JP5740824B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチング動作によって電力変換を行って誘導負荷に対して電力を供給する変換部を備えた電力変換装置に関するものである。   The present invention relates to a power conversion device including a conversion unit that performs power conversion by a switching operation and supplies power to an inductive load.

従来より、複数のスイッチング素子をスイッチング動作させることにより、入力される直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して、誘導負荷に供給するように構成されたインバータ部を備えた電力変換装置が知られている。このような電力変換装置では、一般的に、上記インバータ部の入力側に、整流回路によって整流された交流電源の交流電力を平滑化するための比較的、容量の大きい電解コンデンサが設けられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is provided a power conversion device including an inverter unit configured to convert input DC power into AC power having a predetermined frequency by switching operation of a plurality of switching elements and to supply the AC power to an inductive load. Are known. In such a power conversion device, generally, an electrolytic capacitor having a relatively large capacity for smoothing the AC power of the AC power source rectified by the rectifier circuit is provided on the input side of the inverter unit. .

一方、例えば特許文献1に開示されるように、電源周波数に起因する電圧変動を吸収可能な静電容量の大きい電解コンデンサを、インバータ部のスイッチング素子のスイッチング動作時に生じる電圧変動のうちキャリア周波数に対応する変動成分のみを吸収可能な小容量のコンデンサに変更することにより、整流部分の小型化及びコスト低減を図る構成が知られている。   On the other hand, as disclosed in Patent Document 1, for example, an electrolytic capacitor having a large capacitance capable of absorbing voltage fluctuation caused by the power supply frequency is used as a carrier frequency among voltage fluctuations generated during switching operation of the switching element of the inverter unit. A configuration is known in which the rectification portion is reduced in size and cost is reduced by changing to a small-capacitance capacitor capable of absorbing only the corresponding fluctuation component.

特開2002−51589号公報JP 2002-51589 A

ところで、上述のように、インバータ部によって誘導負荷に電力を供給するように構成された電力変換装置では、該インバータ部の駆動を停止しても、内部にインダクタンス成分を有する誘導負荷からインバータ部に電流が流れ続ける場合がある。そうすると、インバータ部に過大なサージ電圧がかかり、該インバータ部が破壊される可能性がある。   By the way, as described above, in the power converter configured to supply power to the inductive load by the inverter unit, even if the driving of the inverter unit is stopped, the inductive load having an inductance component therein is changed from the inductive load to the inverter unit. Current may continue to flow. If it does so, an excessive surge voltage may be applied to an inverter part and this inverter part may be destroyed.

また、上述のようなサージ電圧が発生すると、インバータ部の還流ダイオードを介してコンデンサに電流が流れるため、該コンデンサが充電される。この充電により、コンデンサの両端、すなわちDCリンクに過電圧が発生した場合にも、インバータ部が破壊される可能性がある。   Further, when the surge voltage as described above is generated, a current flows through the capacitor via the return diode of the inverter unit, so that the capacitor is charged. Due to this charging, the inverter unit may be destroyed even when an overvoltage occurs at both ends of the capacitor, that is, the DC link.

これに対して、DCリンクに抵抗を有するブレーキ回路を設けたり、PWMコンバータなどを用いて回生可能な構成にしたりする方法などが考えられる。しかしながら、ブレーキ回路を設けると、該ブレーキ回路の抵抗で電力が消費されてしまい、電力変換装置の効率の観点から好ましくない。また、PWMコンバータなどを設けると、回路構成や制御が複雑になり、装置全体のコストアップにつながる。   On the other hand, a method of providing a brake circuit having a resistance in the DC link or making a regenerative configuration using a PWM converter or the like is conceivable. However, if a brake circuit is provided, power is consumed by the resistance of the brake circuit, which is not preferable from the viewpoint of the efficiency of the power converter. If a PWM converter or the like is provided, the circuit configuration and control become complicated, leading to an increase in the cost of the entire apparatus.

一方、上記特許文献1の構成のような小容量のコンデンサを有する電力変換装置では、コンデンサの容量が小さいため、DCリンクの電圧が増大しやすい。そのため、上記特許文献1の構成の電力変換装置では、上述のようなブレーキ回路やPWMコンバータを設けても高速に動作させなければならず、高速な制御器が必要になるなど、さらなる回路構成及び制御の複雑化を招くことになる。また、上記特許文献1のような構成において、異常時の過電圧を防止するために過電圧防止機構を設けることが考えられるが、インバータ部が停止する毎に該過電圧防止機構が動作して、該過電圧防止機構の動作頻度が多くなるため、その分、過電圧防止機構の耐久性の向上を図る必要があり、装置全体のコストアップにつながる。   On the other hand, in a power conversion device having a small-capacitance capacitor as in the configuration of Patent Document 1, the voltage of the DC link is likely to increase because the capacitance of the capacitor is small. For this reason, the power conversion device having the configuration of Patent Document 1 must be operated at a high speed even if the brake circuit or the PWM converter as described above is provided, and a high-speed controller is required. This leads to complicated control. Further, in the configuration as in Patent Document 1, it is conceivable to provide an overvoltage prevention mechanism in order to prevent an overvoltage at the time of abnormality. However, the overvoltage prevention mechanism operates every time the inverter unit stops, and the overvoltage Since the operation frequency of the prevention mechanism increases, it is necessary to improve the durability of the overvoltage prevention mechanism accordingly, leading to an increase in the cost of the entire apparatus.

本発明は、かかる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、誘導負荷に電力を供給する、インバータ部のような変換部を備えた電力変換装置において、該変換部の駆動を停止しても構成機器が損傷を受けないような構成を低コストな構成により実現することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to drive a converter in a power converter including a converter such as an inverter that supplies power to an inductive load. It is to realize a configuration that does not damage the component equipment even if the operation is stopped by a low-cost configuration.

上記目的を達成するために、本発明に係る電力変換装置(1)では、誘導負荷(3)への電力供給を停止する際に、該誘導負荷(3)に流れる電流が所定値以下になるまで変換部(13)のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)にスイッチング動作を行わせるようにした。   In order to achieve the above object, in the power conversion device (1) according to the present invention, when power supply to the inductive load (3) is stopped, the current flowing through the inductive load (3) becomes a predetermined value or less. Until the switching element (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) of the conversion unit (13) is switched.

具体的には、第1の発明は、複数のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)を有し、入力される電力を該スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作によって所定の周波数の交流電力に変換して誘導負荷(3)へ出力するように構成された変換部(13)を備えた電力変換装置を対象とする。   Specifically, the first invention has a plurality of switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz), and inputs electric power to the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy). , Sz) is intended for a power conversion device including a conversion unit (13) configured to be converted into AC power having a predetermined frequency and output to an inductive load (3).

そして、上記誘導負荷(3)への電力供給を停止する際に、該誘導負荷(3)に流れる電流が、所定値以下であるかどうかを判定する電流判定部(16)と、上記電流判定部(16)によって上記誘導負荷(3)に流れる電流が上記所定値以下であると判定されるまで、上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)にスイッチング動作を継続させるスイッチング制御部(15)と、を備えているものとする。   And when stopping the electric power supply to the said inductive load (3), the electric current determination part (16) which determines whether the electric current which flows into this inductive load (3) is below a predetermined value, and the said electric current determination Switching in which the switching element (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) continues the switching operation until the current flowing through the inductive load (3) is determined to be less than the predetermined value by the section (16) And a control unit (15).

そして、入力される電力は単相の交流電力であり、上記スイッチング制御部(15)は、上記誘導負荷(3)に流れる各相の電流(iu,iv,iw)が上記単相交流の位相に応じて脈動して、上記各相の電流(iu,iv,iw)の絶対値和が周期的に所定の最小目標値になるように、それぞれの上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を制御し、上記電流判定部(16)は、上記単相交流の位相に基づいて、上記誘導負荷(3)に流れる電流(iu,iv,iw)が上記所定値以下であるかどうかを判定するものとする。The input power is single-phase AC power, and the switching control unit (15) indicates that the current (iu, iv, iw) of each phase flowing through the inductive load (3) is the phase of the single-phase AC. The switching elements (Su, Sv, Sw, Sx) so that the absolute value sum of the currents (iu, iv, iw) of the respective phases periodically becomes a predetermined minimum target value. , Sy, Sz), and the current determination unit (16) determines that the current (iu, iv, iw) flowing through the inductive load (3) is based on the phase of the single-phase AC. It shall be judged whether it is below the value.

以上の構成により、変換部(13)から誘導負荷(3)への電力供給を停止する際に、該変換部(13)内のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作が急に停止するのではなく、誘導負荷(3)に流れる電流を所定値以下まで低下させた後、スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を停止させることができる。これにより、変換部(13)の駆動停止によって発生するサージ電圧を低く抑えることができ、該サージ電圧やコンデンサの充電による過電圧によって電力変換装置(1)内の構成部品が損傷を受けるのを防止できる With the above configuration, when the power supply from the converter (13) to the inductive load (3) is stopped, the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) in the converter (13) Instead of suddenly stopping the switching operation, the current flowing through the inductive load (3) is reduced to a predetermined value or less, and then the switching operation of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) is stopped. be able to. As a result, the surge voltage generated by stopping the drive of the converter (13) can be kept low, and the components in the power converter (1) can be prevented from being damaged by the surge voltage or overvoltage caused by capacitor charging. I can .

