JP2020085765A - 異常検出装置および電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交流センサの異常を検出することができる異常検出装置を得る。【解決手段】本発明の異常検出装置は、交流センサから供給された第１の検出信号に基づいて、正規化され、第１の検出信号の半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回以上またぐ第２の検出信号を生成可能な信号生成部と、第２の検出信号に基づいて交流センサの異常を検出可能な検出部とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、交流センサの異常を検出する異常検出装置および電力変換装置に関する。

電力変換装置では、しばしば、交流電圧の異常を検出することが望まれている。例えば、特許文献１，２には、交流電圧の異常を検出する異常検出装置が開示されている。例えば、特許文献３には、交流センサ自体の故障診断を行う測定装置が開示されている。

特開２０１７−１３８２０８号公報 特開２０１７−３２４５２号公報 特開２０１８−１２８４２４号公報

電力変換装置では、交流電圧または交流電流を検出する交流センサ自体に故障などの異常が生じることがあり得る。よって、電力変換装置では、速やかに交流センサの異常を検出することが望まれる。

速やかに交流センサの異常を検出することができる異常検出装置および電力変換装置を提供することが望ましい。

本発明の一実施の形態に係る異常検出装置は、信号生成部と、検出部とを備えている。信号生成部は、交流センサから供給された第１の検出信号に基づいて、正規化され、第１の検出信号の半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回以上またぐ第２の検出信号を生成可能に構成される。検出部は、第２の検出信号に基づいて交流センサの異常を検出可能に構成される。

本発明の一実施の形態に係る電力変換装置は、電力変換部と、交流センサと、信号生成部と、検出部とを備えている。電力変換部は、直流電力または交流電力である第１の電力と、交流電力である第２の電力との間で電力を変換可能に構成される。交流センサは、第２の電力を検出可能に構成される。信号生成部は、交流センサから供給された第１の検出信号に基づいて、正規化され、前記第１の検出信号の半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回以上またぐ第２の検出信号を生成可能に構成される。検出部は、第２の検出信号に基づいて交流センサの異常を検出可能に構成される。

本発明の一実施の形態に係る異常検出装置および電力変換装置によれば、交流センサから供給された第１の検出信号に基づいて、正規化され、第１の検出信号の半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回以上またぐ第２の検出信号を生成するようにしたので、速やかに交流センサの異常を検出することができる。

本発明の一実施の形態に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図１に示した電力変換装置の一動作例を表す表である。 図１に示した異常検出部の一構成例を表すブロック図である。 図３に示した異常検出部の一動作例を表すタイミング波形図である。 図３に示した異常検出部のシミュレーション結果の一例を表す波形図である。 図３に示した異常検出部のシミュレーション結果の他の例を表す波形図である。 図３に示した異常検出部のシミュレーション結果の他の例を表す波形図である。 図３に示した異常検出部のシミュレーション結果の他の例を表す波形図である。 他の変形例に係る異常検出部の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る異常検出部の一構成例を表すブロック図である。 図１０に示した異常検出部の一動作例を表すタイミング波形図である。 他の変形例に係る異常検出部の一動作例を表すタイミング波形図である。 他の変形例に係る異常検出部の一構成例を表すブロック図である。 図１３に示した異常検出部の一動作例を表すタイミング波形図である。 他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図１５に示した異常検出部の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る電力変換装置の一構成例を表す回路図である。 図１７に示した異常検出部の一構成例を表すブロック図である。 図１８に示した信号生成部の一構成例を表すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（単相２線式の電源装置の例）
２．第２の実施の形態（３相３線式の電源装置の例）

＜１．第１の実施の形態＞
［構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電力変換装置（電力変換装置１）の一構成例を表すものである。この電力変換装置１は、単相２線式の電源装置である。電力変換装置１は、端子Ｔ１１，Ｔ１２と、端子Ｔ２１，Ｔ２２と、端子Ｔ３１，Ｔ３２とを備えている。端子Ｔ１１，Ｔ１２には、バッテリＢＴが接続されている。バッテリＢＴは、例えば、家庭用のバッテリであってもよいし、車載用のバッテリであってもよい。車載用のバッテリは、例えば、鉛バッテリであってもよいし、電気自動車用のバッテリであってもよい。端子Ｔ２１，Ｔ２２は、商用電源ＧＲＩＤに接続されており、端子Ｔ３１，Ｔ３２は、負荷装置ＬＯＡＤに接続されている。電力変換装置１は、系統連系運転モードＭ１および自立運転モードＭ２を含む２つの運転モードを有している。系統連系運転モードＭ１では、電力変換装置１は、単相２線を用いて商用電源ＧＲＩＤと接続することにより、バッテリＢＴを充放電する。また、自立運転モードＭ２では、電力変換装置１は、単相２線を用いて負荷装置ＬＯＡＤと接続することにより、負荷装置ＬＯＡＤに電力を供給するようになっている。

電力変換装置１は、電力変換部１０と、電流検出部１３と、スイッチＳgridu，Ｓgridwと、電圧検出部１４，１５と、スイッチＳstdu，Ｓstdwと、制御部２０とを備えている。

電力変換部１０は、直流電力と交流電力との間で電力変換を行うように構成される。電力変換部１０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１と、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２とを有している。

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、直流電圧を昇圧し、あるいは直流電圧を降圧する、双方向の電力変換を行うように構成される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、例えば、非絶縁型のコンバータであってもよいし、絶縁型のコンバータであってもよい。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、端子Ｔ１１，Ｔ１２を介してバッテリＢＴに接続されるとともに、電圧線Ｌ１および基準電圧線Ｌ２を介して双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２に接続される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、例えば、電力変換装置１の運転モードが系統連系運転モードＭ１である場合には、電圧線Ｌ１および基準電圧線Ｌ２の間の電圧（直流バス電圧Ｖdc）およびバッテリ電流Ｉbtに基づいて、バッテリＢＴを充放電させる充放電制御を行う。また、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、電力変換装置１の運転モードが自立運転モードＭ２である場合には、バッテリＢＴにおけるバッテリ電圧Ｖbtに基づいて直流バス電圧Ｖdcを生成するとともに、この直流バス電圧Ｖdcが所定の電圧になるように電圧一定制御を行うようになっている。

双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２は、直流電圧を交流電圧に変換し、あるいは交流電圧を直流電圧に変換する単相２線式のインバータである。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２は、電圧線Ｌ１および基準電圧線Ｌ２を介して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に接続される。また、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２は、例えば図示しないＬＣフィルタ回路を介してＵ相電圧線ＵＬおよびＷ相電圧線ＷＬに接続され、これらのＵ相電圧線ＵＬおよびＷ相電圧線ＷＬを介してスイッチＳgridu，ＳgridwおよびスイッチＳstdu，Ｓstdwに接続される。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２は、電力変換装置１の運転モードが系統連系運転モードＭ１である場合には、商用電源ＧＲＩＤから供給された交流電圧に基づいて直流バス電圧Ｖdcを生成するとともに、直流バス電圧Ｖdcが所定の電圧になるように電圧一定制御を行う。また、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２は、電力変換装置１の運転モードが自立運転モードＭ２である場合には、直流バス電圧Ｖdcに基づいて負荷装置ＬＯＡＤに供給する交流出力電圧を生成するとともに、この交流出力電圧の電圧振幅が所定の振幅になるように電圧振幅一定制御を行うようになっている。

電流検出部１３は、Ｕ相電圧線ＵＬに流れる電流ｉ_uを検出する交流センサである。電流検出部１３は、電流ｉ_uを検出するセンサと、検出した電流ｉ_uに応じた検出電圧Ｖi_uを生成するアナログ回路とを含んでいる。電流検出部１３の一端は双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２に接続され、他端はスイッチＳgridu，Ｓstduに接続されている。そして、電流検出部１３は、検出した電流ｉ_uに応じた検出電圧Ｖi_uを制御部２０に供給するようになっている。

スイッチＳgridu，Ｓgridwは、系統連系運転モードＭ１においてオン状態になることにより、Ｕ相電圧線ＵＬおよびＷ相電圧線ＷＬを商用電源ＧＲＩＤに接続するように構成される。スイッチＳgriduの一端はＵ相電圧線ＵＬに接続され、他端は端子Ｔ２１に接続されている。スイッチＳgridwの一端はＷ相電圧線ＷＬに接続され、他端は端子Ｔ２２に接続されている。スイッチＳgridu，Ｓgridwは、制御部２０から供給されたスイッチ制御信号Ｓｇに基づいてオンオフするようになっている。スイッチＳgridu，Ｓgridwは、例えば、リレーを含んで構成される。

電圧検出部１４は、例えば、電力変換装置１の運転モードが系統連系運転モードＭ１である場合において、商用電源ＧＲＩＤから供給される交流の電圧ｅ_uwを検出する交流センサである。電圧検出部１４は、電圧ｅ_uwを検出するセンサと、検出した電圧ｅ_uwに応じた検出電圧Ｖe_uwを生成するアナログ回路とを含んでいる。電圧検出部１４の一端は端子Ｔ２１に接続され、他端は端子Ｔ２２に接続されている。電圧検出部１４は、端子Ｔ２２における電圧からみた端子Ｔ２１における電圧を電圧ｅ_uwとして検出する。そして、電圧検出部１４は、検出した電圧ｅ_uwに応じた検出電圧Ｖe_uwを制御部２０に供給するようになっている。

端子Ｔ２１，Ｔ２２は、商用電源ＧＲＩＤに接続されている。商用電源ＧＲＩＤは、単相２線式のものであり、商用電源ＧＲＩＤのＵ相電圧線が電力変換装置１の端子Ｔ２１に接続され、商用電源ＧＲＩＤのＷ相電圧線が電力変換装置１の端子Ｔ２２に接続されている。

電圧検出部１５は、例えば、電力変換装置１の運転モードが自立運転モードＭ２である場合において、負荷装置ＬＯＡＤに供給する交流の電圧ｅ_stdを検出する交流センサである。電圧検出部１５は、電圧ｅ_stdを検出するセンサと、検出した電圧ｅ_stdに応じた検出電圧Ｖe_stdを生成するアナログ回路とを含んでいる。電圧検出部１５の一端はＵ相電圧線ＵＬに接続され、他端はＷ相電圧線ＷＬに接続されている。電圧検出部１５は、Ｗ相電圧線ＷＬにおける電圧からみたＵ相電圧線ＵＬにおける電圧を電圧ｅ_stdとして検出する。そして、電圧検出部１５は、検出した電圧ｅ_stdに応じた検出電圧Ｖe_stdを制御部２０に供給するようになっている。

スイッチＳstdu，Ｓstdwは、自立運転モードＭ２においてオン状態になることにより、Ｕ相電圧線ＵＬおよびＷ相電圧線ＷＬを負荷装置ＬＯＡＤに接続するように構成される。スイッチＳstduの一端はＵ相電圧線ＵＬに接続され、他端は端子Ｔ３１に接続されている。スイッチＳstdwの一端はＷ相電圧線ＷＬに接続され、他端は端子Ｔ３２に接続されている。スイッチＳstdu，Ｓstdwは、制御部２０から供給されたスイッチ制御信号Ｓｓに基づいてオンオフするようになっている。スイッチＳstdu，Ｓstdwは、例えば、リレーを用いて構成される。

