JP2019161810A - 電力変換装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】平滑コンデンサの容量が変動してもその電圧を適切に制御する。【解決手段】電力変換装置１０は、ＰＷＭ制御信号に基づいて、交流電力を直流電力に変換する整流器１２と、整流器１２の直流側に接続された平滑コンデンサ１４の電圧を検出する電圧検出部１８と、平滑コンデンサ１４の容量を推定する容量推定部３０と、推定された容量Ｃから電圧ループゲインを算出し、指令電圧と検出された電圧との偏差と、電圧ループゲインとから制御電圧Ｖｃを生成する電圧制御部３２と、制御電圧Ｖｃを用いてＰＷＭ制御信号を生成して整流器１２を制御するＰＷＭ制御部３４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、三相交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換する電力変換装置及びその制御方法に関する。

電力変換装置として、スイッチング素子を有する整流器と、整流器のスイッチング素子のスイッチング動作を制御するＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ制御部とを備えたものが開示されている（下記特許文献１参照）。

下記特許文献１のＰＷＭ制御部は、整流器の交流電源側の交流電圧値および交流電流値と、整流器の直流側に接続される平滑コンデンサの直流電圧とから、ＰＷＭ制御信号を生成している。

特開２０１６−０５９１８１号公報

ところで、一般的に、整流器のＰＷＭ制御にはフィードバック制御が用いられており、そのフィードバック制御のゲイン（ループゲイン）は、平滑コンデンサの容量に依存する。したがって、平滑コンデンサの容量を正しく知る必要がある。

しかし、平滑コンデンサは、充放電の繰り返しによりその容量が減少する劣化部品であることが一般的に知られている。また、停電時のバックアップ用のエネルギーを供給する目的で、平滑コンデンサとは別に、整流器の直流側に外付けのコンデンサモジュールを接続する場合があり、この場合には平滑コンデンサの見かけ上の容量が増加する。

このように平滑コンデンサの容量が変動すると、平滑コンデンサの電圧を適切に制御できなくなることが懸念される。

そこで、本発明は、平滑コンデンサの容量が変動しても平滑コンデンサの電圧を適切に制御し得る電力変換装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、三相交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換する電力変換装置であって、ＰＷＭ制御信号に基づいて、前記交流電力を前記直流電力に変換する整流器と、前記整流器の直流側に接続された平滑コンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、前記平滑コンデンサの容量を推定する容量推定部と、推定された前記容量から電圧ループゲインを算出し、指令電圧と検出された前記電圧との偏差と、前記電圧ループゲインとから制御電圧を生成する電圧制御部と、前記制御電圧を用いて前記ＰＷＭ制御信号を生成して前記整流器を制御するＰＷＭ制御部と、を備える。

本発明の第２の態様は、三相交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換する電力変換装置の制御方法であって、前記電力変換装置は、ＰＷＭ制御信号に基づいて、前記交流電力を前記直流電力に変換する整流器と、前記整流器の直流側に接続された平滑コンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、を備え、前記平滑コンデンサの容量を推定する容量推定ステップと、推定された前記容量から電圧ループゲインを算出する算出ステップと、指令電圧と検出された前記電圧との偏差と、前記電圧ループゲインとから制御電圧を生成する生成ステップと、前記制御電圧を用いて前記ＰＷＭ制御信号を生成して前記整流器を制御するＰＷＭ制御ステップと、を含む。

本発明では、推定された平滑コンデンサの容量から電圧ループゲインが算出され、その算出された電圧ループゲインに基づいてＰＷＭ制御信号が生成されるため、平滑コンデンサの容量が変動してもその平滑コンデンサの電圧を適切に制御することができる。

実施の形態における電力変換装置の構成を示す模式図である。 平滑コンデンサの電圧変化を示すグラフである。 図１の電力変換装置の電圧ループを表した図である。 図１の制御部の処理手順を示すフローチャートである。 変形例１の電力変換装置の構成を示す模式図である。

本発明に係る電力変換装置及びその制御方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

［実施の形態］
図１は、実施の形態における電力変換装置１０の構成を示す模式図である。電力変換装置１０は、三相交流電源Ｐから供給された交流電力を直流電力に変換するものであり、整流器１２、平滑コンデンサ１４、電流検出部１６、電圧検出部１８、制御部２０および報知部２２を有する。