のように制御された変換部(13)では、相電流(iu,iv,iw)の絶対値和が周期的に上記最小目標値になるので、上記単相交流の位相によって、相電流(iu,iv,iw)の絶対値和が最小になるタイミングが分かることになる。そこで、この電流判定部(16)は、上記単相交流の位相に基づいて、誘導負荷(3)に流れる電流が、上記所定値以下であるかどうかを判定する。 Controlled conversion unit as this in (13), the phase currents (iu, iv, iw) the absolute value sum of periodically becomes the minimum target value, the phase of the single-phase AC phase current ( The timing at which the sum of absolute values of (iu, iv, iw) is minimized can be understood. Therefore, the current determination unit (16) determines whether the current flowing through the inductive load (3) is equal to or less than the predetermined value based on the phase of the single-phase alternating current.

また、第の発明は、第の発明の電力変換装置において、入力が単相の交流電源(2)に接続され、単相交流を全波整流して上記変換部(13)に供給する整流部(11)を備え、上記変換部(13)の入力には、入力の両端電圧の脈動幅の最大値が最小値の2倍以上となる容量のコンデンサ(12)が接続されているものとする。 Moreover, 2nd invention is the power converter device of 1st invention, An input is connected to the single phase alternating current power supply (2), A single phase alternating current is full-wave rectified and it supplies to the said conversion part (13) A rectifier (11) is provided, and the input of the converter (13) is connected to a capacitor (12) having a capacity such that the maximum pulsation width of the voltage across the input is at least twice the minimum value. And

この構成では、一般的な電力変換装置よりもコンデンサの静電容量が小さくなるため、変換部(13)の駆動停止によってコンデンサ(12)の電圧が上昇すると、該コンデンサ(12)も破損しやすい。しかしながら、この構成では、変換部(13)を停止させる際に、該変換部(13)に流れ続ける電流を小さくすることができ、該電力変換装置(1)内に発生するサージ電圧を低下させることができる。したがって、上述のような小容量のコンデンサ(12)を有する電力変換装置(1)において、変換部(13)の駆動停止時にサージ電圧によって構成部品が損傷を受けるのを防止できる。   In this configuration, since the capacitance of the capacitor is smaller than that of a general power converter, if the voltage of the capacitor (12) rises due to the stop of driving of the converter (13), the capacitor (12) is also easily damaged. . However, in this configuration, when the converter (13) is stopped, the current that continues to flow through the converter (13) can be reduced, and the surge voltage generated in the power converter (1) is reduced. be able to. Therefore, in the power conversion device (1) having the small-capacitance capacitor (12) as described above, it is possible to prevent the component parts from being damaged by the surge voltage when the conversion unit (13) is stopped.

また、第の発明は、第1の発明の電力変換装置において、上記変換部(31)は、入力に交流電源(2)が接続され、上記交流電源(2)から供給される交流電力を、直接、所定の複数の相の交流電力に変換するものとする。 Moreover, 3rd invention is the power converter device of 1st invention, WHEREIN: The said conversion part (31) is connected to the input AC power supply (2), AC power supplied from the said AC power supply (2) is used. It is assumed that the power is directly converted into a predetermined plurality of phases of AC power.

この構成では、交流を所定の特性の交流に変換する、いわゆる直接形電力変換装置において、第1の発明と同様に、サージ電圧を低く抑えることが可能になる。   With this configuration, in a so-called direct power converter that converts alternating current into alternating current having a predetermined characteristic, the surge voltage can be kept low as in the first invention.

また、第の発明は、第1からの発明の何れか一つの電力変換装置において、上記誘導負荷(3)は、力行運転のみを行う負荷に対して動力を出力するものとする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the power conversion device according to any one of the first to third aspects, the inductive load (3) outputs power to a load that performs only powering operation.

回生運転も行う負荷に対して誘導負荷(3)から動力を出力する場合には、回生時に比較的長時間に亘って変換部(13)側に電流が流れるため、上記各発明のような構成では電力変換装置の損傷を防止することは難しい。しかしながら、上述のように力行運転のみを行う負荷に対して誘導負荷(3)から動力を出力する場合であれば、上記各発明の構成を適用することにより、変換部(13)の駆動停止時に構成部品が損傷を受けるような電圧が電力変換装置(1)の内部に印加されるのを防止できる。   When power is output from the inductive load (3) to a load that also performs regenerative operation, current flows to the conversion unit (13) side for a relatively long time during regeneration. Therefore, it is difficult to prevent damage to the power converter. However, if the power is output from the inductive load (3) to the load that performs only the power running operation as described above, when the drive of the conversion unit (13) is stopped by applying the configuration of each invention described above, It is possible to prevent a voltage that may damage the components from being applied to the inside of the power converter (1).

本発明に係る電力変換装置(1)によれば、誘導負荷(3)への電力供給を停止する際に、該誘導負荷(3)に流れる電流が所定値以下になるまで、該スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を継続させるため、変換部(13)の駆動停止時に電力変換装置(1)内に過大な電圧がかかって構成部品が損傷を受けるのを防止できる。しかも、ブレーキ回路等を設ける必要がなくなるとともに、装置停止時に過電圧防止機構が動作しないため、装置全体のコスト低減を図れる According to the power converter (1) of the present invention, when the power supply to the inductive load (3) is stopped, the switching element (until the current flowing through the inductive load (3) becomes a predetermined value or less. In order to continue the switching operation of Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz), when the converter (13) stops driving, an excessive voltage is applied to the power converter (1) and the components are damaged. Can be prevented. In addition, it is not necessary to provide a brake circuit or the like, and the overvoltage prevention mechanism does not operate when the apparatus is stopped, so that the cost of the entire apparatus can be reduced .

た、第の発明によれば、各相の電流(iu,iv,iw)を検出することなく、該電流(iu,iv,iw)が所定値以下であるかどうかを判定することができるので、電流判定部(16)における制御がより容易になる。 Also, according to the first invention, each phase current (iu, iv, iw) without detecting a said current (iu, iv, iw) be to determine whether it is less than a predetermined value As a result, control in the current determination unit (16) becomes easier.

さらに、第の発明によれば、変換部(13)の入力側に設けるコンデンサ(12)を小容量なものとした構成において、変換部(13)の駆動停止時に電力変換装置の構成部品がサージ電圧によって損傷を受けるのを防止することが可能になる。 Furthermore, according to the second invention, in the configuration in which the capacitor (12) provided on the input side of the converter (13) has a small capacity, when the converter (13) is stopped, the components of the power converter are It becomes possible to prevent damage by the surge voltage.

また、第の発明によれば、いわゆる直接形電力変換装置において、変換部(13)の駆動停止時に電力変換装置の構成部品がサージ電圧によって損傷を受けるのを防止することが可能になる。 According to the third invention, in the so-called direct power converter, it is possible to prevent the components of the power converter from being damaged by the surge voltage when driving of the converter (13) is stopped.

また、第の発明によれば、上記誘導負荷(3)は、力行運転のみを行う負荷に対して動力を出力するため、回生運転も行う負荷に対して動力を出力する場合に比べて回生側に電流が流れる時間が短い。そのため、上記第1から第9の発明の構成により、構成部品がサージ電圧によって損傷を受けるのを防止できる。 Further, according to the fourth invention, since the inductive load (3) outputs power to a load that performs only power running operation, the regenerative load (3) regenerates compared to a case where power is output to a load that also performs regenerative operation. The time for the current to flow to the side is short. Therefore, the components of the first to ninth inventions can prevent the component parts from being damaged by the surge voltage.

図1は、本発明の関連技術1に係る電力変換装置の概略構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a power conversion device according to Related Art 1 of the present invention. 図2は、モータへの電力供給を停止する際の制御部の動作を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the control unit when the power supply to the motor is stopped. 図3は、図2における制御部の動作を示すフローである。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the control unit in FIG. 図4は、従来の静電容量のコンデンサを備えた電力変換装置からモータへ出力される三相の電流波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a three-phase current waveform output to a motor from a power conversion device including a conventional capacitor having a capacitance. 図5は、図4のような波形を有する電流を絶対値に変換した場合の波形を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a waveform when a current having a waveform as shown in FIG. 4 is converted into an absolute value. 図6は、小容量のコンデンサを備えた電力変換装置からモータへ出力される三相の電流波形を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a three-phase current waveform output to the motor from the power conversion device including a small-capacitance capacitor. 図7は、図6のような波形を有する電流を絶対値に変換した場合の波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a waveform when a current having a waveform as shown in FIG. 6 is converted into an absolute value. 図8は、関連技術1の変形例2にかかる電力変換装置の概略構成を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of a power conversion device according to Modification 2 of Related Art 1. 図9は、本発明の関連技術2に係る電力変換装置の概略構成を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a power conversion device according to Related Art 2 of the present invention. 図10は、実施形態2に係る電力変換装置の概略構成を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the power conversion apparatus according to the second embodiment .

