JP5853644B2 - Line current detection device and power conversion system - Google Patents

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本発明は、線電流検出装置および電力変換システムに関し、特に直流電流を検出して線電流を推定する技術に関する。   The present invention relates to a line current detecting device and a power conversion system, and more particularly to a technique for estimating a line current by detecting a direct current.

特許文献1には三相インバータが記載されている。三相インバータは入力された直流電圧を交流電圧に変換する。この変換はインバータが有するスイッチング素子の導通/非導通を適宜に切り替えることで実現される。   Patent Document 1 describes a three-phase inverter. The three-phase inverter converts the input DC voltage into an AC voltage. This conversion is realized by appropriately switching conduction / non-conduction of the switching element of the inverter.

また特許文献1では三相インバータの入力側を流れる直流電流を用いて、三相インバータの出力側を流れる電流、即ち3相の相電流を検出する。この検出は、インバータが採用する通電パターンに基づいて母線電流と相電流とを対応させることで行われる。例えば所定周期(例えばキャリア周期)において、異なる2つの通電パターンが採用される期間の各々で母線電流を検出し、これらを当該2つの通電パターンに基づいて決定される2相の相電流として検出する。そして、3相の相電流の総和が零であるという関係に基づいて残りの1相の相電流を算出している。   Moreover, in patent document 1, the direct current which flows through the input side of a three-phase inverter is used, The electric current which flows through the output side of a three-phase inverter, ie, a three-phase phase current, is detected. This detection is performed by matching the bus current and the phase current based on the energization pattern adopted by the inverter. For example, in a predetermined cycle (for example, carrier cycle), the bus current is detected in each of the periods in which two different energization patterns are adopted, and these are detected as two-phase phase currents determined based on the two energization patterns. . The remaining one-phase phase current is calculated based on the relationship that the sum of the three-phase phase currents is zero.

本発明に関連する技術として特許文献2〜7が開示されている。   Patent documents 2 to 7 are disclosed as techniques related to the present invention.

特許第4429338号公報Japanese Patent No. 4429338 特許第4578500号公報Japanese Patent No. 4578500 特開2004−48868号公報JP 2004-48868 A 特開2011−67023号公報JP 2011-67023 A 特開2004−64093号公報JP 2004-64093 A 特開2007−312511号公報JP 2007-312511 A 特許第3611492号公報Japanese Patent No. 3611492

三相インバータの相電圧がその1周期当たりに例えば1パルスを有するように三相インバータを制御する場合、一つのスイッチングパターンが維持される期間が比較的長い。相電圧が略1パルス波形を有する場合でも同様である。換言すれば、相電圧が非常に短い期間(パルス幅)のパルスを含んでいるものの、実質的には1パルスを有する場合にも、一つのスイッチングパターンが維持される期間は比較的長い。この略1パルス波形の定義については実施の形態において詳述する。   When the three-phase inverter is controlled so that the phase voltage of the three-phase inverter has, for example, one pulse per cycle, the period during which one switching pattern is maintained is relatively long. The same applies when the phase voltage has a substantially one-pulse waveform. In other words, although the phase voltage includes a pulse having a very short period (pulse width), the period in which one switching pattern is maintained is relatively long even when it has substantially one pulse. The definition of the substantially one-pulse waveform will be described in detail in the embodiment.

一方、特許文献1に記載の技術では、相電圧の1周期に比べて十分に短いキャリア周期で2つのスイッチングパターンが採用されることにより、直流電流から3相の線電流を得ている。よって、特許文献1のように短い周期で2つのスイッチングパターンが採用される技術を、スイッチングパターンが維持される期間が長い略1パルス波形へとどのように適用するかについては検討されていなかった。   On the other hand, in the technique described in Patent Document 1, a three-phase line current is obtained from a direct current by adopting two switching patterns with a carrier period sufficiently shorter than one period of the phase voltage. Therefore, it has not been studied how to apply the technique in which two switching patterns are employed with a short period as in Patent Document 1 to a substantially one-pulse waveform in which the switching pattern is maintained for a long period. .

そこで、本発明は、たとえスイッチングパターンが長期間に渡って維持されるとしても、線電流を得ることができる線電流検出装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a line current detection device that can obtain a line current even if the switching pattern is maintained for a long period of time.

本発明にかかる線電流検出装置の第1の態様は、誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、前記3相電圧は前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)とを備え、前記線電流推定部は、前記第1タイミング後の前記スイッチングパターンが維持される期間における複数のタイミングの各々を前記第2タイミングとして、前記少なくとも2相の線電流を推定する。 A first aspect of the line current detection device according to the present invention includes three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), and first and second DC voltages applied between them. A second DC line (LH, LL), a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the first DC line, and the three AC lines In a power conversion device including second switching elements (S4 to S6) provided between each and the second DC line, three-phase line currents (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines ) To detect the first and second switching elements and to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, each of the three-phase voltages being wherein in one cycle of the AC has a substantially 1 pulse waveform, and the said generally 1 pulse waveform, each of said 3-phase voltage is the first or second The shorter than the first period of time taking continuously potential applied to streamline, waveform ignored from the waveform of each of said three-phase voltage, a waveform having a pulse of a rectangular wave only one, In the first period, the switching control unit (31), which is the minimum time required for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line, and the first or second DC line are connected. A current detection unit (4) that detects a flowing direct current (Idc) and a current detection unit that detects the current detection unit at a first time (t1) before the first timing (t (0)) when the switching pattern changes. The direct current is estimated as a first-phase line current determined by the switching pattern at the first time point, and is detected by the current detection unit at a second time point after the first timing. The DC current is switched on at the second time point. Line current acquisition unit that estimates as a line current of the second phase which is one determined by the pattern (32), and wherein the waveform of the fundamental wave component of the first phase and the second phase line current, the line current Based on the first-phase and second-phase line currents acquired in the acquisition unit (32), at least two-phase of the three-phase line currents at a second timing different from the first timing. A line current estimating unit (33) for estimating a line current , wherein the line current estimating unit sets each of a plurality of timings in a period in which the switching pattern after the first timing is maintained as the second timing, wherein it estimates the line currents of at least two phases.