整流器１２は、ＰＷＭ制御信号に基づいて、三相交流電源Ｐから供給された交流電力を直流電力に変換するものである。具体的には、整流器１２は、スイッチング素子を有し、そのスイッチング素子をＰＷＭ制御信号に基づいてスイッチングすることで、三相交流電源Ｐから供給された交流電力を直流電力に変換する。なお、スイッチング素子として、例えば、ＩＧＢＴ、パワーＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、または、サイリスタ等が挙げられる。

平滑コンデンサ１４は、整流器１２の直流側に接続されており、整流器１２で変換された直流電力を平滑化するものである。平滑コンデンサ１４の電圧（以下、コンデンサ電圧と称する）は、本実施の形態では、逆変換器２４によってモータＭを駆動するための交流電圧に変換され、逆変換器２４からモータＭに出力される。

電流検出部１６は、三相交流電源Ｐから整流器１２に流れる電流を検出し、検出した電流を制御部２０に出力する。電圧検出部１８は、平滑コンデンサ１４のコンデンサ電圧を検出し、検出したコンデンサ電圧を制御部２０に出力する。

制御部２０は、電圧検出部１８で検出されるコンデンサ電圧が指令電圧Ｖｄｃ´に近づくようにフィードバック制御することで整流器１２を制御するものである。この制御部２０は、容量推定部３０、電圧制御部３２およびＰＷＭ制御部３４を有する。

容量推定部３０は、平滑コンデンサ１４の容量Ｃを推定するものである。本実施の形態の容量推定部３０は、電流検出部１６で検出される電流と、電圧検出部１８で検出されるコンデンサ電圧とに基づいて、平滑コンデンサ１４の容量Ｃを推定する。

平滑コンデンサ１４の容量Ｃは、例えば図２に示すように、電源投入時点のコンデンサ電圧Ｖ_０と、定常値に収束する収束時点のコンデンサ電圧Ｖ_１と、その２点間に平滑コンデンサ１４に蓄積される蓄積電荷から推定可能である。蓄積電荷は、電源投入時点の電荷をＱ_０とし、収束時点の電荷をＱ_１とし、電源投入時点から収束時点までに電圧検出部１８で検出される電流をＩとすると、下記の（１）式が成り立つ。

上記の（１）式を容量Ｃに着目して変形すると、下記の（２）式となる。

したがって、容量推定部３０は、上記の（２）式を用いて、平滑コンデンサ１４の容量Ｃを推定し得る。なお、上記の（２）式を用いた平滑コンデンサ１４の容量Ｃの推定手法は一例であり、他の推定手法が用いられてもよい。容量推定部３０は、平滑コンデンサ１４の容量Ｃを推定すると、推定した平滑コンデンサ１４の容量Ｃを電圧制御部３２に出力する。

電圧制御部３２は、ＰＩ制御を用いてフィードバック制御する。本実施の形態の電圧制御部３２は、容量推定部３０で推定された平滑コンデンサ１４の容量Ｃに応じて比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉを算出する。なお、比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉの算出手法については後述する。

電圧制御部３２は、比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉを算出すると、算出した比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉがそれぞれ所定範囲内にあるか否かを判断する。ここで、電圧制御部３２は、比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉの少なくとも一方が所定範囲内にないと判断した場合は、比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉの算出をリトライする。

電圧制御部３２は、リトライ数が所定回数を超えるまでに、算出した比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉの双方が所定範囲内にあると判断した場合は、当該比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉを適切な電圧ループゲインとして決定する。この場合、電圧制御部３２は、決定した比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉと、電圧検出部１８で検出されたコンデンサ電圧と指令電圧Ｖｄｃ´との偏差とから制御電圧Ｖｃを生成し、生成した制御電圧ＶｃをＰＷＭ制御部３４に出力する。

一方、電圧制御部３２は、リトライ数が所定回数を超えるまでに、算出した比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉの双方が所定範囲内にあると判断できなかった場合は、異常信号を生成してＰＷＭ制御部３４および報知部２２に出力する。