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

《発明の関連技術1》
−全体構成−
本発明の関連技術1に係る電力変換装置(1)の概略構成を図1に示す。この電力変換装置(1)は、コンバータ回路(11)と、コンデンサ(12)と、インバータ回路(13)(変換部)とを備えていて、単相交流電源(2)から供給された交流の電力を所定の周波数の電力に変換して、三相交流モータ(3)(誘導負荷、以下、モータともいう)に供給するように構成されたものである。なお、この三相交流モータ(3)は、例えば、空調機の冷媒回路に設けられる圧縮機(負荷)などを駆動するためのものである。すなわち、上記電力変換装置(1)は、力行運転のみを行う負荷を駆動させるための誘導負荷に電力を供給するように構成されている。
<< Related art 1 of invention >>
-Overall configuration-
FIG. 1 shows a schematic configuration of a power conversion device (1) according to Related Art 1 of the present invention. The power conversion device (1) includes a converter circuit (11), a capacitor (12), and an inverter circuit (13) (conversion unit). The power conversion device (1) is connected to a single-phase AC power source (2). The electric power is converted into electric power having a predetermined frequency and is supplied to a three-phase AC motor (3) (inductive load, hereinafter also referred to as a motor). The three-phase AC motor (3) is for driving a compressor (load) provided in a refrigerant circuit of an air conditioner, for example. That is, the power conversion device (1) is configured to supply power to an inductive load for driving a load that performs only power running operation.

上記コンバータ回路(11)は、上記交流電源(2)に接続され、交流の電圧を全波整流するように構成されている。このコンバータ回路(11)は、複数(本実施形態では4つ)のダイオード(D1〜D4)がブリッジ状に結線されてなるダイオードブリッジ回路であり、上記交流電源(2)に対して接続されている。すなわち、コンバータ回路(11)は、本発明の整流部の一例である。   The converter circuit (11) is connected to the AC power source (2) and configured to full-wave rectify an AC voltage. The converter circuit (11) is a diode bridge circuit in which a plurality of (four in the present embodiment) diodes (D1 to D4) are connected in a bridge shape, and is connected to the AC power source (2). Yes. That is, the converter circuit (11) is an example of the rectifying unit of the present invention.

上記コンデンサ(12)は、上記コンバータ回路(11)と後述するインバータ回路(13)との間に設けられている。このコンデンサ(12)は、例えばフィルムコンデンサによって構成されていて、インバータ回路(13)の後述するスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)がスイッチング動作する際に生じるリプル電圧(キャリア周波数に対応する電圧変動)のみを吸収可能な静電容量を有するように構成されている。すなわち、上記コンデンサ(12)は、上記コンバータ回路(11)によって整流された電圧(電源電圧に起因する電圧変動)を平滑化するような静電容量を有さない小容量のコンデンサである。   The capacitor (12) is provided between the converter circuit (11) and an inverter circuit (13) described later. This capacitor (12) is constituted by, for example, a film capacitor, and a ripple voltage (carrier) generated when a switching element (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) described later of the inverter circuit (13) performs a switching operation. It is configured to have a capacitance capable of absorbing only the voltage fluctuation corresponding to the frequency. That is, the capacitor (12) is a small-capacitance capacitor that does not have a capacitance that smoothes the voltage rectified by the converter circuit (11) (voltage fluctuation caused by the power supply voltage).

これにより、上記コンデンサ(12)の両端電圧の波形は、周波数f(Hz)の単相電圧の場合には2f(Hz)で脈動し、周波数f(Hz)の三相電圧の場合には6f(Hz)で脈動する。また、周波数f(Hz)の単相電圧の場合には、上記コンデンサ(12)は、両端電圧の脈動の最大値が最小値の2倍以上になるように構成されている。   Thus, the waveform of the voltage across the capacitor (12) pulsates at 2f (Hz) in the case of a single-phase voltage of frequency f (Hz), and 6f in the case of a three-phase voltage of frequency f (Hz). Pulsates at (Hz). In the case of a single-phase voltage having a frequency f (Hz), the capacitor (12) is configured such that the maximum value of the pulsation of the both-end voltage is twice or more the minimum value.

上記インバータ回路(13)は、上記コンバータ回路(11)の出力側に、上記コンデンサ(12)に対して並列に接続されている。このインバータ回路(13)は、複数のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)(例えば三相交流であれば6個)がブリッジ結線されてなる。すなわち、上記インバータ回路(13)は、2つのスイッチング素子を互いに直列接続してなる3つのスイッチングレグを備えていて、各スイッチングレグにおいて上アームのスイッチング素子(Su,Sv,Sw)と下アームのスイッチング素子(Sx,Sy,Sz)との中点がそれぞれ上記三相交流モータ(3)のコイル(3a,3b,3c)に接続されている。   The inverter circuit (13) is connected in parallel to the capacitor (12) on the output side of the converter circuit (11). The inverter circuit (13) is formed by bridge-connecting a plurality of switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) (for example, six in the case of a three-phase alternating current). That is, the inverter circuit (13) includes three switching legs in which two switching elements are connected in series with each other. In each switching leg, the upper arm switching elements (Su, Sv, Sw) and the lower arm The midpoints of the switching elements (Sx, Sy, Sz) are connected to the coils (3a, 3b, 3c) of the three-phase AC motor (3), respectively.

上記インバータ回路(13)は、スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のオンオフ動作によって、上記コンバータ回路(11)の出力電圧を所定の周波数の三相交流電圧に変換して、上記三相交流モータ(3)へ供給するように構成されている。なお、本実施形態では、上記各スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)に対して、それぞれ、還流ダイオード(Du,Dv,Dw,Dx,Dy,Dz)が逆並列に接続されている。   The inverter circuit (13) converts the output voltage of the converter circuit (11) into a three-phase AC voltage having a predetermined frequency by turning on / off the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz). The three-phase AC motor (3) is configured to be supplied. In this embodiment, a free-wheeling diode (Du, Dv, Dw, Dx, Dy, Dz) is connected in antiparallel to each of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz). Has been.

また、上記電力変換装置(1)は、上記インバータ回路(13)のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)を駆動制御するための制御部(14)を備えている。この制御部(14)は、運転や停止を指示する運転指令が入力されると、上記インバータ回路(13)から検出される電流値をその指令に対応する電流値に近づけるように、上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)に対して駆動信号を出力するように構成されている。すなわち、上記制御部(14)では、インバータ回路(13)内を流れる電流に対してフィードバック制御が行われる。   The power conversion device (1) includes a control unit (14) for driving and controlling the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) of the inverter circuit (13). When an operation command for instructing operation or stop is input, the control unit (14) is configured so that the current value detected from the inverter circuit (13) approaches the current value corresponding to the command. A drive signal is output to (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz). That is, the control unit (14) performs feedback control on the current flowing through the inverter circuit (13).

上記制御部(14)は、上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)をスイッチング動作させるための駆動信号を出力するスイッチング制御部(15)と、上記インバータ回路(13)からモータ(3)への電力供給を停止する際に、該モータ(3)に流れる電流が所定値(電流を絶対値に変換した場合の値。本実施形態のような交流の場合には、図2に示す所定範囲Xに相当する。以下同じ。)以下であるかどうかを判定する電流判定部(16)とを備えている。   The control unit (14) includes a switching control unit (15) that outputs a drive signal for switching the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz), and the inverter circuit (13). When the power supply to the motor (3) is stopped, the current flowing through the motor (3) is a predetermined value (a value when the current is converted into an absolute value. This corresponds to a predetermined range X shown in Fig. 2. The same applies hereinafter.) A current determination unit (16) for determining whether or not the range is below.

上記電流判定部(16)は、モータ(3)に流れる電流が、上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作停止時に生じるサージ電圧が電力変換装置(1)の構成部品の耐圧よりも小さくなるような所定値以下であるかどうかを判定するように構成されている。また、上記電流判定部(16)は、モータ(3)に流れる電流が上記所定値以下の場合には、上記スイッチング制御部(15)に対してスイッチング動作の停止を指示する停止信号を出力するように構成されている。ここで、上記構成部品とは、インバータ回路(13)のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)やダイオード(Du,Dv,Dw,Dx,Dy,Dz)、コンデンサ(12)、コンバータ回路(11)のダイオード(D1〜D4)などを意味する。   The current determination unit (16) is configured such that a current flowing through the motor (3) generates a surge voltage generated when the switching operation of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) is stopped. It is configured to determine whether or not the value is equal to or less than a predetermined value that is smaller than the breakdown voltage of the component. The current determination unit (16) outputs a stop signal instructing the switching control unit (15) to stop the switching operation when the current flowing through the motor (3) is equal to or less than the predetermined value. It is configured as follows. Here, the above components are switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz), diodes (Du, Dv, Dw, Dx, Dy, Dz) and capacitors (12) of the inverter circuit (13). Means the diodes (D1 to D4) of the converter circuit (11).