本発明にかかる線電流検出装置の第の態様は、誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と、前記3相電圧についての電圧位相(θv)を取得する電圧位相取得部(38)を更に備え、前記線電流推定部(33)は、前記第1相及び前記第2相の線電流(iu,iv,iw)に基づいて電流振幅(Im)および前記第1タイミングにおける電流位相(θi)を算出し、前記第1タイミングにおける前記電流位相と前記電圧位相との位相差(Δθ)を算出し、前記第2タイミング(t(1),t(n))における前記電圧位相と前記位相差と基づいて前記第2タイミングにおける前記電流位相を算出し、前記電流振幅と前記第2タイミングにおける前記電流位相と前記波形の式とを用いて前記第2タイミングにおける前記3相の線電流のうち前記少なくとも2相の線電流を推定する。 A second aspect of the line current detection device according to the present invention includes three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), and first and second DC voltages applied between them. A second DC line (LH, LL), a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the first DC line, and the three AC lines In a power conversion device including second switching elements (S4 to S6) provided between each and the second DC line, three-phase line currents (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines ) To detect the first and second switching elements and to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, each of the three-phase voltages being The one cycle of the alternating current has substantially one pulse waveform, and the substantially one pulse waveform means that each of the three-phase voltages is the first or second Among the periods in which the potential applied to the streamline is continuously taken, the waveform shorter than the first period is ignored from each of the three-phase voltage waveforms, and the waveform has only one rectangular wave pulse. In the first period, the switching control unit (31), which is the minimum time required for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line, and the first or second DC line are connected. A current detection unit (4) that detects a flowing direct current (Idc) and a current detection unit that detects the current detection unit at a first time (t1) before the first timing (t (0)) when the switching pattern changes. The direct current is estimated as a first-phase line current determined by the switching pattern at the first time point, and is detected by the current detection unit at a second time point after the first timing. The DC current is switched on at the second time point. A line current acquisition unit (32) for estimating a second-phase line current determined by a pattern, a waveform expression of a fundamental wave component of the first-phase and second-phase line currents, and the line current Based on the first-phase and second-phase line currents acquired in the acquisition unit (32), at least two-phase of the three-phase line currents at a second timing different from the first timing. A line current estimation unit (33) for estimating a line current; and a voltage phase acquisition unit (38) for acquiring a voltage phase (θv) for the three-phase voltage , wherein the line current estimation unit (33) A current amplitude (Im) and a current phase (θi) at the first timing are calculated based on line currents (iu, iv, iw) of the first phase and the second phase, and the current phase at the first timing and A phase difference (Δθ) from the voltage phase is calculated, and the voltage phase at the second timing (t (1), t (n)) is calculated. The current phase at the second timing is calculated based on the phase difference, and the three-phase line current at the second timing is calculated using the current amplitude, the current phase at the second timing, and the waveform equation. wherein estimating the line currents of at least two phases of the.

本発明にかかる線電流検出装置の第の態様は、誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)とを備え、前記線電流推定部(33)は、前記第1相及び前記第2相の線電流(iu,iv,iw)に基づいて電流振幅(Im)および前記第1タイミングにおける電流位相(θi)を算出し、前記第1タイミングから前記第2タイミング(t(1),t(0))までの前記電流位相の進みを、前記第1タイミングにおける前記電流位相に加算して前記第2タイミングにおける前記電流位相を算出し、前記電流振幅と前記第2タイミングにおける前記電流位相と前記波形の式とを用いて前記第2タイミングにおける前記3相の線電流のうち前記少なくとも2相の線電流を推定する。 A third aspect of the line current detection device according to the present invention includes three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), and first and second DC voltages applied between them. A second DC line (LH, LL), a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the first DC line, and the three AC lines In a power conversion device including second switching elements (S4 to S6) provided between each and the second DC line, three-phase line currents (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines ) To detect the first and second switching elements and to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, each of the three-phase voltages being The one cycle of the alternating current has substantially one pulse waveform, and the substantially one pulse waveform means that each of the three-phase voltages is the first or second Among the periods in which the potential applied to the streamline is continuously taken, the waveform shorter than the first period is ignored from each of the three-phase voltage waveforms, and the waveform has only one rectangular wave pulse. In the first period, the switching control unit (31), which is the minimum time required for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line, and the first or second DC line are connected. A current detection unit (4) that detects a flowing direct current (Idc) and a current detection unit that detects the current detection unit at a first time (t1) before the first timing (t (0)) when the switching pattern changes. The direct current is estimated as a first-phase line current determined by the switching pattern at the first time point, and is detected by the current detection unit at a second time point after the first timing. The DC current is switched on at the second time point. A line current acquisition unit (32) for estimating a second-phase line current determined by a pattern, a waveform expression of a fundamental wave component of the first-phase and second-phase line currents, and the line current Based on the first-phase and second-phase line currents acquired in the acquisition unit (32), at least two-phase of the three-phase line currents at a second timing different from the first timing. A line current estimator (33) for estimating a line current, and the line current estimator (33) has a current amplitude based on the line currents (iu, iv, iw) of the first phase and the second phase. (Im) and the current phase (θi) at the first timing are calculated, and the advance of the current phase from the first timing to the second timing (t (1), t (0)) The current phase at the second timing is calculated by adding to the current phase at the timing, and the current amplitude and the previous By using the equation of the current phase and the waveform of the second timing to estimate the line current of the at least two phases of the line current of the three phases in the second timing.