ＰＷＭ制御部３４は、電圧制御部３２から出力される制御電圧Ｖｃを用いてＰＷＭ制御信号を生成して整流器１２を制御する。ＰＷＭ制御部３４は、電圧制御部３２から異常信号が出力された場合は、ＰＷＭ制御信号に基づく整流器１２の制御を停止する。

報知部２２は、平滑コンデンサ１４が異常である旨を報知するものである。この報知部２２は、電圧制御部３２から異常信号が供給された場合に、平滑コンデンサ１４が異常である旨を報知する。

報知部２２の具体的な報知手法としては、例えば、表示器に表示する手法、音響発生器から警告音を発生する手法、警告灯から光を発生する手法等が挙げられる。なお、報知部２２は、表示器、音響発生器あるいは警告灯を有していてもよく、外部に設けられる表示器、音響発生器あるいは警告灯を制御するようにしてもよい。また、報知部２２は、２以上の報知手法を用いて報知するようにしてもよい。

次に、電圧制御部３２における比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉの算出手法について説明する。図３は、電力変換装置１０の電圧ループを表した図である。具体的に図３に示す電圧ループは、電圧制御部３２、ＰＷＭ制御部３４および平滑コンデンサ１４における電圧のフィードバックループである。ただし、簡単にするため、図３では外乱負荷がないものとして示している。

なお、図３は、電圧制御部３２を、指令電圧Ｖｄｃ´とフィードバック電圧（コンデンサ電圧）ｖｄｃとの偏差を出力する出力器４０と、出力器４０から出力された偏差を用いて制御電圧Ｖｃ生成するＰＩ制御部４２とに分けている。

図３に示す電圧ループの伝達関数をＧ（ｓ）とし、電圧ループの角周波数をω［ｒａｄ／ｓ］とし、ダンピング係数（減衰係数）をζとした場合、下記の（３）式が成り立つ。

ここで、周波数をＢとすると、周波数Ｂは、角周波数ωとの関係では、ω／２πとなり、上記の（３）式より、Ｋ´_ｐ＝Ｋｐ／Ｃ＝ωとなることから、周波数Ｂは、下記の（４）式のように整理することができる。

また、上記の（３）式より、Ｋ´_ｉ＝Ｋ_ｉ／Ｃ＝（ω／２ζ）^２となり、ω＝Ｋｐ／Ｃとなることから、ダンピング係数ζは、下記の（５）式のように整理することができる。

電圧制御部３２は、上記の（４）式および（５）式を用いて、周波数Ｂとダンピング係数ζとの双方が予め設定される設定値を満たすよう、容量推定部３０で推定される平滑コンデンサ１４の容量Ｃに応じて比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉを算出する。

具体的には、電圧制御部３２は、容量推定部３０により推定された容量Ｃが小さい程、比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉが小さくなるように、比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉを算出する。なお、上記の（４）式および（５）式を用いた比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉの算出手法は一例であり、他の算出手法が用いられてもよい。

次に、電力変換装置１０の制御方法について説明する。図４は、制御部２０の処理手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、容量推定部３０は、平滑コンデンサ１４の容量Ｃを推定し、ステップＳ２に進む。ステップＳ２において、電圧制御部３２は、ステップＳ１で推定された平滑コンデンサ１４の容量Ｃから電圧ループゲインとして比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉを算出し、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、電圧制御部３２は、ステップＳ２で電圧ループゲインとして算出した比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉのそれぞれが所定範囲内か否かを判断する。

ここで、電圧制御部３２は、比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉのそれぞれが所定範囲内であるとステップＳ３で判断した場合は、ステップＳ４に進んで、当該比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉを適切な電圧ループゲインとして決定し、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、電圧制御部３２は、ステップＳ４で適切な電圧ループゲインとして決定した比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉに基づいて制御電圧Ｖｃを生成し、ステップＳ６に進む。ステップＳ６において、ＰＷＭ制御部３４は、ステップＳ５で生成された制御電圧Ｖｃを用いてＰＷＭ制御信号を生成して整流器１２を制御する。

このように制御部２０は、推定した平滑コンデンサ１４の容量Ｃから電圧ループゲインを算出し、その電圧ループゲインに基づいてＰＷＭ制御信号を生成することで、平滑コンデンサ１４の容量Ｃが変動してもコンデンサ電圧を適切に制御することができる。