上記スイッチング制御部(15)は、上記制御部(14)内の図示しない指令生成部で生成される電流指令に応じてスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)をスイッチング動作させるように構成されている。また、上記スイッチング制御部(15)は、上記電流判定部(16)からスイッチング動作を停止するための停止信号が出力されるまで、上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を継続するように構成されている。さらに、上記スイッチング制御部(15)は、停止の運転指令が制御部(14)に入力された場合には、モータ(3)に流れる電流を上記所定値以下になるまで低下させるように、上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を継続するように構成されている。すなわち、上記スイッチング制御部(15)は、停止の運転指令が入力されると、上記電流判定部(16)から停止信号が出力されるまで、モータ(3)に流れる電流を低下させるように上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)にスイッチング動作を継続させる。   The switching control unit (15) switches the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) according to a current command generated by a command generation unit (not shown) in the control unit (14). It is configured as follows. The switching control unit (15) is configured to switch the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) until a stop signal for stopping the switching operation is output from the current determination unit (16). The switching operation is continued. Further, the switching control unit (15), when a stop operation command is input to the control unit (14), to reduce the current flowing through the motor (3) until the predetermined value or less. The switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) are configured to continue the switching operation. That is, when the stop operation command is input, the switching control unit (15) reduces the current flowing through the motor (3) until a stop signal is output from the current determination unit (16). The switching operation is continued in the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz).

−制御部の動作−
以下で、上記制御部(14)の動作を図2及び図3に基づいて説明する。なお、以下の説明では、説明簡略化のために、三相交流モータ(3)の一相分について説明する。
-Control unit operation-
Hereinafter, the operation of the control unit (14) will be described with reference to FIGS. In the following description, for simplification of explanation, one phase of the three-phase AC motor (3) will be described.

図2に示すように、制御部(14)に対して、停止という運転指令が入力された場合、従来であればスイッチング動作も停止させるが、本発明では、誘導負荷であるモータに流れる電流が所定範囲X内(所定値以下)になるまで、スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を継続させる。具体的には、制御部(14)へ運転停止の指令信号が入力されても、電流判定部(16)によってモータに流れる電流が所定範囲内(所定値以下)ではないと判定されている間は、スイッチング制御部(15)によってスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)に対する駆動信号の変調度を徐々に下げていく。これにより、インバータ回路(13)からモータへ供給される電流が徐々に低下する。そして、上記電流判定部(16)によってモータに流れる電流が上記所定範囲内(所定値以下)であると判定されると、上記スイッチング制御部(15)によって上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を停止する。   As shown in FIG. 2, when a stop operation command is input to the control unit (14), conventionally, the switching operation is also stopped. However, in the present invention, the current flowing through the motor, which is an inductive load, is reduced. The switching operation of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) is continued until it falls within the predetermined range X (below the predetermined value). Specifically, even when an operation stop command signal is input to the control unit (14), the current determination unit (16) determines that the current flowing through the motor is not within the predetermined range (below the predetermined value). The switching controller (15) gradually lowers the modulation degree of the drive signal for the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz). Thereby, the current supplied from the inverter circuit (13) to the motor gradually decreases. When the current determining unit (16) determines that the current flowing through the motor is within the predetermined range (below a predetermined value), the switching control unit (15) performs the switching element (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) are stopped.

図3に上記制御部(14)の動作フローを示す。この図3のフローがスタートすると、まず、ステップS1で、モータに流れる電流の絶対値(電流値)が所定値以下であるかどうかが判定される。このステップS1で該モータに流れる電流の絶対値が所定値以下であると判定された場合(YESの場合)には、ステップS2に進んで、スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を停止し、このフローを終了する(エンド)。   FIG. 3 shows an operation flow of the control unit (14). When the flow of FIG. 3 starts, first, at step S1, it is determined whether or not the absolute value (current value) of the current flowing through the motor is equal to or less than a predetermined value. If it is determined in step S1 that the absolute value of the current flowing through the motor is equal to or less than a predetermined value (in the case of YES), the process proceeds to step S2, and the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, The switching operation of Sz) is stopped and this flow is ended (END).

一方、上記ステップS1において、モータに流れる電流の絶対値が所定値以下ではないと判定された場合(NOの場合)には、ステップS3に進んで、スイッチング制御部(15)へ出力する電流指令を下げて、モータに流れる電流を低下させる。その後、上記ステップS1に戻ってモータ(3)に流れる電流の絶対値が所定値以下であるかどうかの判定を再度行い、該電流の絶対値が所定値以下になるまで上記ステップS1、S3を繰り返す。   On the other hand, if it is determined in step S1 that the absolute value of the current flowing through the motor is not less than or equal to the predetermined value (in the case of NO), the process proceeds to step S3 and the current command to be output to the switching control unit (15). To lower the current flowing through the motor. Thereafter, the process returns to step S1, and it is determined again whether or not the absolute value of the current flowing through the motor (3) is equal to or smaller than a predetermined value, and steps S1 and S3 are performed until the absolute value of the current becomes equal to or smaller than the predetermined value. repeat.

上述のような構成により、停止の運転指令が制御部(14)に入力されても、モータに流れる電流が所定範囲内になるまでインバータ回路(13)のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作が停止しないため、該スイッチング動作の停止によってモータ側からインバータ回路(13)内へ電流が流れ込んで電力変換装置(1)内の構成部品が損傷を受けるのを防止できる。すなわち、上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)は、モータに流れる電流が、スイッチング動作を停止したときに生じるサージ電圧が構成部品の耐圧以下の電圧となる所定値以下になるように、スイッチング動作が継続され、徐々に電流が下げられる。これにより、上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作が停止したときでも、モータ側から電力変換装置(1)内に過大な電流が流れ込んで該電力変換装置(1)の構成部品が損傷を受けるのを防止できる。   With the configuration as described above, even if a stop operation command is input to the control unit (14), the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx) of the inverter circuit (13) until the current flowing through the motor falls within a predetermined range. , Sy, Sz) switching operation does not stop, preventing the current from flowing from the motor side into the inverter circuit (13) due to the switching operation being stopped and damaging the components in the power converter (1) it can. That is, the switching element (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) has a current that flows to the motor below a predetermined value at which the surge voltage generated when the switching operation is stopped becomes a voltage that is less than the breakdown voltage of the component. Thus, the switching operation is continued and the current is gradually reduced. Thereby, even when the switching operation of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) is stopped, an excessive current flows into the power converter (1) from the motor side, and the power converter ( It is possible to prevent the component parts 1) from being damaged.

ここで、上記モータ(3)に流れる電流が所定範囲内かどうかの判定は、交流電源(2)の電源周期に基づいて決められる期間(例えば電源周期の1/4周期以上の期間)内で電流の最大値を求めて行うものとする。上記図2は、説明簡略化のために、電流がほとんど脈動していない場合、すなわちコンデンサの容量が大きい従来の場合の電流波形を用いているが、本実施形態のように、コンデンサの容量が小さく、交流電源(2)の電源周波数に応じてモータ(3)に流れる電流が大きく脈動する場合でも、上記期間内で電流の最大値を求めるようにすればよい。この場合、上記電流判定部(16)は、上記期間内で電流の最大値を検出可能に構成されている。   Here, whether or not the current flowing through the motor (3) is within a predetermined range is determined within a period determined based on the power supply cycle of the AC power supply (2) (for example, a period of 1/4 or more of the power supply cycle). The maximum value of the current is obtained. For the sake of simplicity, FIG. 2 uses the current waveform in the conventional case where the current hardly pulsates, that is, the capacity of the capacitor is large. However, as in this embodiment, the capacity of the capacitor is Even when the current flowing through the motor (3) is greatly pulsated depending on the power supply frequency of the AC power supply (2), the maximum value of the current may be obtained within the above period. In this case, the current determination unit (16) is configured to be able to detect the maximum value of the current within the period.

また、上記図2では、説明簡略化のために三相交流モータ(3)の一相分の電流波形を示しているが、図4及び図6に示すような三相分の電流波形には、以下のようにしてモータ(3)に流れる電流が所定値以下かどうかを判定することもできる。図4に示すように、正弦波状の三相交流の場合(コンデンサの容量が比較的、大きい一般的な電力変換装置の場合)には、図5に示すような電流の絶対値に変換して電流の最大値を求めるか、三相の電流の二乗和を算出して最大値を求める。   Further, in FIG. 2, the current waveform for one phase of the three-phase AC motor (3) is shown for simplification, but the current waveform for three phases as shown in FIGS. It can also be determined whether or not the current flowing through the motor (3) is equal to or less than a predetermined value as follows. As shown in FIG. 4, in the case of a sinusoidal three-phase alternating current (in the case of a general power converter having a relatively large capacity of the capacitor), it is converted into the absolute value of the current as shown in FIG. Obtain the maximum value of the current or calculate the sum of squares of the currents of the three phases.

より詳しくは、上記図5によって電流の最大値を直接、求める場合、電流の絶対値は、図5に太線で示すように、ピーク値Imaxと√3/2Imaxとの間で変動するため、この変動範囲内の電流を検出する。なお、この変動範囲内であれば、正確な電流のピーク値を求められなくても、ほぼピーク値に近い値を求めることができるため、本発明では特に問題にならない。この場合、上記電流判定部(16)は、電源周期に対応して所定期間の電流を検出可能に構成されていてもよいし、単にモータ(3)に流れる電流を検出するように構成されていてもよい。   More specifically, when the maximum value of the current is directly obtained according to FIG. 5, the absolute value of the current fluctuates between the peak value Imax and √3 / 2 Imax, as shown by the thick line in FIG. Detect current within the fluctuation range. In addition, even if it is within this fluctuation range, even if it is not possible to obtain an accurate current peak value, a value substantially close to the peak value can be obtained. In this case, the current determination unit (16) may be configured to be able to detect a current for a predetermined period corresponding to the power cycle, or simply configured to detect a current flowing through the motor (3). May be.