本発明にかかる線電流検出装置の第の態様は、誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と、前記第2タイミング(t(1),t(n))における前記直流電流(Idc)を、前記第2タイミングにおける前記スイッチングパターンに基づいて決定される1相の線電流(iu)として取得する1相線電流取得部(39)と、前記3相電圧についての電圧位相(θv)を取得する電圧位相取得部(38)とを備え、前記線電流推定部(33)は、前記第1相及び前記第2相の線電流(iu,iv,iw)に基づいて前記第1タイミング(t(0))における電流位相(θi)を算出し、前記第1タイミングにおける前記電流位相と前記電圧位相との位相差(Δθ)を算出し、前記第2タイミングにおける前記電圧位相と前記位相差に基づいて前記第2タイミングにおける前記電流位相を算出し、前記1相の線電流と、前記第2タイミングにおける前記電流位相と、前記波形の式とに基づいて、前記3相の線電流の電流振幅(Im)を算出し、前記電流振幅と前記第2タイミングにおける前記電流位相と前記波形の式とに基づいて残りの2相の線電流(iv,iw)のうち少なくとも1相の線電流を推定する。 A fourth aspect of the line current detection device according to the present invention includes three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), and first and second DC voltages applied between them. A second DC line (LH, LL), a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the first DC line, and the three AC lines In a power conversion device including second switching elements (S4 to S6) provided between each and the second DC line, three-phase line currents (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines ) To detect the first and second switching elements and to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, each of the three-phase voltages being The one cycle of the alternating current has substantially one pulse waveform, and the substantially one pulse waveform means that each of the three-phase voltages is the first or second Among the periods in which the potential applied to the streamline is continuously taken, the waveform shorter than the first period is ignored from each of the three-phase voltage waveforms, and the waveform has only one rectangular wave pulse. In the first period, the switching control unit (31), which is the minimum time required for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line, and the first or second DC line are connected. A current detection unit (4) that detects a flowing direct current (Idc) and a current detection unit that detects the current detection unit at a first time (t1) before the first timing (t (0)) when the switching pattern changes. The direct current is estimated as a first-phase line current determined by the switching pattern at the first time point, and is detected by the current detection unit at a second time point after the first timing. The DC current is switched on at the second time point. A line current acquisition unit (32) for estimating a second-phase line current determined by a pattern, a waveform expression of a fundamental wave component of the first-phase and second-phase line currents, and the line current Based on the first-phase and second-phase line currents acquired in the acquisition unit (32), at least two-phase of the three-phase line currents at a second timing different from the first timing. A line current estimation unit (33) for estimating a line current and the DC current (Idc) at the second timing (t (1), t (n)) are determined based on the switching pattern at the second timing. e Bei 1 phase line current acquisition unit for acquiring a one-phase line current (iu) (39) that is, the voltage phase acquisition unit that acquires a voltage phase (.theta.v) for the three-phase voltages and (38), The line current estimation unit (33) is configured to perform the first timing based on the line current (iu, iv, iw) of the first phase and the second phase. Current phase (θi) at the time (t (0)), a phase difference (Δθ) between the current phase and the voltage phase at the first timing is calculated, and the voltage phase and the voltage at the second timing are calculated. The current phase at the second timing is calculated based on the phase difference, and the three-phase line current is calculated based on the one-phase line current, the current phase at the second timing, and the waveform equation. Current amplitude (Im) of the remaining two-phase line currents (iv, iw) based on the current amplitude, the current phase at the second timing, and the waveform equation. Estimate the current.

本発明にかかる線電流検出装置の第の態様は、誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と、前記第2タイミング(t(1),t(n))における前記直流電流(Idc)を、前記第2タイミングにおける前記スイッチングパターンに基づいて決定される1相の線電流(iu)として取得する1相線電流取得部(39)とを備え、前記線電流推定部(33)は、前記第1相及び前記第2相の線電流(iu,iv,iw)に基づいて前記第1タイミング(t(0))における電流位相(θi)を算出し、前記第1タイミングから前記第2タイミングまでの電流位相の進みを、前記第1タイミングにおける前記電流位相に加算して前記第2タイミングにおける前記電流位相を算出し、前記1相の線電流と、前記第2タイミングにおける前記電流位相と、前記波形の式とに基づいて、前記3相の線電流の電流振幅(Im)を算出し、前記電流振幅と前記第2タイミングにおける前記電流位相と前記波形の式とに基づいて残りの2相の線電流(iv,iw)のうち少なくとも1相の線電流を推定する。 A fifth aspect of the line current detection device according to the present invention includes three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), and first and second DC voltages applied between them. A second DC line (LH, LL), a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the first DC line, and the three AC lines In a power conversion device including second switching elements (S4 to S6) provided between each and the second DC line, three-phase line currents (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines ) To detect the first and second switching elements and to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, each of the three-phase voltages being The one cycle of the alternating current has substantially one pulse waveform, and the substantially one pulse waveform means that each of the three-phase voltages is the first or second Among the periods in which the potential applied to the streamline is continuously taken, the waveform shorter than the first period is ignored from each of the three-phase voltage waveforms, and the waveform has only one rectangular wave pulse. In the first period, the switching control unit (31), which is the minimum time required for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line, and the first or second DC line are connected. A current detection unit (4) that detects a flowing direct current (Idc) and a current detection unit that detects the current detection unit at a first time (t1) before the first timing (t (0)) when the switching pattern changes. The direct current is estimated as a first-phase line current determined by the switching pattern at the first time point, and is detected by the current detection unit at a second time point after the first timing. The DC current is switched on at the second time point. A line current acquisition unit (32) for estimating a second-phase line current determined by a pattern, a waveform expression of a fundamental wave component of the first-phase and second-phase line currents, and the line current Based on the first-phase and second-phase line currents acquired in the acquisition unit (32), at least two-phase of the three-phase line currents at a second timing different from the first timing. A line current estimation unit (33) for estimating a line current and the DC current (Idc) at the second timing (t (1), t (n)) are determined based on the switching pattern at the second timing. A one-phase line current acquisition unit (39) that acquires the one-phase line current (iu), and the line current estimation unit (33) includes the first-phase and second-phase line currents (iu). , iv, iw) based on the first timing (t (0)), and calculates the current phase (θi) from the first timing. The current phase advance up to two timings is added to the current phase at the first timing to calculate the current phase at the second timing, and the one-phase line current and the current phase at the second timing are calculated. And the current amplitude (Im) of the three-phase line current based on the waveform equation, and the remaining amplitude based on the current amplitude, the current phase at the second timing, and the waveform equation. Of the two-phase line currents (iv, iw), at least one phase line current is estimated.

本発明にかかる線電流検出装置の第の態様は、第又は第の態様にかかる線電流検出装置であって、前記3相の線電流(iu,iv,iw)の角速度(ω)を取得する角速度取得部(381)を更に備え、前記線電流推定部(33)は、前記第1タイミングから前記第2タイミングまでの前記電流位相の進みを、前記第1タイミングから前記第2タイミング(t(1),t(0))までの期間(ΔT')と前記角速度との積として算出する。 A sixth aspect of the line current detection apparatus according to the present invention is the line current detection apparatus according to the third or fifth aspect, wherein the angular velocity (ω) of the three-phase line currents (iu, iv, iw) is further comprising angular velocity acquiring unit (381) acquires, the line current estimation unit (33), the process proceeds from the first timing of the current phase to the second timing, before Symbol from said first timing second It is calculated as the product of the period (ΔT ′) until timing (t (1), t (0)) and the angular velocity.