端子Ｔ３１，Ｔ３２は、負荷装置ＬＯＡＤに接続されている。この負荷装置ＬＯＡＤは、例えば、電力変換装置１が家庭で用いられる場合には、家庭内における１または複数の電子機器に対応し、電力変換装置１が車両で用いられる場合には、車内における１または複数の電子機器に対応する。負荷装置ＬＯＡＤは、一端が端子Ｔ３１に接続され他端が端子Ｔ３２に接続された、インピーダンスＺloadを有する負荷を含む。

制御部２０は、電力変換部１０、およびスイッチＳstdu，Ｓstdw，Ｓgridu，Ｓgridwの動作を制御するように構成される。具体的には、制御部２０は、電流検出部１３から供給された検出電圧Ｖi_u、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uw、および電圧検出部１５から供給された検出電圧Ｖe_stdに基づいて、電力変換部１０の動作を制御する。具体的には、以下に説明するように、制御部２０の電力変換制御部２１（後述）は、系統連系運転モードＭ１および自立運転モードＭ２を含む２つの運転モードを用いて、電力変換部１０の動作を制御する。また、制御部２０は、電流検出部１３および電圧検出部１４，１５の異常を検出する動作をも行うことができるようになっている。制御部２０は、例えば、１または複数のマイクロコントローラを用いて構成される。

図２は、系統連系運転モードＭ１および自立運転モードＭ２における電力変換装置１の動作を表すものである。この図２は、各運転モードにおける、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２、およびスイッチＳstdu，Ｓstdw，Ｓgridu，Ｓgridwの動作を示している。

系統連系運転モードＭ１では、スイッチＳgridu，Ｓgridwがオン状態になるとともに、スイッチＳstdu，Ｓstdwがオフ状態になる。これにより、商用電源ＧＲＩＤが電力変換装置１に接続され、負荷装置ＬＯＡＤが電力変換装置１から切り離される。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２は、商用電源ＧＲＩＤから供給された交流電圧に基づいて直流バス電圧Ｖdcを生成するとともに、この直流バス電圧Ｖdcが所定の電圧になるように電圧一定制御を行う。そして、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、この直流バス電圧Ｖdcおよびバッテリ電流Ｉbtに基づいて、バッテリＢＴに対する充放電電力制御を行うようになっている。

また、自立運転モードＭ２では、スイッチＳstdu，Ｓstdwがオン状態になるとともに、スイッチＳgridu，Ｓgridwがオフ状態になる。これにより、負荷装置ＬＯＡＤが電力変換装置１に接続され、商用電源ＧＲＩＤが電力変換装置１から切り離される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、バッテリＢＴにおけるバッテリ電圧Ｖbtに基づいて直流バス電圧Ｖdcを生成するとともに、この直流バス電圧Ｖdcが所定の電圧になるように電圧一定制御を行う。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２は、この直流バス電圧Ｖdcに基づいて、負荷装置ＬＯＡＤに供給する交流出力電圧を生成するとともに、この交流出力電圧の電圧振幅が所定の振幅になるように電圧振幅一定制御を行うようになっている。

制御部２０は、系統連系運転モードＭ１および自立運転モードＭ２において、電力変換装置１がこのような動作を行うように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２、およびスイッチＳstdu，Ｓstdw，Ｓgridu，Ｓgridwの動作を制御するようになっている。

制御部２０は、図１に示したように、電力変換制御部２１と、異常検出部３０とを有している。電力変換制御部２１は、系統連系運転モードＭ１および自立運転モードＭ２を含む２つの運転モードを用いて、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１および双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２の動作を制御するように構成される。異常検出部３０は、電流検出部１３および電圧検出部１４，１５の異常を検出する、異常検出動作を行うように構成される。制御部２０は、例えば、電流検出部１３から供給された検出電圧Ｖi_uに基づいて、例えば２０ｋＨｚのサンプリングレートでＡＤ変換を行うことにより、検出電圧Ｖi_uを示すデジタル値を求め、このデジタル値に基づいて制御を行う。検出電圧Ｖe_uw，Ｖe_stdについても同様である。以下、ＡＤ変換されたデジタル値を表すものとして、検出電圧Ｖi_u，Ｖe_uw，Ｖe_stdを適宜用いる。

異常検出部３０は、３つの信号生成部３１（信号生成部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ）と、３つの検出部３２（検出部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）と、検出制御部３３とを有している。

信号生成部３１は、交流センサから供給された交流信号である検出電圧Ｖに基づいて、その検出電圧の周期よりも短い周期を有し、正規化された検出信号Ｓを生成するように構成される。具体的には、信号生成部３１Ａは、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uwに基づいて検出信号ＳＡを生成し、信号生成部３１Ｂは、電流検出部１３から供給された検出電圧Ｖi_uに基づいて検出信号ＳＢを生成し、信号生成部３１Ｃは、電圧検出部１５から供給された検出電圧Ｖe_stdに基づいて検出信号ＳＣを生成するようになっている。以下に、信号生成部３１Ａを例に挙げて、詳細に説明する。

図３は、信号生成部３１Ａの一構成例を表すものである。なお、この図３には、信号生成部３１Ａに加え、この信号生成部３１Ａに係る検出部３２Ａをも描いている。信号生成部３１Ａは、フィルタ４１と、演算部４２と有している。以下では、信号生成部３１（この例では信号生成部３１Ａ）の入力信号（この例では検出電圧Ｖe_uw）を信号ｘαとも呼ぶ。

フィルタ４１は、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uw（信号ｘα）に基づいて信号ｙαを生成するように構成される。信号ｘαおよび信号ｙαは、例えば以下の式で表すことができる。

ここで、Ａｘ，Ａｙは振幅であり、θuwは検出電圧Ｖe_uw（信号ｘα）の位相であり、Δφは信号ｘαおよび信号ｙαの位相差である。フィルタ４１は、電圧検出部１４が正常に動作している場合には、交流信号である信号ｘαに基づいて、位相が位相差Δφだけずれた交流信号である信号ｙαを生成するようになっている。

演算部４２は、信号ｘαおよびフィルタ４１から供給された信号ｙαに基づいて、例えば以下の式を用いて検出信号ＳＡを生成するように構成される。

式ＥＱ２において、右辺の分子は、信号ｘαおよび信号ｙαの積を示す。すなわち、右辺の分子は、式ＥＱ１に示した三角関数の積であるので、検出信号ＳＡは、信号ｘαの周波数の２倍の周波数成分を有する交流信号である。また、右辺の分母（ｘα^２＋ｙα^２）は、検出信号ＳＡが正規化された信号であることを示す。検出信号ＳＡは、０以上１以下の信号である。

このようにして、信号生成部３１Ａは、互いに異なる位相を有する信号ｘα，ｙαを生成し、この信号ｘα，ｙαに基づいて、正規化された検出信号ＳＡを生成するようになっている。

上述したフィルタ４１は、例えば、１次のローパスフィルタにより構成することができる。この場合、フィルタ４１のラプラス形式の伝達関数Ｈ（ｓ）は、例えば以下のように表すことができる。

ここで、ｆcは遮断周波数である。例えば、電力変換部１０におけるスイッチング周波数ｆｓが２０ｋＨｚである場合には、この遮断周波数ｆcを２ｋＨｚ程度にすることができる。この場合には、フィルタ４１（ローパスフィルタ）は、信号ｘαに含まれるスイッチング周波数成分などの高周波数成分を除去することができる。また、信号ｙαの位相は、信号ｘαの位相よりも遅れる。これにより、信号生成部３１Ａは、互いに位相が異なる信号ｘα，ｙαを生成することができる。この例では、１次のローパスフィルタを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、ハイパスフィルタを用いてもよいし、フィルタの次数を“２”以上にしてもよい。この場合でも、信号生成部３１Ａは、互いに位相が異なる信号ｘα，ｙαを生成することができる。

以上、信号生成部３１Ａを例に説明したが、信号生成部３１Ｂ，３１Ｃについても同様である。信号生成部３１Ｂのフィルタ４１は、電流検出部１３から供給された検出電圧Ｖi_u（信号ｘα）に基づいて信号ｙαを生成する。信号生成部３１Ｂの演算部４２は、この信号ｘαおよびフィルタ４１から供給された信号ｙαに基づいて、式ＥＱ２と同様の式を用いて検出信号ＳＢを生成する。信号生成部３１Ｃのフィルタ４１は、電圧検出部１５から供給された検出電圧Ｖe_std（信号ｘα）に基づいて信号ｙαを生成する。信号生成部３１Ｃの演算部４２は、この信号ｘαおよびフィルタ４１から供給された信号ｙαに基づいて、式ＥＱ２と同様の式を用いて検出信号ＳＣを生成するようになっている。

検出部３２（図１）は、信号生成部３１から供給された検出信号Ｓに基づいて、交流センサの異常検出を行うように構成される。具体的には、検出部３２Ａは、信号生成部３１Ａから供給された検出信号ＳＡに基づいて電圧検出部１４の異常検出を行い、検出部３２Ｂは、信号生成部３１Ｂから供給された検出信号ＳＢに基づいて電流検出部１３の異常検出を行い、検出部３２Ｃは、信号生成部３１Ｃから供給された検出信号ＳＣに基づいて、電圧検出部１５の異常検出を行うようになっている。以下に、検出部３２Ａを例に挙げて、詳細に説明する。

図３に示したように、検出部３２Ａは、パルス生成部４３と、カウンタ４４と、判定部４５とを有している。

パルス生成部４３は、検出信号ＳＡに基づいてパルス信号ＳＰを生成するように構成される。具体的には、パルス生成部４３は、検出信号ＳＡとしきい値ＴＨとを比較することによりパルス信号ＳＰを生成する。検出信号ＳＡは正規化されているので、しきい値ＴＨは、以下の式を満たすように設定される。

このしきい値ＴＨについての情報は、検出制御部３３から供給されるようになっている。

カウンタ４４は、検出制御部３３から供給されたクロック信号ＣＫのパルス数をカウントすることによりカウント値ＣＮＴを生成するとともに、パルス信号ＳＰに基づいてカウント値ＣＮＴをリセットするように構成される。クロック信号ＣＫの周波数は、例えば、電力変換部１０におけるスイッチング周波数ｆｓと同じであり、例えば２０ｋＨｚである。

判定部４５は、カウント値ＣＮＴに基づいて、電圧検出部１４の異常判定を行うように構成される。具体的には、判定部４５は、カウント値ＣＮＴがカウント値ＣＮＴthに達した場合に、電圧検出部１４に異常が生じたと判定し、フラグ信号ＦＡをアクティブ（この例ではＨレベル）にするようになっている。カウント値ＣＮＴthは、例えば以下の式を用いて決定される。