一方、三相の電流の二乗和を算出して最大値を求める場合には、三相の電流iu、iv、iwの二乗和iu^2+iv^2+iw^2=3/2Imax^2を用いて、電流のピーク値Imaxを算出することができる。すなわち、この二乗和を用いることで、電流のピーク値を正確に求めることができる。なお、このように二乗和を用いて電流のピーク値を求める方法では、ピーク値Imaxを求めて上記所定値と比較してもよいし、ピーク値Imax^2を上記所定値の二乗と比較してもよい。この場合、上記電流判定部(16)は、三相の電流の二乗和を算出して、その計算結果に基づいてモータ(3)に流れる電流が上記所定範囲内かどうかを判定可能に構成されている。   On the other hand, when calculating the sum of squares of the three-phase currents to obtain the maximum value, the sum of squares of the three-phase currents iu, iv, iw iu ^ 2 + iv ^ 2 + iw ^ 2 = 3 / 2Imax ^ 2 is used. The peak value Imax of the current can be calculated. That is, by using this sum of squares, the peak value of the current can be accurately obtained. In this way, in the method for obtaining the peak value of the current using the sum of squares, the peak value Imax may be obtained and compared with the predetermined value, or the peak value Imax ^ 2 may be compared with the square of the predetermined value. May be. In this case, the current determination unit (16) is configured to calculate the sum of squares of the three-phase current and to determine whether the current flowing through the motor (3) is within the predetermined range based on the calculation result. ing.

同様に、本実施形態のようにコンデンサの容量が小さくて、図6に示すように、交流電源(2)の電源周波数に応じてモータ(3)に流れる三相の電流が大きく脈動する場合でも、図7に示すような電流の絶対値に変換して電源周期の1/4周期以上の期間で電流の最大値を求めるか、該期間で三相の電流の二乗和を算出して最大値を求める。また、三相の電流の二乗和iu^2+iv^2+iw^2をsin^2(2πft)で除して、電流の最大値を求める方法も考えられる。ここで、fは電源周波数を意味する。図6のようにモータ(3)に流れる三相の電流が大きく脈動する場合、各相の電流(絶対値)の包絡線は、図7に示すように、Im×sin(2πft)の絶対値(ただし、Imは所定の定数)と表せ、各相電流は、電源周期に応じて、この包絡線の振幅で変動している。そこで、三相の電流の二乗和をsin^2(2πft)で除すことにより、電源周期に関係なく電流の最大値(一定値)を求めることができる。なお、この方法の場合、sin^2(2πft)が0に近い値の場合には計算結果が発散するため、この方法による電流の最大値の検出は行わない。   Similarly, even when the capacitance of the capacitor is small as in the present embodiment and the three-phase current flowing through the motor (3) pulsates greatly according to the power supply frequency of the AC power supply (2) as shown in FIG. 7 is converted into the absolute value of the current as shown in FIG. 7 to obtain the maximum value of the current in a period of 1/4 or more of the power cycle, or the maximum value is calculated by calculating the sum of squares of the three-phase current in the period. Ask for. Further, a method of obtaining the maximum value of the current by dividing the square sum iu ^ 2 + iv ^ 2 + iw ^ 2 of the three-phase current by sin ^ 2 (2πft) is also conceivable. Here, f means a power supply frequency. When the three-phase current flowing through the motor (3) pulsates greatly as shown in FIG. 6, the envelope of the current (absolute value) of each phase is the absolute value of Im × sin (2πft) as shown in FIG. (Where Im is a predetermined constant), and each phase current varies with the amplitude of the envelope in accordance with the power cycle. Therefore, by dividing the square sum of the three-phase currents by sin ^ 2 (2πft), the maximum value (constant value) of the current can be obtained regardless of the power supply cycle. In the case of this method, when sin ^ 2 (2πft) is a value close to 0, the calculation result diverges, so that the maximum current value is not detected by this method.

上述のように三相の電流の二乗和をsin^2(2πft)で除して最大値を求める場合、上記電流判定部(16)は、三相の電流の二乗和をsin^2(2πft)で除して、その結果に基づいてモータ(3)に流れる電流が上記所定範囲内かどうかを判定するように構成されている。すなわち、上記電流判定部(16)は、上記モータ(3)に流れる電流の二乗和を算出した後、その計算結果と上記交流電源の電源電圧の変動成分とに基づいて該電源電圧の電圧変動によって変動しない一定値を算出し、その一定値を用いて、上記モータ(3)に流れる電流が上記所定範囲内であるかどうかを判定するように構成されていてもよい。   As described above, when the maximum value is obtained by dividing the sum of squares of the three-phase currents by sin ^ 2 (2πft), the current determination unit (16) calculates the sum of squares of the three-phase currents as sin ^ 2 (2πft). The current flowing through the motor (3) is determined to be within the predetermined range based on the result. That is, the current determination unit (16) calculates the sum of squares of the current flowing through the motor (3), and then changes the voltage fluctuation of the power supply voltage based on the calculation result and the fluctuation component of the power supply voltage of the AC power supply. It may be configured to calculate a constant value that does not fluctuate depending on whether or not the current flowing through the motor (3) is within the predetermined range using the constant value.

−実施形態の効果−
以上より、インバータ回路(13)のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を停止する際、モータ(3)に流れる電流が、インバータ回路(13)の駆動停止時に発生するサージ電圧が電力変換装置(1)内の構成部品の耐圧よりも小さい所定値以下となるまで、スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を継続するため、インバータ回路(13)の駆動を停止したときに誘導負荷であるモータ(3)から該インバータ回路(13)に過大な電流が流れるのを防止できる。したがって、上述の構成により、上記インバータ回路(13)の駆動停止時に、電力変換装置(1)に過大なサージ電圧がかかるのを防止でき、これにより、該電力変換装置(1)内の構成部品が損傷を受けるのを防止できる。
-Effect of the embodiment-
From the above, when stopping the switching operation of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) of the inverter circuit (13), the current flowing through the motor (3) is reduced when the drive of the inverter circuit (13) is stopped. In order to continue the switching operation of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) until the generated surge voltage is below a predetermined value smaller than the withstand voltage of the components in the power converter (1), When the drive of the inverter circuit (13) is stopped, it is possible to prevent an excessive current from flowing from the motor (3) that is an inductive load to the inverter circuit (13). Therefore, when the drive of the inverter circuit (13) is stopped, the above-described configuration can prevent an excessive surge voltage from being applied to the power conversion device (1), whereby the components in the power conversion device (1) can be prevented. Can be prevented from being damaged.

よって、上述のような構成にすることで、電力変換装置内にブレーキ回路等を設ける必要がなくなるとともに、装置停止時に過電圧にならないため、変換部の駆動停止時に過電圧防止機構が動作するのを防止できる。これにより、装置全体としてコスト低減を図れる。   Therefore, with the configuration as described above, there is no need to provide a brake circuit or the like in the power conversion device, and an overvoltage is not generated when the device is stopped, thus preventing the overvoltage prevention mechanism from operating when the conversion unit is stopped. it can. Thereby, cost reduction can be aimed at as the whole apparatus.

しかも、モータ(3)に流れる電流が徐々に小さくなるように、上記インバータ回路(13)内のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)に対する駆動信号の変調度を小さくすることで、上記モータ(3)に流れる電流をより確実に上記所定値以下にすることができる。   In addition, the modulation degree of the drive signal for the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) in the inverter circuit (13) should be reduced so that the current flowing through the motor (3) gradually decreases. Thus, the current flowing through the motor (3) can be more reliably reduced to the predetermined value or less.

また、モータ(3)に流れる三相の電流の二乗和によって最大値を求めることにより、精度良く電流の最大値を求めることができる。特に、コンデンサの容量が小さいため、モータ(3)に流れる電流が大きく脈動する場合には、その計算期間を電源周期に応じて設定することで、より正確に電流の最大値を求めることができる。しかも、三相の電流の二乗和を、sin^2(2πft)で除すことにより、電流の脈動の影響を受けることなく電流の最大値を求めることが可能となり、該最大値を容易に算出することができる。   Further, the maximum value of the current can be accurately obtained by obtaining the maximum value from the sum of squares of the three-phase currents flowing through the motor (3). In particular, when the current flowing through the motor (3) pulsates greatly due to the small capacity of the capacitor, the maximum current value can be obtained more accurately by setting the calculation period according to the power cycle. . Moreover, by dividing the sum of squares of the three-phase currents by sin ^ 2 (2πft), the maximum value of the current can be obtained without being affected by the pulsation of the current, and the maximum value can be easily calculated. can do.

関連技術1の変形例1》
上記関連技術1については、以下のような構成としてもよい。
<< Modification 1 of Related Technology 1 >>
The related technology 1 may be configured as follows.