本発明にかかる線電流検出装置の第の態様は、第又は第の態様にかかる線電流検出装置であって、前記3相電圧についての電圧位相(θv)を取得する電圧位相取得部(38)を更に備え、前記線電流推定部(33)は、前記第1タイミングから前記第2タイミングまでの前記電流位相の進みを、前記第1タイミング及び前記第2タイミング(t(1),t(n))における前記電圧位相の差として算出する。 A seventh aspect of the line current detection device according to the present invention is the line current detection device according to the third or fifth aspect, wherein the voltage phase acquisition unit acquires the voltage phase (θv) for the three-phase voltage. (38), the line current estimation unit (33), the advance of the current phase from the first timing to the second timing, the first timing and the second timing (t (1), The voltage phase difference is calculated as t (n)).

本発明にかかる線電流検出装置の第の態様は、誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と、前記第2タイミング(t(1),t(n))における前記直流電流(Idc)を、前記第2タイミングにおける前記スイッチングパターンに基づいて決定される1相の線電流(iu)として取得する1相線電流取得部(39)とを備え、前記線電流推定部(33)は、前記第1相及び前記第2相の線電流(iu,iv,iw)に基づいて電流振幅(Im)を算出し、前記電流振幅と前記1相の線電流と前記波形の式とに基づいて、前記第2タイミングにおける電流位相(θi)を算出し、前記電流振幅と前記第2タイミングにおける前記電流位相と前記波形の式とに基づいて残りの2相の線電流(iv,iw)のうち少なくとも1相の線電流を推定する。 An eighth aspect of the line current detection device according to the present invention includes three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), and first and second DC voltages applied between them. A second DC line (LH, LL), a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the first DC line, and the three AC lines In a power conversion device including second switching elements (S4 to S6) provided between each and the second DC line, three-phase line currents (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines ) To detect the first and second switching elements and to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, each of the three-phase voltages being The one cycle of the alternating current has substantially one pulse waveform, and the substantially one pulse waveform means that each of the three-phase voltages is the first or second Among the periods in which the potential applied to the streamline is continuously taken, the waveform shorter than the first period is ignored from each of the three-phase voltage waveforms, and the waveform has only one rectangular wave pulse. In the first period, the switching control unit (31), which is the minimum time required for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line, and the first or second DC line are connected. A current detection unit (4) that detects a flowing direct current (Idc) and a current detection unit that detects the current detection unit at a first time (t1) before the first timing (t (0)) when the switching pattern changes. The direct current is estimated as a first-phase line current determined by the switching pattern at the first time point, and is detected by the current detection unit at a second time point after the first timing. The DC current is switched on at the second time point. A line current acquisition unit (32) for estimating a second-phase line current determined by a pattern, a waveform expression of a fundamental wave component of the first-phase and second-phase line currents, and the line current Based on the first-phase and second-phase line currents acquired in the acquisition unit (32), at least two-phase of the three-phase line currents at a second timing different from the first timing. A line current estimation unit (33) for estimating a line current and the DC current (Idc) at the second timing (t (1), t (n)) are determined based on the switching pattern at the second timing. A one-phase line current acquisition unit (39) that acquires the one-phase line current (iu), and the line current estimation unit (33) includes the first-phase and second-phase line currents (iu). , iv, iw) based on the current amplitude, the one-phase line current, and the waveform equation, A current phase (θi) at the second timing is calculated, and at least of the remaining two-phase line currents (iv, iw) based on the current amplitude, the current phase at the second timing, and the waveform equation Estimate one-phase line current.

本発明にかかる線電流検出装置の第の態様は、誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、前記誘導性負荷についての等価回路の電圧方程式と、前記線電流取得部によって取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記第1相及び前記第2相の線電流を推定する線電流推定部(33)を更に備え、前記線電流推定部は、前記第1タイミング後の前記スイッチングパターンが維持される期間における複数のタイミングの各々を前記第2タイミングとして、前記第1相及び前記第2相の2相の線電流を推定する。 A ninth aspect of the line current detection device according to the present invention includes three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), and first and second DC voltages applied between them. A second DC line (LH, LL), a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the first DC line, and the three AC lines In a power conversion device including second switching elements (S4 to S6) provided between each and the second DC line, three-phase line currents (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines ) To detect the first and second switching elements and to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, each of the three-phase voltages being The one cycle of the alternating current has substantially one pulse waveform, and the substantially one pulse waveform means that each of the three-phase voltages is the first or second Among the periods in which the potential applied to the streamline is continuously taken, the waveform shorter than the first period is ignored from each of the three-phase voltage waveforms, and the waveform has only one rectangular wave pulse. In the first period, the switching control unit (31), which is the minimum time required for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line, and the first or second DC line are connected. A current detection unit (4) that detects a flowing direct current (Idc) and a current detection unit that detects the current detection unit at a first time (t1) before the first timing (t (0)) when the switching pattern changes. The direct current is estimated as a first-phase line current determined by the switching pattern at the first time point, and is detected by the current detection unit at a second time point after the first timing. The DC current is switched on at the second time point. Line current acquisition unit that estimates as a line current of the second phase which is one determined by the pattern (32) and said inductive voltage equation of the equivalent circuit for a load, has been the first acquired by the line current acquisition unit A line current estimation unit (33) for estimating the line currents of the first phase and the second phase at a second timing different from the first timing based on the phase current and the line current of the second phase; The line current estimation unit includes a two-phase line of the first phase and the second phase, with each of a plurality of timings in a period in which the switching pattern after the first timing is maintained as the second timing. current estimate.

本発明にかかる線電流検出装置の第10の態様は、第の態様にかかる線電流検出装置であって、前記誘導性負荷(2)はモータであって、前記等価回路において、前記誘導性負荷(2)の抵抗成分(R2)及び誘導成分(L2)が、前記交流線(Pu,Pv,Pw)に印加される前記3相電圧による第1電圧源(E1)と、前記モータの回転に伴って前記誘導成分に生じる誘起電圧による第2電圧源(E2)とに直列に接続される。 A tenth aspect of the line current detection device according to the present invention is the line current detection device according to the ninth aspect, wherein the inductive load (2) is a motor, and the inductive load is the inductive load in the equivalent circuit. The resistance component (R2) and inductive component (L2) of the load (2) are the first voltage source (E1) by the three-phase voltage applied to the AC line (Pu, Pv, Pw), and the rotation of the motor Accordingly, it is connected in series with the second voltage source (E2) due to the induced voltage generated in the inductive component.

本発明にかかる線電流検出装置の第11の態様は、第1から第10の何れか一つの態様にかかる線電流検出装置であって、前記第1時点(t1)から前記第1タイミング(t(0))までの期間(ts1)は、前記直流電流をアナログ値からデジタル値へ変換するのに要する期間よりも大きい。 An eleventh aspect of the line current detecting device according to the present invention, the first a line current detecting device according to a tenth or one aspect of, the first timing from the first time point (t1) ( The period (ts1) until t (0)) is longer than the period required to convert the direct current from an analog value to a digital value.