ここで、ｆｓは、電力変換部１０におけるスイッチング周波数である。ｆminは、系統連系運転モードＭ１では、商用電源ＧＲＩＤが生成する交流電圧の低周波数検出保護（ＵＦＲ；Under Frequency Relay）の閾値であり、例えば電源周波数が６０Ｈｚである場合には、５７Ｈｚ程度である。また、ｆminは、自立運転モードＭ２では、自立系統周波数の下限値である。ｂは調整パラメータであり、例えば、この調整パラメータｂを“１”に設定すると、異常検出部３０は、交流センサに異常が生じてから、周波数ｆminの逆数に対応する時間以内に、その異常を検出することができる。このカウント値ＣＮＴthについての情報は、検出制御部３３から供給されるようになっている。なお、この例では、式ＥＱ５の分子において、電力変換部１０におけるスイッチング周波数ｆｓを用いたが、これに限定されるものではない。電力変換部１０におけるスイッチング周波数ｆｓと、制御部２０におけるＡＤ変換のサンプリングレートが異なる場合には、式ＥＱ５の分子において、このサンプリングレートを用いてもよい。例えば、電力変換部１０におけるスイッチング周波数ｆｓを２０ｋＨｚにし、制御部２０におけるＡＤ変換のサンプリングレートを４０ｋＨｚにすることができる。

以上、検出部３２Ａを例に説明したが、検出部３２Ｂ，３２Ｃについても同様である。検出部３２Ｂのパルス生成部４３は、信号生成部３１Ｂから供給された検出信号ＳＢに基づいてパルス信号ＳＰを生成する。検出部３２Ｂのカウンタ４４は、クロック信号ＣＫのパルス数をカウントすることによりカウント値ＣＮＴを生成するとともに、このパルス信号ＳＰに基づいてカウント値ＣＮＴをリセットする。検出部３２Ｂの判定部４５は、このカウント値ＣＮＴに基づいて、電流検出部１３の異常判定を行い、フラグ信号ＦＢを生成する。検出部３２Ｃのパルス生成部４３は、信号生成部３１Ｃから供給された検出信号ＳＣに基づいてパルス信号ＳＰを生成する。検出部３２Ｃのカウンタ４４は、クロック信号ＣＫのパルス数をカウントすることによりカウント値ＣＮＴを生成するとともに、このパルス信号ＳＰに基づいてカウント値ＣＮＴをリセットする。そして、検出部３２Ｃの判定部４５は、このカウント値ＣＮＴに基づいて、電圧検出部１５の異常判定を行い、フラグ信号ＦＣを生成するようになっている。

図４は、信号生成部３１Ａおよび検出部３２Ａの一動作例を表すものであり、（Ａ）は信号ｘα，ｙαの波形を示し、（Ｂ）は検出信号ＳＡの波形を示し、（Ｃ）はパルス信号ＳＰの波形を示し、（Ｄ）はカウント値ＣＮＴを示し、（Ｅ）はフラグ信号ＦＡの波形を示す。

電圧検出部１４が正常に動作している場合（正常期間ＴＡ）には、信号生成部３１Ａには、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uwが信号ｘαとして入力される（図４（Ａ））。信号ｘαの周期Ｔ１は、例えば電源周波数が５０Ｈｚの場合には、２０msec.であり、電源周波数が６０Ｈｚである場合には、１６．７msec.である。フィルタ４１は、信号ｘαよりも位相がΔφだけ遅れた信号ｙαを生成する。演算部４２は、信号ｘαおよび信号ｙαに基づいて、式ＥＱ２を用いて検出信号ＳＡを生成する（図４（Ｂ））。検出信号ＳＡは、周期Ｔ２を有する。この周期Ｔ２の時間幅は、周期Ｔ１の時間幅の半分である。このように、検出信号ＳＡには、検出電圧Ｖe_uw（信号ｘα）に応じた脈動が現れる。検出信号ＳＡは、信号ｘαの半周期に対応する期間において、所定の信号レベル（例えばしきい値ＴＨ）を４回またぐ。この例では、信号ｘαと信号ｙαの位相差が９０度未満であるので、検出信号ＳＡには、幅が狭い波形部分および幅が広い波形部分が交互に現れる。

検出部３２Ａのパルス生成部４３は、この検出信号ＳＡとしきい値ＴＨとを比較することによりパルス信号ＳＰを生成する（図４（Ｃ））。具体的には、パルス生成部４３は、検出信号ＳＡがしきい値ＴＨよりも大きい場合にはパルス信号ＳＰを高レベルにし、検出信号ＳＡがしきい値ＴＨよりも小さい場合にはパルス信号ＳＰを低レベルにする。カウンタ４４は、クロック信号ＣＫのパルス数をカウントすることによりカウント値ＣＮＴを生成する（図４（Ｄ））。これにより、カウント値ＣＮＴは継続的にインクリメントされる。また、カウンタ４４は、パルス信号ＳＰの立ち下がりエッジに基づいてカウント値ＣＮＴをリセットする。言い換えれば、カウンタ４４は、信号ｘαの半周期に対応する期間において、カウント値ＣＮＴを２回リセットする。これにより、カウント値ＣＮＴは、カウント値ＣＮＴthよりも小さい値に維持される。このように、カウント値ＣＮＴがカウント値ＣＮＴthよりも小さい場合には、判定部４５は、電圧検出部１４に異常が生じていないと判断し、フラグ信号ＦＡを低レベルに維持する（図４（Ｅ））。

一方、電圧検出部１４に異常が生じた場合（異常期間ＴＢ）には、検出信号ＳＡにおける脈動が消失し（図４（Ｂ））、パルス信号ＳＰは遷移しなくなる（図４（Ｃ））。その結果、カウント値ＣＮＴはリセットされないので増加し続ける（図４（Ｄ））。そして、カウント値ＣＮＴがカウント値ＣＮＴthに達すると、判定部４５は、電圧検出部１４に異常が生じたと判断し、フラグ信号ＦＡを低レベルから高レベルに遷移させる（図４（Ｅ））。

検出制御部３３（図１）は、異常検出部３０における異常検出動作を制御するように構成される。また、検出制御部３３は、しきい値ＴＨについての情報、カウント値ＣＮＴthについての情報、およびクロック信号ＣＫを検出部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに供給するようになっている。

この構成により、異常検出部３０は、系統連系運転モードＭ１では、電流検出部１３および電圧検出部１４，１５の異常を検出することができる。また、異常検出部３０は、自立運転モードＭ２では、電流検出部１３および電圧検出部１５の異常を検出することができる。例えば、系統連系運転モードＭ１において、電圧検出部１５の異常を検出した場合には、制御部２０は、系統連系運転モードＭ１でのみ動作を行い、自立運転モードＭ２で動作を行わないように制御することができる。異常検出部３０が交流センサの異常を検出した場合には、その検出結果を図示しない監視システムに通知してもよいし、この検出結果に基づいて、図示しない表示部が、交流センサに異常が生じたことを表示してもよい。

ここで、電力変換部１０は、本開示における「電力変換部」の一具体例に対応する。電流検出部１３および電圧検出部１４，１５のいずれかは、本開示における「交流センサ」の一具体例に対応する。信号生成部３１は、本開示における「信号生成部」の一具体例に対応する。フィルタ４１は、本開示における「第１のフィルタ」の一具体例に対応する。検出部３２は、本開示における「検出部」の一具体例に対応する。

［動作および作用］
続いて、本実施の形態の電力変換装置１の動作および作用について説明する。

（全体動作概要）
まず、図１，２を参照して、電力変換装置１の全体動作概要を説明する。

系統連系運転モードＭ１では、制御部２０は、図２に示したように、スイッチＳgridu，Ｓgridwをオン状態にするとともに、スイッチＳstdu，Ｓstdwをオフ状態にする。これにより、商用電源ＧＲＩＤが電力変換装置１に接続され、負荷装置ＬＯＡＤが電力変換装置１から切り離される。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２は、商用電源ＧＲＩＤから供給された交流電圧に基づいて直流バス電圧Ｖdcを生成するとともに、この直流バス電圧Ｖdcが所定の電圧になるように電圧一定制御を行う。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、この直流バス電圧Ｖdcおよびバッテリ電流Ｉbtに基づいて、バッテリＢＴに対する充放電電力制御を行う。

自立運転モードＭ２では、制御部２０は、図２に示したように、スイッチＳstdu，Ｓstdwをオン状態にするとともに、スイッチＳgridu，Ｓgridwをオフ状態にする。これにより、負荷装置ＬＯＡＤが電力変換装置１に接続され、商用電源ＧＲＩＤが電力変換装置１から切り離される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、バッテリＢＴにおけるバッテリ電圧Ｖbtに基づいて直流バス電圧Ｖdcを生成するとともに、直流バス電圧Ｖdcが所定の電圧になるように電圧一定制御を行う。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ１２は、例えば、直流バス電圧Ｖdcに基づいて、負荷装置ＬＯＡＤに供給する交流出力電圧を生成するとともに、この交流出力電圧の電圧振幅が所定の振幅になるように電圧振幅一定制御を行う。

（異常検出動作について）
制御部２０の異常検出部３０は、電流検出部１３および電圧検出部１４，１５の異常を検出する。

具体的には、信号生成部３１Ａは、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uwに基づいて検出信号ＳＡを生成し、検出部３２Ａは、この検出信号ＳＡに基づいて、電圧検出部１４の異常検出を行う。

例えば、電圧検出部１４が正常に動作している場合（正常期間ＴＡ）には、検出信号ＳＡには、検出電圧Ｖe_uwに応じた脈動が現れる（図４（Ｂ））。このような検出信号ＳＡに基づいて、カウンタ４４は、信号ｘαの半周期に対応する期間において、カウント値ＣＮＴを２回リセットする（図４（Ｄ））。その結果、カウント値ＣＮＴは、カウント値ＣＮＴthよりも小さい値に維持されるので、判定部４５は、電圧検出部１４に異常が生じていないと判断し、フラグ信号ＦＡを低レベルに維持する（図４（Ｅ））。

一方、電圧検出部１４に異常が生じた場合（異常期間ＴＢ）には、例えば検出電圧Ｖe_uwは直流電圧になる。これにより、検出信号ＳＡでは、脈動が消失し（図４（Ｂ））、カウント値ＣＮＴはリセットされずに増加し続ける（図４（Ｄ））。そして、カウント値ＣＮＴがカウント値ＣＮＴthに達すると、判定部４５は、電圧検出部１４に異常が生じていると判断し、フラグ信号ＦＡを低レベルから高レベルに遷移させる（図４（Ｅ））。

以上では、電圧検出部１４に係る信号生成部３１Ａおよび検出部３２Ａの動作について説明したが、電流検出部１３に係る信号生成部３１Ｂおよび検出部３２Ｂの動作についても同様であり、電圧検出部１５に係る信号生成部３１Ｃおよび検出部３２Ｃの動作についても同様である。