上記実施形態では、交流電源として単相交流電源(2)を用いているが、この限りではなく、三相の交流電源を用いてもよい。当然のことながら、この場合には、6個のダイオードによってコンバータ回路を構成する必要がある。   In the above embodiment, the single-phase AC power source (2) is used as the AC power source. However, the present invention is not limited to this, and a three-phase AC power source may be used. As a matter of course, in this case, it is necessary to form a converter circuit with six diodes.

また、電流判定部(16)では、ある瞬間における三相交流からの検出値(以下、電流瞬時値という)に基づいて、モータ(3)に流れる電流が、上記所定値以下であるかどうかを判定するようにしてもよい。電流瞬時値としては、ある瞬間の相電流の二乗和や相電流の絶対値の最大値などが一例として考えられる。   In addition, the current determination unit (16) determines whether the current flowing through the motor (3) is equal to or less than the predetermined value based on a detected value from the three-phase AC at a certain moment (hereinafter referred to as an instantaneous current value). You may make it determine. Examples of the instantaneous current value include the sum of squares of the phase current at a certain moment and the maximum absolute value of the phase current.

また、上記関連技術1では、電力変換装置(1)のコンデンサ(12)を、交流電源(2)の電圧変動は吸収できないが、スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作時に生じる電圧変動のうちキャリア周波数に対応する成分は吸収可能な静電容量を有するものとしているが、この限りではなく、一般的な電解コンデンサであってもよい。この場合には、モータ(3)に流れる電流が脈動しない(図4参照)ため、電流の最大値を求める際は、既述のとおり、図5に示すような電流の絶対値に変換して電流の最大値を求めるか、三相の電流の二乗和を算出して最大値を求めればよい。 In the related technology 1, the capacitor (12) of the power converter (1) cannot absorb the voltage fluctuation of the AC power supply (2), but the switching element (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) The component corresponding to the carrier frequency among the voltage fluctuations generated at the time of the switching operation is assumed to have an absorbable capacitance, but this is not restrictive, and a general electrolytic capacitor may be used. In this case, since the current flowing through the motor (3) does not pulsate (see FIG. 4), when obtaining the maximum value of the current, it is converted to the absolute value of the current as shown in FIG. What is necessary is just to obtain | require the maximum value of a current, or to calculate the sum of the squares of a three-phase current and to obtain the maximum value.

関連技術1の変形例2》
図8は、関連技術1の変形例2にかかる電力変換装置(20)の概略構成を示す回路図である。この例では、関連技術1の電力変換装置(1)における、コンバータ回路(11)の代わりにコンバータ回路(21)を設け、コンデンサ(12)の代わりにクランプ回路(22)を設けたものである。このクランプ回路(22)は、インバータ回路(13)を介してモータ(3)(誘導負荷)からコンバータ回路(11)側に流れる誘導電流を蓄積し、一定の電圧に保持する回路である。
<< Modification 2 of Related Technology 1 >>
FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the power conversion device (20) according to the second modification of the related technique 1. In this example, a converter circuit (21) is provided instead of the converter circuit (11) and a clamp circuit (22) is provided instead of the capacitor (12) in the power conversion device (1) of the related art 1. . The clamp circuit (22) is a circuit that accumulates an induced current flowing from the motor (3) (inductive load) to the converter circuit (11) via the inverter circuit (13) and holds it at a constant voltage.

また、コンバータ回路(21)は、交流電源(2)として三相交流電源が接続され、その三相交流を整流して出力する。すなわち、コンバータ回路(21)は、本発明の整流部の一例である。本変形例のコンバータ回路(21)は、6個のトランジスタ(Q1,Q2,…,Q6)と6個のダイオード(D5,D6,…,D10)を備えている。6個のトランジスタ(Q1,Q2,…,Q6)は、ブリッジ接続されている。また、これらのトランジスタのうち、トランジスタ(Q1,Q2,Q3)は、エミッタにダイオード(D5,D6,D7)のアノードがそれぞれ接続されている。また、ダイオード(D5,D6,D7)のそれぞれカソードは、正側の直流リンク(L1)に接続されている。一方、トランジスタ(Q4,Q4,Q6)は、コレクタにダイオード(D8,D9,D10)のカソードがそれぞれ接続されている。また、ダイオード(D8,D9,D10)は、アノードが負側の直流リンク(L2)にそれぞれ接続されている。この構成でも、関連技術1のコンバータ回路(11)と同様に、交流電源(2)にインバータ回路(13)からの電流の回生はできない。 The converter circuit (21) is connected to a three-phase AC power source as an AC power source (2), and rectifies and outputs the three-phase AC power. That is, the converter circuit (21) is an example of the rectifying unit of the present invention. The converter circuit (21) of the present modification includes six transistors (Q1, Q2,..., Q6) and six diodes (D5, D6,..., D10). Six transistors (Q1, Q2,..., Q6) are bridge-connected. Of these transistors, the transistors (Q1, Q2, Q3) have the emitters connected to the anodes of the diodes (D5, D6, D7), respectively. The cathodes of the diodes (D5, D6, D7) are connected to the positive DC link (L1). On the other hand, in the transistors (Q4, Q4, Q6), the cathodes of the diodes (D8, D9, D10) are connected to the collectors, respectively. The diodes (D8, D9, D10) have anodes connected to the negative DC link (L2), respectively. Even with this configuration, the current from the inverter circuit (13) cannot be regenerated in the AC power supply (2), as in the converter circuit (11) of Related Art 1.

本変形例においても関連技術1と同様に、電流判定部(16)によって誘導負荷(3)に流れる電流が上記所定値以下であると判定されるまでスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を継続することで、インバータ回路(13)の駆動を停止したときに誘導負荷であるモータ(3)からインバータ回路(13)に過大な電流が流れるのを防止できる。したがって、本変形例でも、上記インバータ回路(13)の駆動停止時に、電力変換装置(20)内の構成部品に過大なサージ電圧がかかるのを防止でき、これにより、電力変換装置(20)内の構成部品が損傷を受けるのを防止できる。 Also in this modified example, as in the related art 1, until the current determining unit (16) determines that the current flowing through the inductive load (3) is equal to or less than the predetermined value, the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, By continuing the switching operation of Sy, Sz), it is possible to prevent an excessive current from flowing from the motor (3), which is an inductive load, to the inverter circuit (13) when the drive of the inverter circuit (13) is stopped. Therefore, even in this modification, when the drive of the inverter circuit (13) is stopped, it is possible to prevent an excessive surge voltage from being applied to the components in the power converter (20). It is possible to prevent the component parts from being damaged.

《発明の実施形態
本発明の実施形態では、モータ(3)に流れる電流が上記所定値以下かどうかの判定が、上記関連技術1よりも、より簡単な制御で実現可能になる例を説明する。実施形態の電力変換装置は、関連技術1の制御部(14)の構成を変更したものである。具体的には、本実施形態でも制御部(14)は、スイッチング制御部(15)と電流判定部(16)とを備え、スイッチング制御部(15)の構成は、関連技術1のものと同じ構成であるが、電流判定部(16)の構成が関連技術1のものとは異なる構成を有している。
Embodiment 1 of the Invention
In Embodiment 1 of the present invention, an example will be described in which it is possible to determine whether or not the current flowing through the motor (3) is equal to or less than the predetermined value by simpler control than the related technique 1. The power conversion device according to the first embodiment is obtained by changing the configuration of the control unit (14) of the related technology 1. Specifically, also in this embodiment, the control unit (14) includes a switching control unit (15) and a current determination unit (16), and the configuration of the switching control unit (15) is the same as that of the related technique 1. Although it is a structure, the structure of the electric current determination part (16) has a structure different from the thing of related technology 1.

この実施形態でも、インバータ回路(13)の負荷は、三相交流モータ(3)(誘導負荷)であり、図6に示したように、交流電源(2)の電源周波数に応じてモータ(3)に流れる三相の電流が脈動(すなわちモータ(3)のトルクが変動)するように、スイッチング制御部(15)がインバータ回路(13)を制御している。詳しくは、スイッチング制御部(15)は、上記モータ(3)に流れる各相の電流(iu,iv,iw)(以下、モータ電流ともいう)が単相交流電源(2)の出力(単相交流)の周波数に応じた周波数で脈動して、各相の電流(iu,iv,iw)の絶対値和が周期的に所定の最小目標値になるように、インバータ回路(13)のそれぞれのスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を制御しているのである。図6の例では、上記単相交流の位相0°、180°、…(電圧の正負が入れ替わる、いわゆるゼロクロスのタイミング)付近で各相の電流(iu,iv,iw)が最小(概ねゼロ)になるように制御している(図6におけるT1、T2、T3のタイミングを参照)。すなわち、このインバータ回路(13)では、上記最小目標値は概ねゼロであり、相電流(iu,iv,iw)の絶対値和が周期的に最小値になる。   Also in this embodiment, the load of the inverter circuit (13) is a three-phase AC motor (3) (inductive load), and the motor (3) according to the power frequency of the AC power source (2) as shown in FIG. The switching control unit (15) controls the inverter circuit (13) so that the three-phase current flowing in the) pulsates (that is, the torque of the motor (3) fluctuates). Specifically, the switching control unit (15) determines that the current (iu, iv, iw) (hereinafter also referred to as motor current) flowing through the motor (3) is the output of the single-phase AC power source (2) (single-phase Each of the inverter circuits (13) is pulsated at a frequency corresponding to the frequency of (AC) and the sum of the absolute values of the currents (iu, iv, iw) of each phase periodically becomes a predetermined minimum target value. The switching operation of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) is controlled. In the example of FIG. 6, the current (iu, iv, iw) of each phase is minimum (generally zero) in the vicinity of the phase of the single-phase alternating current 0 °, 180 °,... (So-called zero-cross timing where the voltage is switched). (Refer to the timings of T1, T2, and T3 in FIG. 6). That is, in the inverter circuit (13), the minimum target value is substantially zero, and the sum of absolute values of the phase currents (iu, iv, iw) periodically becomes the minimum value.