本発明にかかる線電流検出装置の第12の態様は、第1から第11の何れか一つの態様にかかる線電流検出装置であって、前記第1タイミング(t(0))から前記第2時点(t2)までの期間(ts2)は、前記スイッチングパターンの変化に伴う前記直流電流の過渡変動が所定の範囲内に収まるのに要する期間よりも大きい。 A twelfth aspect of the line current detection device according to the present invention is the line current detection device according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the second current from the first timing (t (0)). The period (ts2) until the time (t2) is longer than the period required for the transient fluctuation of the direct current accompanying the change in the switching pattern to fall within a predetermined range.

本発明にかかる電力変換システムの第1の態様は、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)と、第1から第12の何れか一つの態様にかかる線電流検出装置(3)とを備える。 The first aspect of the power conversion system according to the present invention includes three first and second DC lines (LH, LL) to which a DC voltage is applied, and three inductive loads (2) connected to each other. AC lines (Pu, Pv, Pw), first switching elements (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the first DC line, and each of the three AC lines And a second switching element (S4 to S6) provided between the second DC line and the line current detection device (3) according to any one of the first to twelfth aspects.

本発明にかかる線電流検出装置の第1の態様によれば、相電圧の1周期において実質的に1パルスのみが存在する(略1パルス波形を含む)、いわゆる1パルス駆動であっても、直流電流に基づいて第1タイミング付近における線電流を取得することができる。しかも、パルスが立ち上がるまたは立ち下がる第1タイミングとは異なる第2タイミングにおける第1相及び第2相の線電流を得ることができる。しかも、誘導性負荷の等価回路の電圧方程式を用いるよりも簡易な演算で第2タイミングにおける第1相及び第2相の線電流を推定することができる。 According to the first aspect of the line current detection device of the present invention, there is substantially only one pulse in one cycle of the phase voltage (including substantially one pulse waveform). The line current in the vicinity of the first timing can be acquired based on the direct current. In addition, it is possible to obtain the first-phase and second-phase line currents at the second timing different from the first timing at which the pulse rises or falls. In addition, it is possible to estimate the line currents of the first phase and the second phase at the second timing with a simpler calculation than using the voltage equation of the equivalent circuit of the inductive load.

本発明にかかる線電流検出装置の第および第の態様によれば、第2の態様にかかる線電流推定部の実現に資する。 According to the 2nd and 3rd aspect of the line current detection apparatus concerning this invention, it contributes to realization of the line current estimation part concerning a 2nd aspect.

本発明にかかる線電流検出装置の第および第の態様によれば、第2タイミングにおける1相の線電流を検出しているので、第および第の態様のいずれかにかかる線電流推定部に比して、推定精度が高い。 According to the fourth and fifth aspects of the line current detection device according to the present invention, since the one-phase line current at the second timing is detected, the line current according to any of the second and third aspects is detected. The estimation accuracy is higher than that of the estimation unit.

本発明にかかる線電流検出装置の第及び第の態様によれば、第又は第の態様にかかる線電流推定部の実現に資する。 According to the sixth and seventh aspects of the line current detection device of the present invention, it contributes to the realization of the line current estimation unit according to the third or fifth aspect.

本発明にかかる線電流検出装置の第の態様によれば、第2タイミングにおける1相の線電流を検出しているので、第2から第4のいずれかの態様にかかる線電流推定部に比して、推定精度が高い。しかも、第2タイミングにおける電流位相の算出が容易である。 According to the eighth aspect of the line current detection apparatus of the present invention, since the one-phase line current at the second timing is detected, the line current estimation unit according to any one of the second to fourth aspects In comparison, the estimation accuracy is high. In addition, it is easy to calculate the current phase at the second timing.

本発明にかかる線電流検出装置の第の態様によれば、等価回路を用いているので推定精度を向上できる。 According to the ninth aspect of the line current detection device of the present invention, since the equivalent circuit is used, the estimation accuracy can be improved.

本発明にかかる線電流検出装置の第10の態様によれば、簡易な等価回路を用いているので、比較的簡易な演算で線電流を推定できる。 According to the tenth aspect of the line current detection device of the present invention, since a simple equivalent circuit is used, the line current can be estimated by a relatively simple calculation.

本発明にかかる線電流検出装置の第11および第12の態様によれば、より適切に直流電流を検出できる。 According to the eleventh and twelfth aspects of the line current detection device of the present invention, a direct current can be detected more appropriately.

本発明にかかる電力変換システムの第1の態様によれば、相電圧の1周期において実質的に1パルスのみが存在する(略1パルス波形を含む)、いわゆる1パルス駆動であっても、直流電流に基づいて第1タイミングにおける線電流を取得することができる電力変換システムを提供できる。   According to the first aspect of the power conversion system of the present invention, there is substantially only one pulse in one cycle of the phase voltage (including a substantially one-pulse waveform). It is possible to provide a power conversion system that can acquire the line current at the first timing based on the current.

インバータの概念的な構成の一例を例示する図である。It is a figure which illustrates an example of a notional structure of an inverter. 相電圧の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows an example of a phase voltage typically. インバータを流れる電流を示す図である。It is a figure which shows the electric current which flows through an inverter. インバータを流れる電流を示す図である。It is a figure which shows the electric current which flows through an inverter. インバータを流れる電流を示す図である。It is a figure which shows the electric current which flows through an inverter. インバータを流れる電流を示す図である。It is a figure which shows the electric current which flows through an inverter. インバータを流れる電流を示す図である。It is a figure which shows the electric current which flows through an inverter. インバータを流れる電流を示す図である。It is a figure which shows the electric current which flows through an inverter. 直流電流の検出タイミングおよび相電流の推定タイミングの一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the detection timing of a direct current, and the estimation timing of a phase current. 制御部の概念的な構成の一例を例示する図である。It is a figure which illustrates an example of a notional structure of a control part. 電流検出のタイミング信号を生成する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to produce | generate the timing signal of an electric current detection. 電流検出のタイミング信号を生成する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to produce | generate the timing signal of an electric current detection. 電流検出のタイミング信号を生成する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to produce | generate the timing signal of an electric current detection. 制御部の概念的な構成の一例を例示する図である。It is a figure which illustrates an example of a notional structure of a control part. 電流検出のタイミングを決める方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of determining the timing of an electric current detection. キャリアの周期と相電圧の周期との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the period of a carrier, and the period of a phase voltage. 電流検出のタイミングを決める方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of determining the timing of an electric current detection. 電流検出のタイミングを決める方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of determining the timing of an electric current detection. 制御部の概念的な構成の一例を例示する図である。It is a figure which illustrates an example of a notional structure of a control part. 制御部の概念的な構成の一例を例示する図である。It is a figure which illustrates an example of a notional structure of a control part. 制御部の概念的な構成の一例を例示する図である。It is a figure which illustrates an example of a notional structure of a control part. 制御部の概念的な構成の一例を例示する図である。It is a figure which illustrates an example of a notional structure of a control part. 等価回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an equivalent circuit. 位相差δを示す図である。It is a figure which shows phase difference (delta).