次に、いくつか例を挙げて、電力変換装置１における異常検出動作について説明する。

（電圧検出部１４に断線異常が生じた場合）
図５は、電力変換装置１が系統連系運転モードＭ１で動作し、電圧検出部１４に断線異常が生じた場合の、電力変換装置１のシミュレーション結果を表すものであり、（Ａ）は商用電源ＧＲＩＤから供給された交流の電圧ｅ_uwの波形を示し、（Ｂ）は電圧検出部１４から出力された検出電圧Ｖe_uwの波形を示し、（Ｃ）は信号生成部３１Ａにおける信号ｘα，ｙαの波形を示し、（Ｄ）は検出信号ＳＡの波形を示し、（Ｅ）は検出部３２Ａにおけるパルス信号ＳＰの波形を示し、（Ｆ）は検出部３２Ａにおけるカウント値ＣＮＴを示す。この例では、図５（Ｄ）に示したように、しきい値ＴＨを“０．５”に設定しており、図５（Ｆ）に示したように、カウント値ＣＮＴthを“５００”に設定している。

この例では、電力変換装置１には、商用電源ＧＲＩＤから交流の電圧ｅ_uwが供給される（図５（Ａ））。タイミングｔ１以前の期間（正常期間ＴＡ）では、電圧検出部１４は正常に動作し、商用電源ＧＲＩＤから供給された電圧ｅ_uwに応じた検出電圧Ｖe_uwを生成する（図５（Ｂ））。信号生成部３１Ａは、この検出電圧Ｖe_uw（信号ｘα）に基づいて、信号ｘαよりも位相が遅れた信号ｙαを生成し（図５（Ｃ））、これらの信号ｘαおよび信号ｙαに基づいて、正規化された検出信号ＳＡを生成する（図５（Ｄ））。そして、検出部３２Ａは、この検出信号ＳＡとしきい値ＴＨとを比較することによりパルス信号ＳＰを生成する（図５（Ｅ））。この例では、図５（Ａ）の部分Ｗ１に示すように、商用電源ＧＲＩＤから供給された交流電圧に擾乱が生じ、短い期間において電圧振幅が低下している。しかしながら、信号生成部３１Ａは、正規化された検出信号ＳＡを生成するので、検出信号ＳＡにおいて検出電圧Ｖe_uwに応じた脈動が維持され、パルス信号ＳＰは遷移し続ける（図５（Ｄ），（Ｅ））。カウント値ＣＮＴは、このようなパルス信号ＳＰに基づいて、信号ｘαの半周期に対応する期間において２回の割合でリセットされる（図５（Ｆ））。カウント値ＣＮＴは、カウント値ＣＮＴthよりも小さい値に維持されるので、判定部４５は、電圧検出部１４に異常が生じていないと判断する。このように、電力変換装置１では、正規化された検出信号ＳＡに基づいて交流センサの異常検出動作を行うようにしたので、上位系統の擾乱に起因する誤検出を回避することができる。

そして、この例では、タイミングｔ１において、電圧検出部１４に断線異常が生じる。これにより、このタイミングｔ１以降（異常期間ＴＢ）おいて、電圧検出部１４内のアナログ回路の時定数に応じて、検出電圧Ｖe_uwは直流電圧（この例では０Ｖ）に向かって収束する（図５（Ｂ））。この場合には、検出信号ＳＡでは、検出電圧Ｖe_uwに応じた脈動が消失し（図５（Ｄ））、パルス信号ＳＰの遷移がほぼなくなる（図５（Ｅ））。これにより、カウント値ＣＮＴは、殆どリセットされずに増加し続ける（図５（Ｆ））。そして、カウント値ＣＮＴがカウント値ＣＮＴthに達すると、判定部４５は、電圧検出部１４に異常が生じたと判断する。

（電圧検出部１４にショート異常が生じた場合）
図６は、電力変換装置１が系統連系運転モードＭ１で動作し、電圧検出部１４にショート異常が生じた場合の、電力変換装置１のシミュレーション結果を表すものである。タイミングｔ２以前の期間（正常期間ＴＡ）では、電圧検出部１４は正常に動作し、電圧ｅ_uwに応じた検出電圧Ｖe_uwを生成する（図６（Ｂ））。信号生成部３１Ａは、この検出電圧Ｖe_uw（信号ｘα）に基づいて、信号ｘαよりも位相が遅れた信号ｙαを生成し（図６（Ｃ））、これらの信号ｘαおよび信号ｙαに基づいて、正規化された検出信号ＳＡを生成する（図６（Ｄ））。これにより、信号生成部３１Ａでは、検出信号ＳＡにおいて検出電圧Ｖe_uwに応じた脈動が維持され、カウント値ＣＮＴは、信号ｘαの半周期に対応する期間において２回の割合でリセットされる（図６（Ｆ））。カウント値ＣＮＴは、カウント値ＣＮＴthよりも小さい値に維持されるので、判定部４５は、電圧検出部１４に異常が生じていないと判断する。

そして、この例では、タイミングｔ２において、電圧検出部１４にショート異常が生じる。これにより、このタイミングｔ２以降（異常期間ＴＢ）おいて、検出電圧Ｖe_uwは０Ｖになる（図６（Ｂ））。この場合には、検出信号ＳＡでは、検出電圧Ｖe_uwに応じた脈動が消失し（図６（Ｄ））、パルス信号ＳＰの遷移がなくなる（図６（Ｅ））。これにより、カウント値ＣＮＴは、リセットされずに増加し続ける（図６（Ｆ））。そして、カウント値ＣＮＴがカウント値ＣＮＴthに達すると、判定部４５は、電圧検出部１４に異常が生じたと判断する。

（電圧検出部１４に電圧固定異常が生じた場合）
図７は、電力変換装置１が系統連系運転モードＭ１で動作し、電圧検出部１４に電圧固定異常が生じた場合の、電力変換装置１のシミュレーション結果を表すものである。タイミングｔ３以前の期間（正常期間ＴＡ）では、電圧検出部１４は正常に動作し、電圧ｅ_uwに応じた検出電圧Ｖe_uwを生成する（図７（Ｂ））。信号生成部３１Ａは、この検出電圧Ｖe_uw（信号ｘα）に基づいて、信号ｘαよりも位相が遅れた信号ｙαを生成し（図７（Ｃ））、これらの信号ｘαおよび信号ｙαに基づいて、正規化された検出信号ＳＡを生成する（図７（Ｄ））。これにより、信号生成部３１Ａでは、検出信号ＳＡにおいて検出電圧Ｖe_uwに応じた脈動が維持され、カウント値ＣＮＴは、信号ｘαの半周期に対応する期間において２回の割合でリセットされる（図７（Ｆ））。カウント値ＣＮＴは、カウント値ＣＮＴthよりも小さい値に維持されるので、判定部４５は、電圧検出部１４に異常が生じていないと判断する。

そして、この例では、タイミングｔ３において、電圧検出部１４に電圧固定異常が生じる。これにより、このタイミングｔ３以降（異常期間ＴＢ）おいて、検出電圧Ｖe_uwは、ある電圧に固定される（図７（Ｂ））。この場合には、検出信号ＳＡでは、検出電圧Ｖe_uwに応じた脈動が消失し（図７（Ｄ））、パルス信号ＳＰの遷移が殆どなくなる（図７（Ｅ））。これにより、カウント値ＣＮＴは、殆どリセットされずに増加し続ける（図７（Ｆ））。そして、カウント値ＣＮＴがカウント値ＣＮＴthに達すると、判定部４５は、電圧検出部１４に異常が生じたと判断する。

（電流検出部１３に断線異常が生じた場合）
図８は、電力変換装置１が自立運転モードＭ２で動作し、電流検出部１３に断線異常が生じた場合の、電力変換装置１のシミュレーション結果を表すものであり、（Ａ）は電力変換装置１が出力する交流の電流ｉ_uの波形を示し、（Ｂ）は電流検出部１３から出力された検出電圧Ｖi_uの波形を示し、（Ｃ）は信号生成部３１Ｂにおける信号ｘα，ｙαの波形を示し、（Ｄ）は検出信号ＳＢの波形を示し、（Ｅ）は検出部３２Ｂにおけるパルス信号ＳＰの波形を示し、（Ｆ）は検出部３２Ｂにおけるカウント値ＣＮＴを示す。この例では、負荷装置ＬＯＡＤの負荷は、半波整流負荷である。

電力変換装置１は、負荷装置ＬＯＡＤに対して交流の電圧ｅ_stdを供給する。この例では、負荷装置ＬＯＡＤの負荷は、半波整流負荷であるので、電流ｉ_uの波形は、半波形状を有している（図８（Ａ））。

タイミングｔ４以前の期間（正常期間ＴＡ）では、電流検出部１３は正常に動作し、Ｕ相電圧線ＵＬに流れる電流ｉ_uに応じた検出電圧Ｖi_uを生成する（図８（Ｂ））。信号生成部３１Ｂは、この検出電圧Ｖi_u（信号ｘα）に基づいて、信号ｘαよりも位相が遅れた信号ｙαを生成し（図８（Ｃ））、これらの信号ｘαおよび信号ｙαに基づいて、正規化された検出信号ＳＢを生成する（図８（Ｄ））。これにより、信号生成部３１Ａでは、電流ｉ_uが流れる期間において、検出信号ＳＡに、検出電圧Ｖe_uwに応じた脈動が生じ、カウント値ＣＮＴは、電流ｉ_uが流れる期間において２回リセットされる（図８（Ｆ））。カウント値ＣＮＴは、カウント値ＣＮＴthよりも小さい値に維持されるので、判定部４５は、電流検出部１３に異常が生じていないと判断する。なお、カウント値ＣＮＴは、電流ｉ_uが流れない期間にはリセットされないので、カウント値ＣＮＴthを少し大きい値に設定してもよい。

そして、この例では、タイミングｔ４において、電流検出部１３に断線異常が生じる。これにより、このタイミングｔ４以降（異常期間ＴＢ）おいて、電流検出部１３内のアナログ回路の時定数に応じて、検出電圧Ｖi_uは直流電圧（この例では０Ｖ）に向かって終息する（図８（Ｂ））。この場合には、検出信号ＳＢでは、検出電圧Ｖi_uに応じた脈動が消失し（図８（Ｄ））、パルス信号ＳＰの遷移がほぼなくなる（図８（Ｅ））。これにより、カウント値ＣＮＴは、殆どリセットされずに増加し続ける（図８（Ｆ））。そして、カウント値ＣＮＴがカウント値ＣＮＴthに達すると、判定部４５は、電流検出部１３に異常が生じたと判断する。

以上のように、電力変換装置１では、交流センサ（電流検出部１３および電圧検出部１４，１５）から供給された検出電圧Ｖ（検出電圧Ｖe_uw，Ｖi_u，Ｖe_std）に基づいて、正規化され、検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において所定の信号レベル（例えばしきい値ＴＨ）を４回またぐ検出信号Ｓ（検出信号ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ）を生成するようにした。そして、電力変換装置１では、この検出信号Ｓに基づいて交流センサの異常を検出するようにした。これにより、電力変換装置１では、交流センサの異常を効果的に検出することができる。