一方、電圧制御部３２は、比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉの少なくとも一方が所定範囲内でないとステップＳ３で判断した場合は、ステップＳ７に進んで、ステップＳ３の判断を所定回数したか否か判断する。電圧制御部３２は、ステップＳ３の判断を所定回数していない場合は、比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉの算出をリトライするためステップＳ１に戻り、ステップＳ３の判断を所定回数した場合は、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、制御部２０は、異常時制御処理を実行する。すなわち、電圧制御部３２は、異常信号を生成し、生成した異常信号をＰＷＭ制御部３４および報知部２２に出力する。ＰＷＭ制御部３４は、電圧制御部３２から供給される異常信号に基づいて、ＰＷＭ制御信号に基づく整流器１２の制御を停止する。報知部２２は、電圧制御部３２から供給される異常信号に基づいて、平滑コンデンサ１４が異常である旨を報知する。

このように制御部２０は、所定回数だけリトライしても所定範囲内にある比例ゲインＫ_ｐおよび積分ゲインＫ_ｉを算出できないときには、整流器１２の制御を停止するとともに平滑コンデンサ１４が異常である旨を報知する。これにより制御部２０は、整流器１２が不安定のままで動作し続けることを回避しつつ、平滑コンデンサ１４の交換の機会をオペレータに与えることができる。

［変形例］
以上、本発明の一例として上記実施の形態が説明されたが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

＜変形例１＞
図５は、変形例１の電力変換装置１０の構成を示す模式図である。この図５では、上記実施の形態において説明した構成と同等の構成について同一の符号が付されている。なお、変形例１では、重複する説明は省略する。

変形例１の電力変換装置１０では、三相交流電源Ｐから整流器１２に流れる電流を検出する電流検出部１６に代えて、整流器１２から平滑コンデンサ１４に流れる電流を検出する電流検出部１６Ａを設けている点で、上記実施の形態とは異なる。

このように電流の検出箇所が上記実施の形態と異なっていても、容量推定部３０は、上記実施の形態と同様に、電流検出部１６Ａで検出された電流と、電圧検出部１８で検出されたコンデンサ電圧とに基づいて、平滑コンデンサ１４の容量Ｃを推定することができる。

＜変形例２＞
上記実施の形態では、容量推定部３０が、上記の（２）式を用いて平滑コンデンサ１４の容量Ｃを推定した。しかし、例えば、容量推定部３０は、特開２０１６−５９１８１号公報あるいは特開２０１６−１６７９４８号公報に開示される推定手法を用いて平滑コンデンサ１４の容量Ｃを推定してもよい。

また例えば、容量推定部３０は、電流検出部１６または１６Ａで検出された電流と電圧検出部１８で検出された電圧とから計算した電力（モータＭへの出力値）に基づいて平滑コンデンサ１４の容量Ｃを推定してもよい。

要するに、容量推定部３０の推定手法としては特に限定されることなく、様々な手法を広く適用することができる。

＜変形例３＞
上記実施の形態では、電圧制御部３２が、ＰＩ制御を用いてフィードバック制御したが、ＰＩＤ制御を用いてフィードバック制御してもよく、Ｐ制御を用いてフィードバック制御してもよく、ＰＤ制御を用いてフィードバック制御してもよい。要するに、Ｐ制御、Ｉ制御およびＤ制御の少なくとも１つを含めてフィードバック制御が行われればよい。

なお、ＰＩＤ制御を用いる場合、電圧ループゲインは、比例ゲインＫ_ｐと積分ゲインＫ_ｉと微分ゲインＫ_ｄとなり、Ｐ制御を用いる場合、電圧ループゲインは、比例ゲインＫ_ｐとなり、ＰＤ制御を用いる場合、電圧ループゲインは、比例ゲインＫ_ｐおよび微分ゲインＫ_ｄとなる。