第1の実施の形態.
図1に例示するように、電力変換システムは電力変換装置1と制御部3と電流検出部4とを備える。電力変換装置1は直流線LH,LL及び交流線Pu,Pv,Pwと接続される。電力変換装置1は例えばインバータであって、直流線LH,LLの間に印加される直流電圧を交流電圧に変換して、当該交流電圧を交流線Pu,Pv,Pwへと出力する。ここでは直流線LLに印加される電位は直流線LHに印加される電位よりも低い。また図1の例示では平滑コンデンサC1が設けられている。平滑コンデンサC1は直流線LH,LLの間の直流電圧を平滑する。ただし平滑コンデンサC1は設けられていなくても構わない。
First embodiment.
As illustrated in FIG. 1, the power conversion system includes a power conversion device 1, a control unit 3, and a current detection unit 4. The power converter 1 is connected to DC lines LH and LL and AC lines Pu, Pv and Pw. The power conversion device 1 is, for example, an inverter, converts a DC voltage applied between the DC lines LH and LL into an AC voltage, and outputs the AC voltage to the AC lines Pu, Pv and Pw. Here, the potential applied to the DC line LL is lower than the potential applied to the DC line LH. In the illustration of FIG. 1, a smoothing capacitor C1 is provided. The smoothing capacitor C1 smoothes the DC voltage between the DC lines LH and LL. However, the smoothing capacitor C1 may not be provided.

インバータ1はスイッチング素子S1〜S6とダイオードD1〜D6とを備えている。スイッチング素子S1〜S6は例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ又は電界効果トランジスタなどである。スイッチング素子S1〜S3は交流線Pu,Pv,Pwの各々と直流線LHとの間に設けられる。以下では、各スイッチング素子S1〜S3を上側のスイッチング素子とも呼ぶ。ダイオードD1〜D3はそれぞれスイッチング素子S1〜S3と並列に接続され、ダイオードD1〜D3のアノードはそれぞれ交流線Pu,Pv,Pwに接続される。   The inverter 1 includes switching elements S1 to S6 and diodes D1 to D6. The switching elements S1 to S6 are, for example, insulated gate bipolar transistors or field effect transistors. Switching elements S1 to S3 are provided between each of AC lines Pu, Pv, and Pw and DC line LH. Below, each switching element S1-S3 is also called an upper switching element. The diodes D1 to D3 are connected in parallel with the switching elements S1 to S3, respectively, and the anodes of the diodes D1 to D3 are connected to the AC lines Pu, Pv, and Pw, respectively.

各スイッチング素子S4〜S6は交流線Pu,Pv,Pwの各々と直流線LLとの間に設けられている。以下では各スイッチング素子S4〜S6を下側のスイッチング素子とも呼ぶ。ダイオードD4〜D6はそれぞれスイッチング素子S4〜S6と並列に接続され、ダイオードD4〜D6のアノードは直流線LLに接続される。なお、スイッチング素子S1〜S6がMOS電界効果トランジスタなどのように寄生ダイオードを有する場合には、ダイオードD1〜D6は当該寄生ダイオードであってもよい。   Each of the switching elements S4 to S6 is provided between each of the AC lines Pu, Pv, Pw and the DC line LL. Hereinafter, the switching elements S4 to S6 are also referred to as lower switching elements. The diodes D4 to D6 are connected in parallel with the switching elements S4 to S6, respectively, and the anodes of the diodes D4 to D6 are connected to the DC line LL. When the switching elements S1 to S6 have parasitic diodes such as MOS field effect transistors, the diodes D1 to D6 may be the parasitic diodes.

かかるスイッチング素子S1〜S6には制御部3からそれぞれスイッチング信号Sが与えられる。かかるスイッチング信号Sにより各スイッチング素子S1〜S6が導通する。制御部3が適切なタイミングでスイッチング素子S1〜S6へとそれぞれスイッチング信号Sを与えることにより、インバータ1は直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ1の制御については後に詳述する。   A switching signal S is supplied from the control unit 3 to the switching elements S1 to S6. The switching elements S1 to S6 are turned on by the switching signal S. When the control unit 3 provides the switching signals S to the switching elements S1 to S6 at appropriate timing, the inverter 1 converts the DC voltage into the AC voltage. The control of the inverter 1 will be described in detail later.

インバータ1は例えば誘導性負荷2を駆動することができる。誘導性負荷2は例えばモータであって、交流線Pu,Pv,Pwに接続される。そして、誘導性負荷2に交流電圧が印加されれば、誘導性負荷2に略正弦波状の線電流iu,iv,iwが流れる。これによって誘導性負荷2が駆動される。ここでは、インバータ1から誘導性負荷2へと流れる線電流の方向を正、誘導性負荷2からインバータ1へと流れる線電流の方向を負とそれぞれ定義する。   The inverter 1 can drive an inductive load 2, for example. Inductive load 2 is, for example, a motor, and is connected to AC lines Pu, Pv, Pw. When an AC voltage is applied to the inductive load 2, substantially sinusoidal line currents iu, iv, iw flow through the inductive load 2. As a result, the inductive load 2 is driven. Here, the direction of the line current flowing from the inverter 1 to the inductive load 2 is defined as positive, and the direction of the line current flowing from the inductive load 2 to the inverter 1 is defined as negative.

直流線LH,LLに流れる直流電流Idcは電流検出部4によって検出され、制御部3へと出力される。図1の例示では電流検出部4は直流線LLに設けられているが、直流線LHに設けられても良い。   The direct current Idc flowing through the direct current lines LH and LL is detected by the current detection unit 4 and output to the control unit 3. In the illustration of FIG. 1, the current detection unit 4 is provided on the DC line LL, but may be provided on the DC line LH.