すなわち、例えば、ゼロクロス回路を設け、交流センサから供給された検出電圧Ｖに基づいてゼロクロス信号を生成し、このゼロクロス信号に基づいて異常を検出するように構成した場合には、交流センサの異常と、ゼロクロス回路の異常とを区別することができないおそれがある。また、このように構成した電力変換装置を系統連系運転モードＭ１で動作させた場合において、商用電源ＧＲＩＤから供給された交流電圧に擾乱が生じた場合には、ゼロクロス信号が乱れるため、交流センサおよびゼロクロス回路が正常に動作しているにもかかわらず、交流センサまたはゼロクロス回路に異常が生じたと誤検出するおそれがある。また、このように構成した電力変換装置を自立運転モードＭ２で動作させた場合において、負荷装置ＬＯＡＤの負荷が例えば半波整流負荷や非線形負荷などである場合には、負荷電流の波形が正弦波ではないので、ゼロクロス回路がゼロクロス信号を生成することができないおそれがあり、この場合には、交流センサの異常を検出することが難しくなってしまう。

一方、電力変換装置１では、信号生成部３１を設け、交流センサから供給された検出電圧Ｖに基づいて、正規化された検出信号Ｓを生成し、この検出信号Ｓに基づいて交流センサの異常を検出するようにした。これにより、ゼロクロス回路を用いないのでゼロクロス回路の異常を疑う必要がないため、交流センサの異常を効果的に検出することができる。また、電力変換装置１では、商用電源ＧＲＩＤから供給された交流電圧に擾乱が生じ、例えば、短い期間において電圧振幅が低下した場合でも、図５（Ｄ）に示したように検出信号Ｓが正規化されるので、交流センサに異常が生じたと誤検出するおそれを低減することができる。また、電力変換装置１では、負荷電流の波形が正弦波ではない場合でも、交流センサが生成した検出電圧（例えば検出電圧Ｖi_u）に基づいて検出信号Ｓ（例えば検出信号ＳＢ）を生成することができるので、この検出信号Ｓに基づいて交流センサの異常を検出することができる。

特に、電力変換装置１では、交流センサから供給された検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において所定の信号レベル（例えばしきい値ＴＨ）を４回またぐ検出信号Ｓを生成し、この検出信号Ｓに基づいて交流センサの異常を検出するようにした。これにより、電力変換装置１では、交流センサに異常が発生してから短い時間で、その交流センサの異常を検出することができる。すなわち、例えば、交流センサから供給された検出電圧Ｖに基づいてゼロクロス信号を生成し、このゼロクロス信号に基づいてカウンタ４４をリセットするように構成した場合には、カウンタ４４は、交流センサから供給された検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において、カウント値ＣＮＴを１回リセットする。よって、交流センサに異常が発生してから、その交流センサの異常を検出するまでの時間を要するおそれがある。一方、電力変換装置１では、検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回またぐ検出信号Ｓに基づいて、交流センサの異常を検出するようにしたので、例えば、カウンタ４４は、交流センサから供給された検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において、カウント値ＣＮＴを２回リセットすることができる。これにより、電力変換装置１では、交流センサに異常が発生してから短い時間で、その交流センサの異常を速やかに検出することができる。また、電力変換装置１では、商用電源ＧＲＩＤから供給された交流電圧に擾乱が生じ、例えば、位相急変や周波数変動が生じた場合でも、交流センサに異常が生じたと誤検出するおそれを低減することができる。

また、電力変換装置１では、フィルタ４１を用いて、互いに位相が異なる２つの信号ｘα，ｙαを生成し、その２つの信号ｘα，ｙαに基づいて、正規化された検出信号Ｓを生成するようにした。フィルタ４１は、例えば、ローパスフィルタやハイパスフィルタなどを用いることができる。これにより、電力変換装置１では、式ＥＱ２に示したように、信号ｘαの周波数の２倍の周波数成分を有する交流信号である検出信号Ｓを生成することができる。その結果、電力変換装置１では、交流センサに異常が発生してから短い時間で、その交流センサの異常を検出することができる。特に、電力変換装置１では、例えば、ローパスフィルタを用いてフィルタ４１を構成した場合には、信号ｘαに含まれるスイッチング周波数成分などの高周波数成分を除去することができるので、この高周波数成分に起因して誤動作が生じるおそれを低減することができる。

また、電力変換装置１では、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uvに基づいて信号生成部３１Ａおよび検出部３２Ａが電圧検出部１４の異常検出を行い、電流検出部１３から供給された検出電圧Ｖi_uに基づいて信号生成部３１Ｂおよび検出部３２Ｂが電流検出部１３の異常検出を行い、電圧検出部１５から供給された検出電圧Ｖe_stdに基づいて信号生成部３１Ｃおよび検出部３２Ｃが電圧検出部１５の異常検出を行うようにした。これにより、電力変換装置１では、電流検出部１３および電圧検出部１４，１５の異常を個別に検出することができるので、交流センサの異常を効果的に検出することができる。

また、電力変換装置１では、このように電流検出部１３および電圧検出部１４，１５の異常を個別に検出することができるようにしたので、電力変換装置１を系統連系運転モードＭ１で動作させた場合において、電流検出部１３および電圧検出部１４，１５の異常を同時に検出した場合には、停電状態であると判定することができる。

［効果］
以上のように本実施の形態では、交流センサから供給された検出電圧に基づいて、正規化され、その検出電圧の半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回またぐ検出信号を生成し、この検出信号に基づいて交流センサの異常を検出するようにしたので、交流センサの異常を速やかにかつ効果的に検出することができる。

本実施の形態では、正規化された検出信号に基づいて交流センサの異常を検出するようにしたので、上位系統の擾乱に起因する交流電圧センサの誤検出を回避することができる。

[変形例１−１]
上記実施の形態では、信号生成部３１は、フィルタ４１を用いて、互いに位相が異なる信号ｘα，ｙαを生成するようにした。一例として、ローパスフィルタを用いてフィルタ４１を構成した例について説明したが、これに限定されるものではなく、様々なフィルタを用いることができる。具体的には、例えば、オールパスフィルタを用いてフィルタ４１を構成してもよい。この場合でも、フィルタ４１（オールパスフィルタ）は、信号ｘαに基づいて、信号ｘαの位相と異なる位相を有する信号ｙαを生成することができる。なお、オールパスフィルタに限定されるものではなく、例えば、ハイパスフィルタを用いてもよいし、移動平均フィルタを用いてもよい。また、例えば、図９に示す異常検出部３０Ｂのように、遅延部４７を有するようにしてもよい。この異常検出部３０Ｂは、信号生成部３５Ａを有している。信号生成部３５Ａは、遅延部４７を有している。遅延部４７は、信号ｘαを所定の遅延量だけ遅延させ、遅延した信号を信号ｙαとして出力するように構成される。具体的には、信号ｘαが示すデータに対して、ＦＩＦＯ（First In, First Out）などのデータ処理を行うことにより、遅延部４７の処理を実現することができる。

[変形例１−２]
上記実施の形態では、信号生成部３１は、互いに位相が異なる信号ｘα，ｙαを生成するようにした。以下に、生成する２つの信号の位相差を９０度にする例について、詳細に説明する。

図１１は、本変形例に係る異常検出部３０Ｃの一構成例を表すものである。異常検出部３０Ｃは、信号生成部３６Ａを有している。信号生成部３６Ａは、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uwに基づいて検出信号ＳＡを生成するように構成される。信号生成部３６Ａは、フィルタ５１，５２と、演算部５３とを有している。信号生成部３６Ａは、フィルタ５１，５２を用いて、互いに位相が９０度異なる信号ｙα，ｙβを生成するようになっている。以下に、バンドパスフィルタを用いてフィルタ５１を構成するとともに、オールパスフィルタを用いてフィルタ５２を構成した場合の例について詳細に説明する。

フィルタ５１（バンドパスフィルタ）は、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uwに含まれる低周波数成分および高周波数成分を除去することにより、信号ｙαを生成するように構成される。フィルタ５１におけるラプラス形式の伝達関数Ｈ（ｓ）は、例えば以下のように表すことができる。

ここで、ｆoは、系統連系運転モードＭ１では、商用電源ＧＲＩＤが生成する交流電圧の周波数ｆuwであり、例えば、電力変換装置１により、系統周期ごとに測定され更新される。また、このｆoは、自立運転モードＭ２では、自立系統周波数の設定値である。なお、この例では、バンドパスフィルタを用いてフィルタ５１を構成したが、これに限定されるものではない。例えば、ローパスフィルタを用いてフィルタ５１を構成してもよい。

フィルタ５２（オールパスフィルタ）は、信号ｙαの位相を９０度だけ遅延することにより、信号ｙβを生成するように構成される。なお、この例では、オールパスフィルタを用いてフィルタ５２を構成したが、これに限定されるものではない。

演算部５３は、信号ｙα，ｙβに基づいて、例えば以下の式を用いて検出信号ＳＡを生成するように構成される。この式は、上記実施の形態に係る式ＥＱ２と同様である。

ここで、フィルタ５２は、本開示における「第１のフィルタ」の一具体例に対応する。フィルタ５１は、本開示における「第２のフィルタ」の一具体例に対応する。

図１１は、信号生成部３６Ａおよび検出部３２Ａの一動作例を表すものであり、（Ａ）は信号ｙαの波形を示し、（Ｂ）は検出信号ＳＡの波形を示し、（Ｃ）はパルス信号ＳＰの波形を示し、（Ｄ）はカウント値ＣＮＴを示し、（Ｅ）はフラグ信号ＦＡの波形を示す。

信号生成部３６Ａには、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uwが入力される。フィルタ５１（バンドパスフィルタ）は、この検出電圧Ｖe_uwに基づいて信号ｙαを生成する（図１１（Ａ））。この信号ｙαの波形は、検出電圧Ｖe_uwの波形とほぼ同様である。フィルタ５２（オールパスフィルタ）は、信号ｙαの位相を９０度だけ遅延することにより信号ｙβを生成する。演算部５３は、信号ｙαおよび信号ｙβに基づいて、式ＥＱ７を用いて検出信号ＳＡを生成する（図１１（Ｂ））。検出信号ＳＡは、周期Ｔ３を有する。この周期Ｔ３の時間幅は、周期Ｔ１の時間幅の１／４である。このように、検出信号ＳＡには、検出電圧Ｖe_uwに応じた脈動が現れる。この検出信号ＳＡは、検出電圧Ｖe_uwの半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回またぐ。

[変形例１−３]
上記実施の形態では、検出信号Ｓは、検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回またぐようにしたが、これに限定されるものではなく、所定の信号レベルを４回より多くまたいてもよい。

例えば、図１０に示した構成において、演算部５３が、信号ｙα，ｙβに基づいて、以下の式ＥＱ８を用いて検出信号ＳＡを生成した場合には、検出信号Ｓは、図１２に示したように、検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において所定の信号レベルを６回またぐ。

これにより、カウンタ４４は、交流センサから供給された検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において、カウント値ＣＮＴを３回リセットすることができる。その結果、電力変換装置１では、交流センサに異常が発生してから短い時間で、その交流センサの異常を検出することができる。