一方、本実施形態の電流判定部(16)は、上記単相交流の位相に基づいて、モータ電流(iu,iv,iw)が上記所定値以下であるかどうかを判定するようになっている。既述の通り、モータ電流(iu,iv,iw)の絶対値和は、周期的に最小値をとる(図6を参照)。すなわち、上記単相交流の位相によって、相電流(iu,iv,iw)の絶対値和が一定値よりも小さくなるタイミング(この例では最小値となるタイミング)が分かるのである。そこで、本実施形態の電流判定部(16)は、上記単相交流の位相に基づいて、上記停止信号を出力するようになっている。具体的には、電流判定部(16)は、上記ゼロクロスのタイミングで上記停止信号をスイッチング制御部(15)に出力するようになっている。なお、ゼロクロスの検出は、上記関連技術1のように電流値を検出するよりも、より容易な制御で実現できる。 On the other hand, the current determination unit (16) of the present embodiment determines whether the motor current (iu, iv, iw) is equal to or less than the predetermined value based on the phase of the single-phase alternating current. . As described above, the absolute value sum of the motor currents (iu, iv, iw) periodically takes the minimum value (see FIG. 6). That is, the timing at which the sum of the absolute values of the phase currents (iu, iv, iw) becomes smaller than a certain value (timing at which the value becomes the minimum value in this example) can be known from the phase of the single-phase AC. Therefore, the current determination unit (16) of the present embodiment outputs the stop signal based on the phase of the single-phase alternating current. Specifically, the current determination unit (16) outputs the stop signal to the switching control unit (15) at the zero cross timing. Note that the detection of the zero cross can be realized by easier control than the detection of the current value as in the related art 1 described above.

−実施形態の制御部(14)の動作−
本実施形態においても、制御部(14)に対して、停止という運転指令が入力された場合には、モータ(3)に流れる電流が所定範囲内(所定値以下)ではないと電流判定部(16)によって判定されている間は、スイッチング制御部(15)はスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)に対して駆動信号を出力する。これにより、停止という運転指令が入力された後も、インバータ回路(13)では、図6に示したように脈動したモータ電流(iu,iv,iw)が流れる。一方、電流判定部(16)は、停止の運転指令を受けた後は、上記単相交流のゼロクロスのタイミングで上記停止信号を出力する。このように停止信号が出力されると、スイッチング制御部(15)は、インバータ回路(13)の各スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を停止させる。スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作が停止したタイミングには、モータ電流(iu,iv,iw)が最小に制御されているので、モータ(3)側から電力変換装置(1)内に過大な電流が流れ込むことがない。したがって、この実施形態においても、電力変換装置(1)の構成部品が損傷を受けるのを防止できる。
-Operation of the control unit (14) of the first embodiment-
Also in the present embodiment, when a stop operation command is input to the control unit (14), the current determination unit (if the current flowing through the motor (3) is not within a predetermined range (predetermined value or less)) While being determined by 16), the switching control unit (15) outputs a drive signal to the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz). Thereby, even after the operation command of stop is input, the pulsated motor current (iu, iv, iw) flows in the inverter circuit (13) as shown in FIG. On the other hand, after receiving the stop operation command, the current determination unit (16) outputs the stop signal at the single-phase AC zero-cross timing. When the stop signal is output in this way, the switching control unit (15) stops the switching operation of each switching element (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) of the inverter circuit (13). At the timing when the switching operation of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) stops, the motor current (iu, iv, iw) is controlled to the minimum, so power from the motor (3) side Excessive current does not flow into the converter (1). Therefore, also in this embodiment, it is possible to prevent the components of the power conversion device (1) from being damaged.

−実施形態における効果−
以上のように、本実施形態では、関連技術1のように電流を検出することなく、モータ電流が所定値以下であるかどうかを判定することができるので、制御部(14)(詳しくは電流判定部(16))における制御がより簡単になる。
-Effect in Embodiment 1-
As described above, in the present embodiment, since it is possible to determine whether the motor current is equal to or less than a predetermined value without detecting the current as in Related Art 1, the control unit (14) (specifically, current Control in the determination unit (16)) becomes easier.

なお、電流判定部(16)が上記停止信号を出力する位相は、必ずしも上記単相交流におけるゼロクロスの位相である必要はなく、上記モータ電流の大きさが各構成部品が損傷を受けないような大きさに制御されていることが明らかな位相であればよい。例えば、ゼロクロスの位相位置から多少前後していてもよい。   Note that the phase at which the current determination unit (16) outputs the stop signal is not necessarily a zero-cross phase in the single-phase AC, and the magnitude of the motor current does not damage each component. Any phase may be used as long as it is apparent that the size is controlled. For example, it may be slightly behind the zero cross phase position.

《発明の関連技術2
図9は、本発明の関連技術2に係る電力変換装置(30)の概略構成を示す回路図である。この電力変換装置(30)は、三相の交流を入力として、入力された三相交流(三相入力交流)を所定の電圧、周波数を有した三相交流(三相出力交流)に変換してモータ(3)に供給する。具体的には、マトリックスコンバータ部(31)と制御部(14)を備えている。このマトリックスコンバータ部(31)は、本発明の変換部の一例である。
<< Related art 2 of invention >>
FIG. 9 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a power conversion device (30) according to Related Art 2 of the present invention. This power converter (30) receives three-phase alternating current as input and converts the input three-phase alternating current (three-phase input alternating current) into three-phase alternating current (three-phase output alternating current) having a predetermined voltage and frequency. To the motor (3). Specifically, a matrix converter unit (31) and a control unit (14) are provided. This matrix converter part (31) is an example of the conversion part of this invention.

マトリックスコンバータ部(31)は、具体的には図9に示すように、9個の双方向スイッチ(32)を備えている。図9では、各双方向スイッチ(32)を識別するため、符号の後ろに枝番を付してある(32-1,2,…,9)。図9に示すように、このマトリックスコンバータ部(31)では、三相入力交流の相(R,S,T)毎に3個の双方向スイッチ(32)が接続されている。また、これらの3個の双方向スイッチ(32)は、1つが三相入力交流の相(U)、1つが相(V)、そして残りの1つが相(W)にそれぞれ接続されている。例えば、三相交流電源(2)のR相には、3つの双方向スイッチ(32-1,2,3)が接続され、これらの3つの双方向スイッチ(32-1,2,3)のうち、双方向スイッチ(32-1)が三相出力交流の相(U)、双方向スイッチ(32-2)が相(V)、そして双方向スイッチ(32-3)が相(W)にそれぞれ接続されている。   Specifically, as shown in FIG. 9, the matrix converter unit (31) includes nine bidirectional switches (32). In FIG. 9, in order to identify each bidirectional switch (32), a branch number is attached after the code (32-1, 2,..., 9). As shown in FIG. 9, in this matrix converter section (31), three bidirectional switches (32) are connected for each phase (R, S, T) of the three-phase input AC. In addition, one of these three bidirectional switches (32) is connected to the three-phase input AC phase (U), one to the phase (V), and the other one to the phase (W). For example, three bidirectional switches (32-1,2,3) are connected to the R phase of the three-phase AC power source (2), and these three bidirectional switches (32-1,2,3) Among them, the bidirectional switch (32-1) is the three-phase output AC phase (U), the bidirectional switch (32-2) is the phase (V), and the bidirectional switch (32-3) is the phase (W). Each is connected.

上記のマトリックスコンバータ部(31)では、スイッチング動作によってモータ(3)(誘導負荷)からの電流を交流電源(2)側に回生することが可能である。そして、この電力変換装置(30)でも、大容量コンデンサを有しておらず、またマトリックスコンバータ部(31)が停止していると回生は行われないため、電流が流れている状態でマトリックスコンバータ部(31)を停止させると、サージ電圧が発生し過電圧になりやすい。   In said matrix converter part (31), it is possible to regenerate the electric current from a motor (3) (inductive load) to the alternating current power supply (2) side by switching operation. This power converter (30) also does not have a large-capacity capacitor, and regeneration is not performed when the matrix converter section (31) is stopped. When the section (31) is stopped, surge voltage is generated and overvoltage is likely to occur.