電流検出部4は例えばシャント抵抗R41と検出部41とを備えている。図1の例示ではシャント抵抗R41は直流線LLに設けられている。検出部41は例えばシャント抵抗R41に印加される電圧を検出して、シャント抵抗R41の抵抗値と、検出した電圧とに基づいて直流電流Idcを得る。検出部41はかかる直流電流Idcの値を制御部3に出力する。なお検出部41がシャント抵抗R41の電圧を検出して制御部3に出力し、制御部3が直流電流Idcを算出しても良い。また電流検出部4はシャント抵抗を用いて検出する必要はなく、任意の直流電流検出センサが採用され得る。例えばホールCTなどの電流センサを用いても良い。   The current detection unit 4 includes, for example, a shunt resistor R41 and a detection unit 41. In the illustration of FIG. 1, the shunt resistor R41 is provided on the DC line LL. The detection unit 41 detects, for example, a voltage applied to the shunt resistor R41, and obtains a direct current Idc based on the resistance value of the shunt resistor R41 and the detected voltage. The detection unit 41 outputs the value of the direct current Idc to the control unit 3. The detection unit 41 may detect the voltage of the shunt resistor R41 and output the detected voltage to the control unit 3, and the control unit 3 may calculate the direct current Idc. Further, the current detection unit 4 does not need to be detected using a shunt resistor, and any direct current detection sensor can be employed. For example, a current sensor such as Hall CT may be used.

制御部3はスイッチング制御部31と線電流取得部32とを備えている。スイッチング制御部31はスイッチング信号Sをスイッチング素子S1〜S6へと出力してスイッチング素子S1〜S6のスイッチングパターンを制御する。これにより、インバータ1は交流の相電圧を交流線Pu,Pv,Pwに印加する。このスイッチング信号Sは例えば次のように生成される。即ち、例えば交流線Pu,Pv,Pwに印加する相電圧Vu,Vv,Vwについての相電圧指令値を線電流取得部32からの線電流iu,iv,iwに基づいて生成し、かかる相電圧指令値とキャリア波形との比較によってスイッチング信号Sを生成する。線電流iu,iv,iwに基づく相電圧指令値の生成および相電圧指令値とキャリア波形との比較に基づくスイッチング信号Sの生成は公知技術であるのでここでは詳細な説明は省略する。   The control unit 3 includes a switching control unit 31 and a line current acquisition unit 32. The switching control unit 31 outputs the switching signal S to the switching elements S1 to S6 to control the switching pattern of the switching elements S1 to S6. Thereby, the inverter 1 applies an AC phase voltage to the AC lines Pu, Pv, Pw. This switching signal S is generated as follows, for example. That is, for example, phase voltage command values for the phase voltages Vu, Vv, Vw applied to the AC lines Pu, Pv, Pw are generated based on the line currents iu, iv, iw from the line current acquisition unit 32, and the phase voltages A switching signal S is generated by comparing the command value with the carrier waveform. Since the generation of the phase voltage command value based on the line currents iu, iv, iw and the generation of the switching signal S based on the comparison between the phase voltage command value and the carrier waveform are known techniques, detailed description thereof is omitted here.

線電流取得部32は線電流iu,iv,iwを取得する。具体的な動作については後に詳述する。   The line current acquisition unit 32 acquires line currents iu, iv, and iw. Specific operations will be described in detail later.

またここでは、制御部3はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ(換言すれば手順)を実行する。上記記憶装置は、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ(EPROM(Erasable Programmable ROM)等)、ハードディスク装置などの各種記憶装置の1つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、制御部3はこれに限らず、制御部3によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。   Here, the control unit 3 includes a microcomputer and a storage device. The microcomputer executes each processing step (in other words, a procedure) described in the program. The storage device is composed of one or more of various storage devices such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a rewritable nonvolatile memory (EPROM (Erasable Programmable ROM), etc.), and a hard disk device, for example. Is possible. The storage device stores various information, data, and the like, stores a program executed by the microcomputer, and provides a work area for executing the program. It can be understood that the microcomputer functions as various means corresponding to each processing step described in the program, or can realize that various functions corresponding to each processing step are realized. Further, the control unit 3 is not limited to this, and various procedures executed by the control unit 3 or various means or various functions implemented may be realized by hardware.

<インバータ1の制御>
インバータ1はスイッチング信号Sによって例えば以下で述べるように制御される。まず、同じ交流線に接続される上側のスイッチング素子および下側のスイッチング素子は相互に排他的に導通する。即ち、スイッチング素子S1,S4は相互に排他的に導通し、スイッチング素子S2,S5は相互に排他的に導通し、スイッチング素子S3,S6は相互に排他的に導通する。これは、直流線LH,LLが短絡して各スイッチング素子S1〜S6に大電流が流れることを防止するためである。
<Control of inverter 1>
The inverter 1 is controlled by the switching signal S as described below, for example. First, the upper switching element and the lower switching element connected to the same AC line are electrically connected to each other exclusively. That is, the switching elements S1 and S4 conduct exclusively with each other, the switching elements S2 and S5 conduct exclusively with each other, and the switching elements S3 and S6 conduct exclusively with each other. This is to prevent the DC lines LH and LL from being short-circuited and a large current from flowing through the switching elements S1 to S6.

スイッチング素子S1〜S6は、交流線Pu,Pv,Pwに印加される相電圧Vu,Vv,Vwが図2に例示する波形を採るように制御される。図2の例示では、交流の相電圧Vu,Vv,Vwの各々は交流の1周期当たりに矩形波の1パルスのみを有している。また図2の例示では、各相電圧Vu,Vv,Vwが高電圧値を採る高電圧期間と低電圧値を採る低電圧期間とが互いにほぼ等しく、相電圧Vu,Vv,Vwの高電圧期間が電気角においてほぼ120度互いにずれている。   The switching elements S1 to S6 are controlled so that the phase voltages Vu, Vv, and Vw applied to the AC lines Pu, Pv, and Pw have waveforms illustrated in FIG. In the illustration of FIG. 2, each of the AC phase voltages Vu, Vv, Vw has only one pulse of a rectangular wave per AC cycle. In the example of FIG. 2, the high voltage period in which the phase voltages Vu, Vv, Vw take a high voltage value and the low voltage period in which the low voltage value is taken are substantially equal to each other, and the high voltage period of the phase voltages Vu, Vv, Vw. Are offset from each other by approximately 120 degrees in electrical angle.