＜変形例４＞
上記実施の形態では、整流器１２の直流側に外付けのコンデンサモジュールが接続されていなかったが、当該コンデンサモジュールが接続されていてもよい。整流器１２の直流側に外付けのコンデンサモジュールが接続されている場合、容量推定部３０は、平滑コンデンサ１４とコンデンサモジュールとの総容量を推定することになる。この場合、報知部２２は、電圧制御部３２から異常信号が供給されたときには、平滑コンデンサ１４またはコンデンサモジュールが異常である旨を報知することになる。

このように、整流器１２の直流側に外付けのコンデンサモジュールが接続されている場合であっても、整流器１２が不安定のままで動作し続けることを回避しつつ、平滑コンデンサ１４またはコンデンサモジュールの交換の機会をオペレータに与えることができる。

＜変形例５＞
上記実施の形態および上記変形例１〜４は、矛盾の生じない範囲で任意に組み合わされてもよい。

［技術的思想］
上記実施の形態および変形例から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。

＜第１の技術的思想＞
電力変換装置（１０）は、三相交流電源（Ｐ）から供給された交流電力を直流電力に変換するものである。この電力変換装置（１０）は、ＰＷＭ制御信号に基づいて、交流電力を直流電力に変換する整流器（１２）と、整流器（１２）の直流側に接続された平滑コンデンサ（１４）の電圧を検出する電圧検出部（１８）と、平滑コンデンサ（１４）の容量（Ｃ）を推定する容量推定部（３０）と、推定された容量（Ｃ）から電圧ループゲインを算出し、指令電圧（Ｖｄｃ´）と検出された電圧との偏差と、電圧ループゲインとから制御電圧（Ｖｃ）を生成する電圧制御部（３２）と、制御電圧（Ｖｃ）を用いてＰＷＭ制御信号を生成して整流器（１２）を制御するＰＷＭ制御部（３４）と、を備える。

この電力変換装置（１０）では、推定された平滑コンデンサ（１４）の容量（Ｃ）から電圧ループゲインが算出され、その算出された電圧ループゲインに基づいてＰＷＭ制御信号が生成される。したがって、平滑コンデンサ（１４）の容量（Ｃ）が変動しても適切にその平滑コンデンサ（１４）の電圧を制御することができる。

電圧制御部（３２）は、電圧ループゲインが所定範囲内にないと判断した場合は、異常信号を出力するようにしてもよい。このようにすれば、平滑コンデンサ（１４）の交換の機会をオペレータに与えることができる。

容量推定部（３０）は、電圧制御部（３２）によって電圧ループゲインが所定範囲内にないと所定回数判断されるまでは、電圧制御部（３２）によって電圧ループゲインが所定範囲内にあると判断されるまで、容量（Ｃ）を推定し、電圧制御部（３２）は、電圧ループゲインが所定範囲内にないと所定回数判断すると、異常信号を出力するようにしてもよい。このようにすれば、偶発的な要因等により所定範囲外になる電圧ループゲインが算出された場合に異常信号を出力することを抑制することができる。

ＰＷＭ制御部（３４）は、電圧制御部（３２）によって電圧ループゲインが所定範囲内にないと判断された場合は、ＰＷＭ制御信号に基づく整流器（１２）の制御を停止するようにしてもよい。このようにすれば、整流器（１２）が不安定のままで動作し続けることを回避することが可能となる。

電圧制御部（３２）は、推定された容量（Ｃ）が小さい程、電圧ループゲインが小さくなるように、電圧ループゲインを算出するようにしてもよい。このようにすれば、平滑コンデンサ（１４）の電圧を適切に制御することができる。

三相交流電源（Ｐ）から整流器（１２）に流れる電流、または、整流器（１２）から平滑コンデンサ（１４）に流れる電流を検出する電流検出部（１６、１６Ａ）を備え、容量推定部（３０）は、検出された電流と検出された電圧、または、電流と電圧から計算される電力に基づいて、容量（Ｃ）を推定するようにしてもよい。このようにすれば、容量（Ｃ）を精度よく推定し易い。