しかしながら、本実施形態においても、制御部(14)は、電流判定部(16)によってモータ(3)(誘導負荷)に流れる電流が上記所定値以下であると判定されるまで各双方向スイッチ(32-1,2,3)のスイッチング動作を継続する。これにより、マトリックスコンバータ部(31)の駆動を停止したときに、モータ(3)から該マトリックスコンバータ部(31)に過大な電流が流れるのを防止できる。したがって、本実施形態でも、マトリックスコンバータ部(31)の駆動停止時に、電力変換装置(30)内の構成部品に過大なサージ電圧がかかるのを防止でき、これにより、電力変換装置(30)内の構成部品が損傷を受けるのを防止できる。   However, also in this embodiment, the control unit (14) allows each bidirectional switch (14) until the current determining unit (16) determines that the current flowing through the motor (3) (inductive load) is equal to or less than the predetermined value. Continue the switching operation of 32-1,2,3). Thereby, when the drive of the matrix converter part (31) is stopped, it is possible to prevent an excessive current from flowing from the motor (3) to the matrix converter part (31). Therefore, even in this embodiment, it is possible to prevent an excessive surge voltage from being applied to the components in the power converter (30) when the matrix converter (31) is stopped. It is possible to prevent the component parts from being damaged.

《実施形態
図10は、実施形態2に係る電力変換装置の概略構成を示す回路図である。 この例のマトリックスコンバータ部(31)は、単相の交流を入力として、入力された単相交流を所定の電圧、周波数を有した三相出力交流に変換するように構成してある。
<< Embodiment 2 >>
FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the power conversion apparatus according to the second embodiment. The matrix converter unit (31) of this example is configured to take a single-phase alternating current as an input and convert the input single-phase alternating current into a three-phase output alternating current having a predetermined voltage and frequency.

詳しくは、本実施形態のマトリックスコンバータ部(31)は、図10に示すように、6個の双方向スイッチ(32-1,2,…,6)を備えている。このマトリックスコンバータ部(31)では、単相の入力交流の相(A,B)毎に3個の双方向スイッチ(32)が接続されている。それぞれの相(A,B)に繋がった3個の双方向スイッチ(32)は、三相出力交流の相(U,V,W)にそれぞれ接続されている。例えば、単相交流電源(2)のA相は、3つの双方向スイッチ(32-1,2,3)に接続され、これらの3つの双方向スイッチ(32-1,2,3)のうち、双方向スイッチ(32-1)が三相出力交流の相(U)、双方向スイッチ(32-2)が相(V)、そして双方向スイッチ(32-3)が相(W)にそれぞれ接続されている。 Specifically, the matrix converter section (31) of the present embodiment includes six bidirectional switches (32-1, 2,..., 6) as shown in FIG. In this matrix converter section (31), three bidirectional switches (32) are connected for each single-phase input AC phase (A, B). Three bidirectional switches (32) connected to the respective phases (A, B) are respectively connected to three-phase output AC phases (U, V, W). For example, the phase A of the single-phase AC power supply (2) is connected to three bidirectional switches (32-1, 2, 3), and among these three bidirectional switches (32-1, 2, 3) The bidirectional switch (32-1) is the three-phase output AC phase (U), the bidirectional switch (32-2) is the phase (V), and the bidirectional switch (32-3) is the phase (W). It is connected.

なお、実施形態においても、制御部(14)は、電流判定部(16)によってモータ(3)(誘導負荷)に流れる電流が上記所定値以下であると判定されるまで各双方向スイッチ(32-1,2,…,6)のスイッチング動作を継続する。したがって、本実施形態においても上記関連技術2の電力変換装置(30)と同様の効果を得ることが可能になる。 Also in the present embodiment , the control unit (14) allows each bidirectional switch (14) until the current determining unit (16) determines that the current flowing to the motor (3) (inductive load) is equal to or less than the predetermined value. Continue the switching operation of 32-1,2, ..., 6). Therefore, also in this embodiment , it is possible to obtain the same effect as that of the power conversion device (30) of the related technique 2 .

そして、本実施形態のマトリックスコンバータ部(31)に対して実施形態で説明した制御方法を適用して、単相交流の位相に基づいて、モータ電流(iu,iv,iw)が上記所定値以下であるかどうかを判定するようにしてもよい。 Then , by applying the control method described in the first embodiment to the matrix converter unit (31) of the present embodiment , the motor current (iu, iv, iw) is set to the predetermined value based on the phase of the single-phase AC. You may make it determine whether it is the following.

以上説明したように、本発明は、スイッチング動作によって電力変換を行って誘導負荷に対して電力を供給する変換部を備えた電力変換装置に有用である。   As described above, the present invention is useful for a power conversion device including a conversion unit that performs power conversion by a switching operation and supplies power to an inductive load.

1 電力変換装置
2 交流電源
3 三相交流モータ(誘導負荷)
11 コンバータ回路
12 コンデンサ(構成部品)
13 インバータ回路(変換部)
14 制御部
15 スイッチング制御部
16 電流判定部
31 マトリックスコンバータ部(変換部)
Su、Sv、Sw、Sx、Sy、Sz スイッチング素子(構成部品)
Du、Dv、Dw、Dx、Dy、Dz 還流ダイオード(構成部品)
D1〜D4 ダイオード(構成部品)
1 Power converter 2 AC power supply 3 Three-phase AC motor (inductive load)
11 Converter circuit 12 Capacitor (component)
13 Inverter circuit (conversion unit)
14 Control Unit 15 Switching Control Unit 16 Current Determination Unit 31 Matrix Converter Unit (Conversion Unit)
Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz Switching elements (components)
Du, Dv, Dw, Dx, Dy, Dz Freewheeling diode (component)
D1-D4 diode (component)

Claims (4)

複数のスイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)を有し、入力される電力を該スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作によって所定の周波数の交流電力に変換して誘導負荷(3)へ出力するように構成された変換部(13)を備えた電力変換装置であって、
上記誘導負荷(3)への電力供給を停止する際に、該誘導負荷(3)に流れる電流が、所定値以下であるかどうかを判定する電流判定部(16)と、
上記電流判定部(16)によって上記誘導負荷(3)に流れる電流が上記所定値以下であると判定されるまで、上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)にスイッチング動作を継続させるスイッチング制御部(15)と、
を備え、
入力される電力は単相の交流電力であり、
上記スイッチング制御部(15)は、上記誘導負荷(3)に流れる各相の電流(iu,iv,iw)が上記単相交流の位相に応じて脈動して、上記各相の電流(iu,iv,iw)の絶対値和が周期的に所定の最小目標値になるように、それぞれの上記スイッチング素子(Su,Sv,Sw,Sx,Sy,Sz)のスイッチング動作を制御し、
上記電流判定部(16)は、上記単相交流の位相に基づいて、上記誘導負荷(3)に流れる電流(iu,iv,iw)が上記所定値以下であるかどうかを判定することを特徴とする電力変換装置。
It has a plurality of switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz), and the input power is changed to a predetermined frequency by the switching operation of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz). A power conversion device including a conversion unit (13) configured to convert to AC power and output to an inductive load (3),
A current determination unit (16) for determining whether or not a current flowing through the inductive load (3) is equal to or less than a predetermined value when stopping power supply to the inductive load (3);
The switching element (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) is switched until the current determination unit (16) determines that the current flowing through the inductive load (3) is equal to or less than the predetermined value. A switching control unit (15) to be continued;
With
The input power is single-phase AC power,
In the switching control unit (15), the current (iu, iv, iw) of each phase flowing through the inductive load (3) pulsates according to the phase of the single-phase alternating current, and the current (iu, iv, iw) to control the switching operation of each of the switching elements (Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) so that the sum of absolute values periodically becomes a predetermined minimum target value.
The current determination unit (16) determines whether the current (iu, iv, iw) flowing through the inductive load (3) is equal to or less than the predetermined value based on the phase of the single-phase alternating current. A power converter.
請求項の電力変換装置において、
入力が単相の交流電源(2)に接続され、単相交流を全波整流して上記変換部(13)に供給する整流部(11)を備え、
上記変換部(13)の入力には、入力の両端電圧の脈動幅の最大値が最小値の2倍以上となる容量のコンデンサ(12)が接続されていることを特徴とする電力変換装置。
In the power converter device of Claim 1 ,
The input is connected to a single-phase AC power supply (2), and includes a rectifying unit (11) for full-wave rectifying the single-phase AC and supplying the converted unit (13)
A power converter, wherein a capacitor (12) having a capacity in which the maximum value of the pulsation width of the voltage across the input is twice or more the minimum value is connected to the input of the converter (13).
求項の電力変換装置において、
上記変換部(31)は、入力に交流電源(2)が接続され、上記交流電源(2)から供給される交流電力を、直接、所定の複数の相の交流電力に変換することを特徴とする電力変換装置。
The power converter according Motomeko 1,
The converter (31) is connected to an AC power source (2) at an input, and directly converts AC power supplied from the AC power source (2) into AC power of a predetermined plurality of phases. Power converter.
請求項からの何れか一つの電力変換装置において、
上記誘導負荷(3)は、力行運転のみを行う負荷に対して動力を出力することを特徴とする電力変換装置。
The power converter according to any one of claims 1 to 3 ,
The said inductive load (3) outputs motive power with respect to the load which performs only a power running operation, The power converter device characterized by the above-mentioned.
JP2010067390A 2010-03-24 2010-03-24 Power converter Active JP5740824B2 (en)

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