同様に、例えば、図１０に示した構成において、演算部５３が、信号ｙα，ｙβに基づいて、以下の式ＥＱ９を用いて検出信号ＳＡを生成した場合には、検出信号Ｓは、検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において所定の信号レベルを８回またぐ。

これにより、カウンタ４４は、交流センサから供給された検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において、カウント値ＣＮＴを４回リセットすることができる。その結果、電力変換装置１では、交流センサに異常が発生してから短い時間で、その交流センサの異常を検出することができる。

なお、以上では、図１０に示した構成に本変形例を適用したが、これに限定されるものではない。例えば、図３に示した構成に本変形例を適用してもよい。例えば、図３に示した構成において、演算部４２が、信号ｘα，ｙαに基づいて、以下の式ＥＱ１０を用いて検出信号ＳＡを生成した場合には、検出信号Ｓは、検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において所定の信号レベルを６回またぐ。

同様に、例えば、図３に示した構成において、演算部５３が、信号ｙα，ｙβに基づいて、以下の式ＥＱ１１を用いて検出信号ＳＡを生成した場合には、検出信号Ｓは、検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において所定の信号レベルを８回またぐ。

[変形例１−４]
上記実施の形態では、１つの検出信号Ｓが、検出電圧Ｖの半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回またぐようにしたが、これに限定されるものではなく、複数の信号を用いて検出信号Ｓを構成し、この検出信号Ｓが所定の信号レベルを４回またいでもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。

図１３は、本変形例に係る異常検出部３０Ｄの一構成例を表すものである。異常検出部３０Ｄは、信号生成部３７Ａおよび検出部３８Ａを有している。信号生成部３７Ａは、演算部５４を有している。

演算部５４は、信号ｙα，ｙβに基づいて、例えば以下の式を用いて、２つの検出信号ＳＡα，ＳＡβを含む検出信号ＳＡを生成するように構成される。

ここで、２つの検出信号ＳＡα，ＳＡβは、本開示における「複数の検出信号」の一具体例に対応する。

検出部３８Ａは、パルス生成部５５，５６と、カウンタ５７とを有している。パルス生成部５５は、上記実施の形態に係るパルス生成部４３と同様に、検出信号ＳＡに含まれる検出信号ＳＡαに基づいてパルス信号ＳＰαを生成するように構成される。パルス生成部５６は、上記実施の形態に係るパルス生成部４３と同様に、検出信号ＳＡに含まれる検出信号ＳＡβに基づいてパルス信号ＳＰβを生成するように構成される。カウンタ５７は、検出制御部３３から供給されたクロック信号ＣＫのパルス数をカウントすることによりカウント値ＣＮＴを生成するとともに、パルス信号ＳＰα，ＳＰβに基づいてカウント値ＣＮＴをリセットするように構成される。

図１４は、信号生成部３７Ａおよび検出部３８Ａの一動作例を表すものであり、（Ａ）は信号ｙαの波形を示し、（Ｂ）は検出信号ＳＡに含まれる検出信号ＳＡα，ＳＡβの波形を示し、（Ｃ）はパルス信号ＳＰαの波形を示し、（Ｄ）はパルス信号ＳＰβの波形を示し、（Ｅ）はカウント値ＣＮＴを示し、（Ｆ）はフラグ信号ＦＡの波形を示す。

信号生成部３７Ａには、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uwが信号ｘαとして入力される。フィルタ５１（例えばバンドパスフィルタ）は、この検出電圧Ｖe_uwに基づいて信号ｙαを生成する（図１４（Ａ））。この信号ｙαの波形は、検出電圧Ｖe_uwの波形とほぼ同様である。フィルタ５２（例えばオールパスフィルタ）は、信号ｙαの位相を９０度だけ遅延することにより信号ｙβを生成する。演算部５４は、信号ｙαおよび信号ｙβに基づいて、式ＥＱ１２を用いて検出信号ＳＡに含まれる２つの検出信号ＳＡα，ＳＡβを生成する（図１４（Ｂ））。このように、検出信号ＳＡには、検出電圧Ｖe_uwに応じた脈動が現れる。検出信号ＳＡαは、検出電圧Ｖe_uwの半周期に対応する期間において所定の信号レベル（例えばしきい値ＴＨ）を２回またぎ、検出信号ＳＡβは、検出電圧Ｖe_uwの半周期に対応する期間において所定の信号レベルを２回またぐ。すなわち、検出信号ＳＡα，ＳＡβを含む検出信号ＳＡは、検出電圧Ｖe_uwの半周期に対応する期間において、所定の信号レベルを４回またぐ。

検出部３８Ａのパルス生成部５５は、この検出信号ＳＡに含まれる検出信号ＳＡαとしきい値ＴＨとを比較することによりパルス信号ＳＰαを生成する（図１４（Ｃ））。同様に、パルス生成部５６は、この検出信号ＳＡに含まれる検出信号ＳＡβとしきい値ＴＨとを比較することによりパルス信号ＳＰβを生成する（図１４（Ｄ））。カウンタ５７は、クロック信号ＣＫのパルス数をカウントすることによりカウント値ＣＮＴを生成する（図１４（Ｅ））。これにより、カウント値ＣＮＴは継続的にインクリメントされる。また、カウンタ５７は、パルス信号ＳＰα，ＳＰβの立ち下がりエッジに基づいてカウント値ＣＮＴをリセットする。言い換えれば、カウンタ５７は、検出電圧Ｖe_uwの半周期に対応する期間において、カウント値ＣＮＴを２回リセットする。

なお、この例では、検出信号ＳＡβの位相が検出信号ＳＡαの位相よりも９０度遅れるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、検出信号ＳＡβの位相が検出信号ＳＡαの位相よりも９０度進んでいてもよい。

[変形例１−５]
上記実施の形態では、１つの交流センサから供給された検出電圧Ｖに基づいて、信号生成部３１および検出部３２がその交流センサの異常検出を行うようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、複数の交流センサから供給された検出電圧Ｖに基づいて、信号生成部３１および検出部３２がその複数の交流センサの異常を検出してもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。

図１５は、本変形例に係る電力変換装置１Ｅの一構成例を表すものである。電力変換装置１Ｅは、制御部２０Ｅを備えている。制御部２０Ｅは、異常検出部３０Ｅを有している。異常検出部３０Ｅは、信号生成部３９Ａと、検出部３２Ａとを有している。

図１６は、信号生成部３９Ａの一構成例を表すものである。信号生成部３９Ａは、フィルタ６１と、フィルタ６２とを有している。フィルタ６１は、電圧検出部１４から供給された検出電圧Ｖe_uwに基づいて信号ｙβを生成するように構成される。フィルタ６２は、電圧検出部１５から供給された検出電圧Ｖe_std（信号ｘα）に基づいて信号ｙαを生成するように構成される。これにより、信号生成部３９Ａは、互いに位相が異なる信号ｘα，ｙαを生成するとともに、互いに位相が異なる信号ｙα，ｙβを生成する。演算部６３は、系統連系運転モードＭ１では、信号ｙα，ｙβに基づいて、式ＥＱ７を用いて検出信号ＳＡを生成し、自立運転モードＭ２では、信号ｘα，ｙαに基づいて、式ＥＱ２を用いて検出信号ＳＡを生成する。

ここで、系統連系運転モードＭ１における２つの電圧検出部１４，１５は、本開示における「複数の交流センサ」の一具体例に対応する。信号生成部３９Ａは、本開示における「信号生成部」の一具体例に対応する。

このように、電力変換装置１Ｅでは、系統連系運転モードＭ１において、演算部６３は、信号ｙα，ｙβに基づいて検出信号ＳＡを生成し、検出部３２Ａは、この検出信号ＳＡに基づいて、電圧検出部１４および電圧検出部１５の異常検出を行う。この場合には、電力変換装置１Ｅは、電圧検出部１４および電圧検出部１５のうちのどちらに異常が生じたかを判定することはできない。しかしながら、例えば、電力変換装置１Ｅの運転モードを系統連系運転モードＭ１から自立運転モードＭ２に変更することにより、電圧検出部１４および電圧検出部１５のうちのどちらに異常を検出したかを判定することができる。すなわち、自立運転モードＭ２では、演算部６３は、信号ｘα，ｙαに基づいて検出信号ＳＡを生成し、検出部３２Ａは、この検出信号ＳＡに基づいて、電圧検出部１５の異常検出を行う。よって、電力変換装置１Ｅは、自立運転モードＭ２において、電圧検出部１５の異常を検出した場合には、電圧検出部１４および電圧検出部１５のうちの電圧検出部１５に異常が生じたと判定し、電圧検出部１５の異常を検出しない場合には、電圧検出部１４および電圧検出部１５のうちの電圧検出部１４に異常が生じたと判定することができる。このように、電力変換装置１Ｅでは、運転モードを切り替えることにより、電圧検出部１４および電圧検出部１５の異常検出を行うことができる。

＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る電力変換装置２について説明する。本実施の形態は、３相３線式の電源装置において、交流センサの異常を検出できるように構成したものである。なお、上記第１の実施の形態に係る電力変換装置１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１７は、本実施の形態に係る電力変換装置２の一構成例を表すものである。電力変換装置２は、端子Ｔ１１，Ｔ１２と、端子Ｔ４１，Ｔ４２，Ｔ４３と、端子Ｔ５１，Ｔ５２，Ｔ５３とを備えている。端子Ｔ４１，Ｔ４２，Ｔ４３は、商用電源ＧＲＩＤに接続されており、端子Ｔ５１，Ｔ５２，Ｔ５３は、負荷装置ＬＤに接続されている。

電力変換装置２は、電力変換部７０と、電流検出部７３Ｕ，７３Ｖ，７３Ｗと、スイッチＳgridu，Ｓgriduと、Ｓgridwと、電圧検出部７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷと、電圧検出部７５ＵＶ，７５ＶＷ，７５ＵＷと、スイッチＳstdu，Ｓstduと、Ｓstdwと、制御部８０とを備えている。

電力変換部７０は、直流電力と交流電力との間で電力変換を行うものである。電力変換部７０は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７１と、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ７２とを有している。

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７１は、直流電圧を昇圧し、あるいは直流電圧を降圧する、双方向の電力変換を行うように構成される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７１は、端子Ｔ１１，Ｔ１２を介してバッテリＢＴに接続されるとともに、電圧線Ｌ１および基準電圧線Ｌ２を介して双方向ＤＣ／ＡＣインバータ７２に接続される。

双方向ＤＣ／ＡＣインバータ７２は、直流電圧を交流電圧に変換し、あるいは交流電圧を直流電圧に変換する３相３線式のインバータである。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ７２は、電圧線Ｌ１および基準電圧線Ｌ２を介して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７１に接続される。また、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ７２は、例えば図示しないＬＣフィルタ回路を介してＵ相電圧線ＵＬ、Ｖ相電圧線ＶＬ、およびＷ相電圧線ＷＬに接続され、これらのＵ相電圧線ＵＬ、Ｖ相電圧線ＶＬ、およびＷ相電圧線ＷＬを介してスイッチＳgridu，Ｓgridv，ＳgridwおよびスイッチＳstdu，Ｓstdv，Ｓstdwに接続される。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ７２は、電力変換装置２の運転モードが系統連系運転モードＭ１である場合には、商用電源ＧＲＩＤから供給された交流電圧に基づいて直流バス電圧Ｖdcを生成するとともに、直流バス電圧Ｖdcが所定の電圧になるように電圧一定制御を行う。また、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ７２は、電力変換装置２の運転モードが自立運転モードＭ２である場合には、直流バス電圧Ｖdcに基づいて負荷装置ＬＯＡＤに供給する３相交流出力電圧を生成するとともに、この３相交流出力電圧の電圧振幅が所定の振幅になるように電圧振幅一定制御を行うようになっている。