電圧ループゲインは、比例ゲイン（Ｋ_ｐ）と積分ゲイン（Ｋ_ｉ）、または、比例ゲイン（Ｋ_ｐ）と積分ゲイン（Ｋ_ｉ）と微分ゲイン（Ｋ_ｄ）であってもよい。

＜第２の技術的思想＞
電力変換装置（１０）の制御方法は、三相交流電源（Ｐ）から供給された交流電力を直流電力に変換する電力変換装置（１０）の制御方法である。電力変換装置（１０）は、ＰＷＭ制御信号に基づいて、交流電力を直流電力に変換する整流器（１２）と、整流器（１２）の直流側に接続された平滑コンデンサ（１４）の電圧を検出する電圧検出部（１８）とを備える。電力変換装置（１０）の制御方法は、平滑コンデンサ（１４）の容量（Ｃ）を推定する容量推定ステップ（Ｓ１）と、推定された容量（Ｃ）から電圧ループゲインを算出する算出ステップ（Ｓ２）と、指令電圧（Ｖｄｃ´）と検出された電圧との偏差と、電圧ループゲインとから制御電圧（Ｖｃ）を生成する生成ステップ（Ｓ５）と、制御電圧（Ｖｃ）を用いてＰＷＭ制御信号を生成して整流器（１２）を制御するＰＷＭ制御ステップ（Ｓ６）と、を含む。

この電力変換装置（１０）の制御方法では、推定された平滑コンデンサ（１４）の容量（Ｃ）から電圧ループゲインが算出され、その算出された電圧ループゲインに基づいてＰＷＭ制御信号が生成される。したがって、平滑コンデンサ（１４）の容量（Ｃ）が変動しても適切にその平滑コンデンサ（１４）の電圧を制御することができる。

電力変換装置（１０）の制御方法は、電圧ループゲインが所定範囲内にないと判断された場合に、異常信号を出力する出力ステップ（Ｓ８）を含むようにしてもよい。このようにすれば、平滑コンデンサ（１４）の交換の機会をオペレータに与えることができる。

容量推定ステップ（Ｓ１）は、電圧ループゲインが所定範囲内にないと所定回数判断されるまでは、電圧ループゲインが所定範囲内にあると判断されるまで、容量（Ｃ）を推定し、出力ステップ（Ｓ８）は、電圧ループゲインが所定範囲内にないと所定回数判断された場合に、異常信号を出力するようにしてもよい。このようにすれば、偶発的な要因等により所定範囲外になる電圧ループゲインが算出された場合に異常信号を出力することを抑制することができる。

ＰＷＭ制御ステップ（Ｓ６）は、電圧ループゲインが所定範囲内にないと判断された場合は、ＰＷＭ制御信号に基づく整流器（１２）の制御を停止するようにしてもよい。このようにすれば、整流器（１２）が不安定のままで動作し続けることを回避することが可能となる。

算出ステップ（Ｓ２）は、推定された容量（Ｃ）が小さい程、電圧ループゲインが小さくなるように、電圧ループゲインを算出するようにしてもよい。このようにすれば、平滑コンデンサ（１４）の電圧を適切に制御することができる。

電力変換装置（１０）は、三相交流電源（Ｐ）から整流器（１２）に流れる電流、または、整流器（１２）から平滑コンデンサ（１４）に流れる電流を検出する電流検出部（１６、１６Ａ）を備え、容量推定ステップ（Ｓ１）は、検出された電流と検出された電圧、または、電流と電圧から計算される電力に基づいて、容量（Ｃ）を推定するようにしてもよい。このようにすれば、容量（Ｃ）を精度よく推定し易い。

電圧ループゲインは、比例ゲイン（Ｋ_ｐ）と積分ゲイン（Ｋ_ｉ）、または、比例ゲイン（Ｋ_ｐ）と積分ゲイン（Ｋ_ｉ）と微分ゲイン（Ｋ_ｄ）であってもよい。

１０…電力変換装置 １２…整流器
１４…平滑コンデンサ １６…電流検出部
１８…電圧検出部 ２０…制御部
２２…報知部 ３０…容量推定部
３２…電圧制御部 ３４…ＰＷＭ制御部

Claims (14)

