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記制御回路では、負荷としてＰＭが選択された場合には第一の電流レベルと第二の電流レベルとに基づき決定した電流閾値を用い、負荷としてＩＭが選択された場合には第一の電流レベルに基づき決定した電流閾値を用いて制御を行うことを特徴とする電力変換装置。
7. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記制御回路では、第一の電流レベル値と第二の電流レベル値と第三の電流レベル値に基づき決定した電流閾値に基づき前記逆変換器のスイッチング素子を制御することを特徴とする電力変換装置。
8. 電力変換装置の制御方法であって、
   交流電圧を直流電圧に変換する順変換工程と、
   前記順変換工程にて変換した直流電圧を平滑する平滑工程と、
   該電力変換装置から出力される電流を検出する電流検出工程と、
   前記平滑工程にて平滑化された直流電圧を交流電圧に変換する逆変換工程と、
   スイッチング素子を制御する制御工程と、を備え、
   前記制御工程では、第一の電流レベル値と第二の電流レベル値とに基づき決定した電流閾値に基づき前記スイッチング素子を制御することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
9. 請求項８記載の電力変換装置の制御方法であって、
   前記第一の電流レベル値は前記スイッチング素子を保護するための値であり、前記第二の電流レベル値は該電力変換装置により制御する負荷に基づき決まる値であることを特徴とする電力変換装置の制御方法。
10. 請求項８記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記第一の電流レベル値は前記逆変換器のスイッチング素子を保護するための値であり、前記第二の電流レベル値は該電力変換装置により制御する負荷の永久磁石の磁石特性に基づき決まる値であることを特徴とする電力変換装置の制御方法。
11. 請求項８記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記制御工程では、第一の電流レベル値と第二の電流レベル値とのいずれか小さい方の値に基づき電流閾値を決定することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
12. 請求項８記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記制御工程では、第一の電流レベル値と第二の電流レベル値とのいずれか小さい方の値を電流閾値とすることを特徴とする電力変換装置の制御方法。
13. 請求項８記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記制御工程では、負荷としてＰＭが選択された場合には第一の電流レベルと第二の電流レベルとに基づき決定した電流閾値を用い、負荷としてＩＭが選択された場合には第一の電流レベルに基づき決定した電流閾値を用いて制御を行うことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
14. 請求項８記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記制御工程では、第一の電流レベル値と第二の電流レベル値と第三の電流レベル値に基づき決定した電流閾値に基づき前記スイッチング素子を制御することを特徴とする電力変換装置の制御方法。

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