電流検出部７３Ｕは、Ｕ相電圧線ＵＬに流れる電流ｉ_uを検出する交流センサであり、検出した電流ｉ_uに応じた検出電圧Ｖi_uを制御部８０に供給する。電流検出部７３Ｖは、Ｖ相電圧線ＶＬに流れる電流ｉ_vを検出する交流センサであり、検出した電流ｉ_vに応じた検出電圧Ｖi_vを制御部８０に供給する。電流検出部７３Ｗは、Ｗ相電圧線ＷＬに流れる電流ｉ_wを検出する交流センサであり、検出した電流ｉ_wに応じた検出電圧Ｖi_wを制御部８０に供給するようになっている。

なお、この例では、３つの電流検出部７３Ｕ，７３Ｖ，７３Ｗを設けたが、これに限定されるものではなく、この３つの電流検出部７３Ｕ，７３Ｖ，７３Ｗのうちの２つの電流検出部を設け、制御部８０が、その２つの電流検出部から供給された検出電圧Ｖに基づいて、残りの１つの検出電圧Ｖを求めるようにしてもよい。すなわち、電流ｉ_u，ｉ_v，ｉ_wは、以下の式を満たす。

よって、制御部８０は、その２つの電流検出部から供給された検出電圧Ｖに基づいて、残りの１つの検出電圧Ｖを求めることができる。

スイッチＳgridu，Ｓgridv，Ｓgridwは、系統連系運転モードＭ１においてオン状態になることにより、Ｕ相電圧線ＵＬ、Ｖ相電圧線ＶＬ、およびＷ相電圧線ＷＬを商用電源ＧＲＩＤに接続するように構成される。スイッチＳgriduの一端はＵ相電圧線ＵＬに接続され、他端は端子Ｔ４１に接続されている。スイッチＳgridvの一端はＶ相電圧線ＶＬに接続され、他端は端子Ｔ４２に接続されている。スイッチＳgridwの一端はＷ相電圧線ＷＬに接続され、他端は端子Ｔ４３に接続されている。スイッチＳgridu，Ｓgridv，Ｓgridwは、制御部８０から供給されたスイッチ制御信号Ｓｇに基づいてオンオフするようになっている。

電圧検出部７４ＵＶは、例えば、電力変換装置１の運転モードが系統連系運転モードＭ１である場合において、商用電源ＧＲＩＤから供給されるＵ相の交流電圧とＶ相の交流電圧の差電圧である電圧ｅ_uvを検出する交流センサである。電圧検出部７４ＵＶは、端子Ｔ４２における電圧からみた端子Ｔ４１における電圧を電圧ｅ_uvとして検出し、検出した電圧ｅ_uvに応じた検出電圧Ｖe_uvを制御部８０に供給するようになっている。

電圧検出部７４ＶＷは、例えば、電力変換装置１の運転モードが系統連系運転モードＭ１である場合において、商用電源ＧＲＩＤから供給されるＶ相の交流電圧とＷ相の交流電圧の差電圧である電圧ｅ_vwを検出する交流センサである。電圧検出部７４ＶＷは、端子Ｔ４３における電圧からみた端子Ｔ４２における電圧を電圧ｅ_vwとして検出し、検出した電圧ｅ_vwに応じた検出電圧Ｖe_vwを制御部８０に供給するようになっている。

電圧検出部７４ＵＷは、例えば、電力変換装置１の運転モードが系統連系運転モードＭ１である場合において、商用電源ＧＲＩＤから供給されるＵ相の交流電圧とＶ相の交流電圧の差電圧である電圧ｅ_uwを検出する交流センサである。電圧検出部７４ＵＷは、端子Ｔ４３における電圧からみた端子Ｔ４１における電圧を電圧ｅ_uwとして検出し、検出した電圧ｅ_uwに応じた検出電圧Ｖe_uwを制御部８０に供給するようになっている。

なお、この例では、３つの電圧検出部７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷを設けたが、これに限定されるものではなく、この３つの電圧検出部７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷのうちの２つの電圧検出部を設け、制御部８０が、その２つの電圧検出部から供給された検出電圧Ｖに基づいて、残りの１つの検出電圧Ｖを求めるようにしてもよい。すなわち、電圧ｅ_uv，ｅ_vw，ｅ_uwは、以下の式を満たす。

よって、制御部８０は、その２つの電圧検出部から供給された検出電圧Ｖに基づいて、残りの１つの検出電圧Ｖを求めることができる。

端子Ｔ４１，Ｔ４２，Ｔ４３は、商用電源ＧＲＩＤに接続されている。商用電源ＧＲＩＤは、３相３線式のものであり、商用電源ＧＲＩＤのＵ相電圧線が電力変換装置２の端子Ｔ４１に接続され、商用電源ＧＲＩＤのＶ相電圧線が電力変換装置２の端子Ｔ４２に接続され、商用電源ＧＲＩＤのＷ相電圧線が電力変換装置２の端子Ｔ４３に接続されている。

電圧検出部７５ＵＶは、例えば、電力変換装置２の運転モードが自立運転モードＭ２である場合において、負荷装置ＬＯＡＤに供給するＵ相の交流電圧とＶ相の交流電圧の差電圧である電圧ｅ_stduvを検出する交流センサである。電圧検出部７５ＵＶは、Ｖ相電圧線ＶＬにおける電圧からみたＵ相電圧線ＵＬにおける電圧を電圧ｅ_stduvとして検出し、検出した電圧ｅ_stduvに応じた検出電圧Ｖe_stduvを制御部８０に供給するようになっている。

電圧検出部７５ＶＷは、例えば、電力変換装置２の運転モードが自立運転モードＭ２である場合において、負荷装置ＬＯＡＤに供給するＶ相の交流電圧とＷ相の交流電圧の差電圧である電圧ｅ_stdvwを検出する交流センサである。電圧検出部７４ＶＷは、Ｗ相電圧線ＷＬにおける電圧からみたＶ相電圧線ＶＬにおける電圧を電圧ｅ_stdvwとして検出し、検出した電圧ｅ_stdvwに応じた検出電圧Ｖe_stdvwを制御部８０に供給するようになっている。

電圧検出部７５ＵＷは、例えば、電力変換装置２の運転モードが自立運転モードＭ２である場合において、負荷装置ＬＯＡＤに供給するＵ相の交流電圧とＷ相の交流電圧の差電圧である電圧ｅ_stduwを検出する交流センサである。電圧検出部７４ＵＷは、Ｗ相電圧線ＷＬにおける電圧からみたＵ相電圧線ＵＬにおける電圧を電圧ｅ_stduwとして検出し、検出した電圧ｅ_stduwに応じた検出電圧Ｖe_stduwを制御部８０に供給するようになっている。

なお、この例では、３つの電圧検出部７５ＵＶ，７５ＶＷ，７５ＵＷを設けたが、これに限定されるものではなく、この３つの電圧検出部７５ＵＶ，７５ＶＷ，７５ＵＷのうちの２つの電圧検出部を設け、制御部８０が、その２つの電圧検出部から供給された検出電圧Ｖに基づいて、残りの１つの検出電圧Ｖを求めるようにしてもよい。すなわち、電圧ｅ_stduv，ｅ_stdvw，ｅ_stduwは、以下の式を満たす。

よって、制御部８０は、その２つの電圧検出部から供給された検出電圧Ｖに基づいて、残りの１つの検出電圧Ｖを求めることができる。

スイッチＳstdu，Ｓstdv，Ｓstdwは、自立運転モードＭ２においてオン状態になることにより、Ｕ相電圧線ＵＬ、Ｖ相電圧線ＶＬ、およびＷ相電圧線ＷＬを負荷装置ＬＯＡＤに接続するように構成される。スイッチＳstduの一端はＵ相電圧線ＵＬに接続され、他端は端子Ｔ５１に接続されている。スイッチＳstdvの一端はＶ相電圧線ＶＬに接続され、他端は端子Ｔ５２に接続されている。スイッチＳstdwの一端はＷ相電圧線ＷＬに接続され、他端は端子Ｔ５３に接続されている。スイッチＳstdu，Ｓstdv，Ｓstdwは、制御部８０から供給されたスイッチ制御信号Ｓｓに基づいてオンオフするようになっている。

端子Ｔ５１，Ｔ５２，Ｔ５３は、負荷装置ＬＯＡＤに接続されている。この負荷装置ＬＯＡＤは、例えば、電力変換装置２が家庭で用いられる場合には、家庭内における１または複数の電子機器に対応し、電力変換装置２が車両で用いられる場合には、車内における１または複数の電子機器に対応する。

制御部８０は、電力変換制御部８１と、異常検出部９０とを有している。電力変換制御部８１は、系統連系運転モードＭ１および自立運転モードＭ２を含む２つの運転モードを用いて、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７１および双方向ＤＣ／ＡＣインバータ７２の動作を制御するように構成される。異常検出部９０は、電流検出部７３Ｕ，７３Ｖ，７３Ｗ、電圧検出部７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷ、および電圧検出部７５ＵＶ，７５ＶＷ，７５ＵＷの異常を検出する、異常検出動作を行うように構成される。

図１８は、異常検出部９０の一構成例を表すものである。異常検出部９０は、３つの信号生成部９１（信号生成部９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃ）と、３つの検出部３２（検出部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）と、検出制御部９３とを有している。

信号生成部９１Ａは、電圧検出部７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷから供給された検出電圧Ｖe_uv，Ｖe_vw，Ｖe_uwに基づいて検出信号ＳＡを生成し、信号生成部９１Ｂは、電流検出部７３Ｕ，７３Ｖ，７３Ｗから供給された検出電圧Ｖi_u，Ｖi_v，Ｖi_wに基づいて検出信号ＳＢを生成し、信号生成部９１Ｃは、電圧検出部７５ＵＶ，７５ＶＷ，７５ＵＷから供給された検出電圧Ｖe_stduv，Ｖe_stdvw，Ｖe_stduwに基づいて検出信号ＳＣを生成するようになっている。以下に、信号生成部９１Ａを例に挙げて、詳細に説明する。

図１９は、信号生成部９１Ａの一構成例を表すものである。信号生成部９１Ａは、変換部１０１と、演算部１０２と有している。

変換部１０１は、電圧検出部７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷから供給された検出電圧Ｖe_uv，Ｖe_vw，Ｖe_uwに基づいて信号ｚα，ｚβを生成するように構成される。信号ｚα，ｚβは、例えば以下の式で表すことができる。