1. 三相交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換する電力変換装置であって、
   ＰＷＭ制御信号に基づいて、前記交流電力を前記直流電力に変換する整流器と、
   前記整流器の直流側に接続された平滑コンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、
   前記平滑コンデンサの容量を推定する容量推定部と、
   推定された前記容量から電圧ループゲインを算出し、指令電圧と検出された前記電圧との偏差と、前記電圧ループゲインとから制御電圧を生成する電圧制御部と、
   前記制御電圧を用いて前記ＰＷＭ制御信号を生成して前記整流器を制御するＰＷＭ制御部と、
   を備える、電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置であって、
   前記電圧制御部は、前記電圧ループゲインが所定範囲内にないと判断した場合は、異常信号を出力する、電力変換装置。
3. 請求項２に記載の電力変換装置であって、
   前記容量推定部は、前記電圧制御部によって前記電圧ループゲインが前記所定範囲内にないと所定回数判断されるまでは、前記電圧制御部によって前記電圧ループゲインが前記所定範囲内にあると判断されるまで、前記容量を推定し、
   前記電圧制御部は、前記電圧ループゲインが前記所定範囲内にないと所定回数判断すると、前記異常信号を出力する、電力変換装置。
4. 請求項２または３に記載の電力変換装置であって、
   前記ＰＷＭ制御部は、前記電圧制御部によって前記電圧ループゲインが前記所定範囲内にないと判断された場合は、前記ＰＷＭ制御信号に基づく前記整流器の制御を停止する、電力変換装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
   前記電圧制御部は、推定された前記容量が小さい程、前記電圧ループゲインが小さくなるように、前記電圧ループゲインを算出する、電力変換装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
   前記三相交流電源から前記整流器に流れる電流、または、前記整流器から前記平滑コンデンサに流れる電流を検出する電流検出部を備え、
   前記容量推定部は、検出された前記電流と検出された前記電圧、または、前記電流と前記電圧から計算される電力に基づいて、前記容量を推定する、電力変換装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
   前記電圧ループゲインは、比例ゲインと積分ゲイン、または、比例ゲインと積分ゲインと微分ゲインである、電力変換装置。
8. 三相交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換する電力変換装置の制御方法であって、
   前記電力変換装置は、
   ＰＷＭ制御信号に基づいて、前記交流電力を前記直流電力に変換する整流器と、
   前記整流器の直流側に接続された平滑コンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、
   を備え、
   前記平滑コンデンサの容量を推定する容量推定ステップと、
   推定された前記容量から電圧ループゲインを算出する算出ステップと、
   指令電圧と検出された前記電圧との偏差と、前記電圧ループゲインとから制御電圧を生成する生成ステップと、
   前記制御電圧を用いて前記ＰＷＭ制御信号を生成して前記整流器を制御するＰＷＭ制御ステップと、
   を含む、電力変換装置の制御方法。
9. 請求項８に記載の電力変換装置の制御方法であって、
   前記電圧ループゲインが所定範囲内にないと判断された場合に、異常信号を出力する出力ステップを含む、電力変換装置の制御方法。
10. 請求項９に記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記容量推定ステップは、前記電圧ループゲインが前記所定範囲内にないと所定回数判断されるまでは、前記電圧ループゲインが前記所定範囲内にあると判断されるまで、前記容量を推定し、
    前記出力ステップは、前記電圧ループゲインが前記所定範囲内にないと所定回数判断された場合に、前記異常信号を出力する、電力変換装置の制御方法。
11. 請求項９または１０に記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記ＰＷＭ制御ステップは、前記電圧ループゲインが前記所定範囲内にないと判断された場合は、前記ＰＷＭ制御信号に基づく前記整流器の制御を停止する、電力変換装置の制御方法。
12. 請求項８〜１１のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記算出ステップは、推定された前記容量が小さい程、前記電圧ループゲインが小さくなるように、前記電圧ループゲインを算出する、電力変換装置の制御方法。
13. 請求項８〜１２のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記電力変換装置は、前記三相交流電源から前記整流器に流れる電流、または、前記整流器から前記平滑コンデンサに流れる電流を検出する電流検出部を備え、
    前記容量推定ステップは、検出された電流と検出された電圧、または、前記電流と前記電圧から計算される電力に基づいて、前記容量を推定する、電力変換装置の制御方法。
14. 請求項８〜１３のいずれか１項に記載の電力変換装置の制御方法であって、
    前記電圧ループゲインは、比例ゲインと積分ゲイン、または、比例ゲインと積分ゲインと微分ゲインである、電力変換装置の制御方法。

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