変換部１０１は、この式ＥＱ１６を用いて、互いに異なる位相を有する信号ｚα，ｚβを生成する。

演算部１０２は、信号ｚα，ｚβに基づいて、例えば以下の式を用いて検出信号ＳＡを生成するように構成される。この式は、第１の実施の形態に係る式ＥＱ２等と同様である。

以上、信号生成部９１Ａを例に説明したが、信号生成部９１Ｂ，９１Ｃについても同様である。信号生成部９１Ｂの変換部１０１は、電流検出部７３Ｕ，７３Ｖ，７３Ｗから供給された検出電圧Ｖi_u，Ｖi_v，Ｖi_wに基づいて、例えば以下の式を用いて、信号ｚα，ｚβを生成する。

信号生成部９１Ｂの演算部１０２は、この信号ｚα，ｚβに基づいて、式ＥＱ１７を用いて検出信号ＳＢを生成する。

信号生成部９１Ｃの変換部１０１は、電圧検出部７５ＵＶ，７５ＶＷ，７５ＵＷから供給された検出電圧Ｖe_stduv，Ｖe_stdvw，Ｖe_stduwに基づいて、例えば以下の式を用いて、信号ｚα，ｚβを生成する。

信号生成部９１Ｃの演算部１０２は、この信号ｚα，ｚβに基づいて、式ＥＱ１７と同様の式を用いて検出信号ＳＣを生成するようになっている。

検出制御部９３（図１８）は、異常検出部９０における異常検出動作を制御するように構成される。

ここで、電力変換部７０は、本開示における「電力変換部」の一具体例に対応する。例えば、３つの電圧検出部７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷは、本開示における「複数の交流センサ」の一具体例に対応する。信号生成部９１は、本開示における「信号生成部」の一具体例に対応する。

以上のように、電力変換装置２では、電圧検出部７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷから供給された検出電圧Ｖe_uv，Ｖe_vw，Ｖe_uwに基づいて検出信号ＳＡを生成するようにしたので、３つの電圧検出部７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷの異常をまとめて検出することができる。同様に、電力変換装置２では、電流検出部７３Ｕ，７３Ｖ，７３Ｗから供給された検出電圧Ｖi_u，Ｖi_v，Ｖi_wに基づいて検出信号ＳＢを生成するようにしたので、３つの電流検出部７３Ｕ，７３Ｖ，７３Ｗの異常をまとめて検出することができ、電圧検出部７５ＵＶ，７５ＶＷ，７５ＵＷから供給された検出電圧Ｖe_stduv，Ｖe_stdvw，Ｖe_stduwに基づいて検出信号ＳＣを生成するようにしたので、３つの電圧検出部７５ＵＶ，７５ＶＷ，７５ＵＷの異常をまとめて検出することができる。その結果、電力変換装置２では、回路規模を抑えつつ、交流センサの異常を効果的に検出することができる。

以上のように本実施の形態では、３つの電圧検出部７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷから供給された検出電圧に基づいて検出信号ＳＡを生成し、３つの電流検出部７３Ｕ，７３Ｖ，７３Ｗから供給された検出電圧に基づいて検出信号ＳＢを生成し、３つの電圧検出部７５ＵＶ，７５ＶＷ，７５ＵＷから供給された検出電圧に基づいて検出信号ＳＣを生成するようにしたので、回路規模を抑えつつ、交流センサの異常を効果的に検出することができる。

［その他の変形例］
上記実施の形態に係る電力変換装置２に、上記第１の実施の形態の変形例１−３，１−４を適用してもよい。

以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、例えば式ＥＱ２、ＥＱ７〜ＥＱ１２、ＥＱ１７に示したように、絶対値を演算することにより検出信号ＳＡ〜ＳＣを生成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、絶対値を演算せずに検出信号ＳＡ〜ＳＣを生成してもよい。例えば式ＥＱ２において本変形例を適用した場合には、検出信号ＳＡは、“−１”以上“１”以下の信号である。この場合、検出部のパルス生成部は、検出信号ＳＡと２つのしきい値ＴＨ（しきい値ＴＨＰ，ＴＨＮ）とを比較することによりパルス信号ＳＰを生成する。しきい値ＴＨＰは、例えば“０”より大きく“１”より小さい値にすることができ、しきい値ＴＨＮは、例えば“−１”より大きく“０”より小さい値にすることができる。しきい値ＴＨＰの絶対値としきい値ＴＨＮの絶対値は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。パルス生成部は、例えば、検出信号ＳＡがしきい値ＴＨＰよりも大きい場合および検出信号ＳＡがしきい値ＴＨＮよりも小さい場合にパルス信号ＳＰを高レベルにし、検出信号ＳＡがしきい値ＴＨＮよりも大きくしきい値ＴＨＰよりも小さい場合にパルス信号ＳＰを低レベルにすることができる。

例えば、上記実施の形態等では、本技術を、直流電力と交流電力との間で電力を変換する電力変換装置に適用したが、これに限定されるものではない。これに代えて、本技術を、第１の交流電力と第２の交流電力との間で、周波数変換を行うことにより電力を変換する電力変換装置に適用してもよい。周波数変換は、５０Ｈｚと６０Ｈｚとの間で行ってもよいし、商用電源の周波数（５０Ｈｚや６０Ｈｚ）と、航空機や船舶において用いられる電源の周波数（４００Ｈｚ）との間で行ってもよい。

例えば、本技術を、産業用の３相交流モータ装置に用いられる交流センサの異常検出に用いてもよい。

例えば、上記の実施の形態に係る電力変換装置は、車両に搭載することができる。車両では、しばしば自己診断機能が搭載される。車両の自己診断機能では、例えば、ＯＢＤ２（On-board diagnostics 2）規格に準拠することが望まれる。上記の実施の形態に係る電力変換装置を車両に搭載することにより、交流センサの異常を検出することができるため、自己診断を行うことができる。

１，１Ｅ…電力変換装置、１０，７０…電力変換部、１１，７１…双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ、１２，７２…双方向ＤＣ／ＡＣインバータ、１３，７３Ｕ，７３Ｖ，７３Ｗ…電流検出部、１４，１５，７４ＵＶ，７４ＶＷ，７４ＵＷ，７５ＵＶ，７５ＶＷ，７５ＵＷ…電圧検出部、２０，２０Ｅ，８０…制御部、２１，８１…電力変換制御部、３０，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，９０…異常検出部、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３５Ａ，３９Ａ，９１，９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃ…信号生成部、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３８Ａ…検出部、３３，９３…検出制御部、４１，５１，５２，６１，６２…フィルタ、４２，５３，５４，１０２…演算部、４３，５５，５６…パルス生成部、４４，５７…カウンタ、４５…判定部、４７…遅延部、６３…演算部、１０１…変換部、ＢＴ…バッテリ、ＣＫ…クロック信号、ＣＮＴ…カウント値、ＣＮＴth…カウント値、ｅ_std，ｅ_stduv，ｅ_stdvw，ｅ_stduw，ｅ_uv，ｅ_vw，ｅ_uw…電圧、ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ…フラグ信号、ＧＲＩＤ…商用電源、Ｉbt…バッテリ電流、ｉ_u…電流、ＬＯＡＤ…負荷装置、Ｌ１…電圧線、Ｌ２…基準電圧線、Ｍ１…系統連系運転モード、Ｍ２…自立運転モード、Ｓ，ＳＡ，ＳＡα，ＳＡβ，ＳＢ，ＳＣ…検出信号、Ｓｇ，Ｓｓ…スイッチ制御信号、Ｓgridu，Ｓgridv，Ｓgridw，Ｓstdu，Ｓstdv，Ｓstdw…スイッチ、ＳＰ…パルス信号、ＴＨ…しきい値、Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ４１〜Ｔ４３，Ｔ５１〜Ｔ５３…端子、ＵＬ…Ｕ相電圧線、Ｖbt…バッテリ電圧、Ｖdc…直流バス電圧、Ｖ，Ｖe_std，Ｖe_stduv，Ｖe_stdvw，Ｖe_stduw，Ｖe_uv，Ｖe_vw，Ｖe_uw，Ｖi_u，Ｖi_v，Ｖi_w…検出電圧、ＶＬ…Ｖ相電圧線、ＷＬ…Ｗ相電圧線、ｘα，ｙα，ｙβ，ｚα，ｚβ…信号。

Claims (10)

1. 交流センサから供給された第１の検出信号に基づいて、正規化され、前記第１の検出信号の半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回以上またぐ第２の検出信号を生成可能な信号生成部と、
   前記第２の検出信号に基づいて前記交流センサの異常を検出可能な検出部と
   を備えた異常検出装置。
2. 前記信号生成部は、前記第１の検出信号に基づいて、互いに異なる位相を有する複数の信号を生成可能であり、前記複数の信号に基づいて前記第２の検出信号を生成可能である
   請求項１に記載の異常検出装置。
3. 前記信号生成部は、前記第１の検出信号または前記第１の検出信号に応じた信号が入力信号として入力可能な第１のフィルタを有し、
   前記複数の信号は、前記入力信号および前記第１のフィルタの出力信号を含む
   請求項２に記載の異常検出装置。
4. 前記信号生成部は、前記第１の検出信号が入力可能な第２のフィルタをさらに有し、
   前記入力信号は、前記第２のフィルタの出力信号である
   請求項３に記載の異常検出装置。
5. 前記信号生成部は、前記複数の信号を乗算することにより前記第２の検出信号を生成可能である
   請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の異常検出装置。
6. 前記第２の検出信号は、複数の検出信号を含み、
   前記信号生成部は、前記複数の信号に基づいて前記複数の検出信号を生成可能である
   請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の異常検出装置。
7. 前記交流センサは、複数の交流センサを含み、
   前記第１の検出信号は、前記複数の交流センサから供給された複数のセンサ信号を含み、
   前記信号生成部は、前記複数のセンサ信号に基づいて、前記複数の信号を生成可能である
   請求項２に記載の異常検出装置。
8. 前記検出部は、
   前記第２の検出信号および前記所定の信号レベルの比較結果に基づいてパルス信号を生成可能なパルス生成部と、
   カウント動作を行うことによりカウント値を生成可能であり、前記パルス信号に基づいて前記カウント値をリセット可能なカウンタと、
   前記カウント値に基づいて前記交流センサの異常を判定可能な判定部と
   を有する
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の異常検出装置。
9. 前記判定部は、前記カウント値が所定のカウント値に到達したときに、前記交流センサに異常が生じたことを判定可能である
   請求項８に記載の異常検出装置。
10. 直流電力または交流電力である第１の電力と、交流電力である第２の電力との間で電力を変換可能な電力変換部と、
    前記第２の電力を検出可能な交流センサと、
    前記交流センサから供給された第１の検出信号に基づいて、正規化され、前記第１の検出信号の半周期に対応する期間において所定の信号レベルを４回以上またぐ第２の検出信号を生成可能な信号生成部と、
    前記第２の検出信号に基づいて前記交流センサの異常を検出可能な検出部と
    を備えた電力変換装置。
    

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