なお相電圧Vu,Vv,Vwの波形は理想的には矩形波であって、それぞれスイッチング素子S1〜S3の導通/非導通に対応した二値をとる。なぜなら、例えばスイッチング素子S1が導通すれば直流線LHが交流線Puと接続されて相電圧Vuが高電圧値を採り、スイッチング素子S1が非導通すればスイッチング素子S4が導通するので、直流線LLが交流線Puと接続されて相電圧Vuが低電圧値を採るからである。図2では「Vu(S1)」と記載して、相電圧Vuの高電圧値/低電圧値が、それぞれスイッチング素子S1の導通/非導通であることをも示している。   The waveforms of the phase voltages Vu, Vv, and Vw are ideally rectangular waves, and take two values corresponding to the conduction / non-conduction of the switching elements S1 to S3, respectively. For example, if the switching element S1 is conductive, the DC line LH is connected to the AC line Pu and the phase voltage Vu takes a high voltage value. If the switching element S1 is nonconductive, the switching element S4 is conductive, so the DC line LL Is connected to the AC line Pu and the phase voltage Vu takes a low voltage value. In FIG. 2, “Vu (S1)” is described, which also indicates that the high voltage value / low voltage value of the phase voltage Vu is conduction / non-conduction of the switching element S1, respectively.

よって、スイッチング素子S1〜S3の各々において導通期間と非導通期間とを互いにほぼ等しくし、スイッチング素子S1〜S3の導通期間を互いにほぼ120度ずつずらすことで、インバータ1は図2の相電圧Vu,Vv,Vwを出力することができる。   Therefore, by making the conduction period and the non-conduction period approximately equal to each other in each of the switching elements S1 to S3, and shifting the conduction periods of the switching elements S1 to S3 by approximately 120 degrees each, the inverter 1 has the phase voltage Vu of FIG. , Vv, Vw can be output.

また、このような制御によれば、スイッチング素子S1〜S6は次の6つのスイッチングパターンのいずれかを採用する。ここで、上側および下側のスイッチング素子が導通することをそれぞれ「1」「0」で示し、各相のスイッチングパターンを並べて表すと、上述の6つのスイッチングパターンは、(001)(010)(011)(100)(101)(110)である。例えば下側のスイッチング素子S4,S5が導通し、上側のスイッチング素子S3が導通するときにはスイッチングパターン(001)が採用される(図2の電気角300度から360度の期間を参照)。   Further, according to such control, the switching elements S1 to S6 employ any of the following six switching patterns. Here, when the switching elements of the upper side and the lower side are indicated by “1” and “0”, and the switching patterns of the respective phases are shown side by side, the above-described six switching patterns are (001) (010) ( 011) (100) (101) (110). For example, when the lower switching elements S4 and S5 are turned on and the upper switching element S3 is turned on, the switching pattern (001) is employed (refer to the period from 300 degrees to 360 degrees in FIG. 2).

また、これらのスイッチングパターンが採用されるときにインバータ1が出力する相電圧についてのベクトルを、上記数字の並びを2進数の数字と把握し、これを10進数で表して、それぞれ電圧ベクトルV1〜V6と表す。かかる電圧ベクトルV1〜V6は図2にも付記されている。   In addition, when these switching patterns are adopted, the vectors for the phase voltage output from the inverter 1 are grasped as binary numbers, and the numbers are represented in decimal numbers. This is expressed as V6. Such voltage vectors V1 to V6 are also appended in FIG.

なお、図2の例示では相電圧Vu,Vv,Vwは交流の1周期(言い換えれば相電圧の基本波成分の1周期)において1パルスのみを有しているが、略1パルス波形を有していればよい。略1パルス波形については後に詳述する。   In the example of FIG. 2, the phase voltages Vu, Vv, and Vw have only one pulse in one cycle of AC (in other words, one cycle of the fundamental component of the phase voltage), but have substantially one pulse waveform. It only has to be. The substantially one pulse waveform will be described in detail later.

<線電流の取得方法>
図2の各スイッチングパターンが採用されているときにインバータ1に流れる電流について考察する。なお上述の通りスイッチングパターンは電圧ベクトルと対応するので、以下では電圧ベクトルをも用いて説明する。図3〜図8はそれぞれ電圧ベクトルV1〜V6が採用されたときにインバータ1に流れる電流を示している。
<Acquisition method of line current>
Consider the current flowing through the inverter 1 when each switching pattern of FIG. 2 is adopted. Since the switching pattern corresponds to the voltage vector as described above, the following description will be made also using the voltage vector. 3 to 8 show currents flowing through the inverter 1 when the voltage vectors V1 to V6 are employed, respectively.

図3に示すように電圧ベクトルV1が採用されるときには上側のスイッチング素子S3と下側のスイッチング素子S4,S5とが導通する。したがって直流線LHを流れる直流電流Idcはスイッチング素子S3を経由して線電流iwとして交流線Pwを正の方向に流れる。かかる線電流iwは誘導性負荷2において分岐する。分岐された2つの電流は線電流iu,ivとしてそれぞれ交流線Pu,Pvを負の方向に流れる。線電流iu,ivはそれぞれスイッチング素子S4,S5を経由して直流線LLにおいて合流し、直流電流Idcとして流れる。したがって、電圧ベクトルV1が採用されているときには直流電流Idcは線電流iwと等しい。   As shown in FIG. 3, when the voltage vector V1 is employed, the upper switching element S3 and the lower switching elements S4 and S5 are conducted. Therefore, the DC current Idc flowing through the DC line LH flows through the AC line Pw in the positive direction as the line current iw via the switching element S3. The line current iw branches in the inductive load 2. The two branched currents flow in the negative direction through the AC lines Pu and Pv as line currents iu and iv, respectively. The line currents iu and iv are merged in the DC line LL via the switching elements S4 and S5, respectively, and flow as a DC current Idc. Therefore, when voltage vector V1 is adopted, DC current Idc is equal to line current iw.

また図5に示すように電圧ベクトルV3が採用されるときには、上側のスイッチング素子S2,S3と下側のスイッチング素子S4とが導通する。したがって直流線LHを流れる直流電流Idcは分岐してそれぞれスイッチング素子S2,S3を経由して線電流iv,iwとして交流線Pv,Pwを正の方向に流れる。かかる線電流iv,iwは誘導性負荷2において合流して線電流iuとして交流線Puを負の方向に流れる。線電流iuはスイッチング素子S4を経由して直流電流Idcとして直流線LLを流れる。したがって、電圧ベクトルV3が採用されているときには直流電流Idcは、値が負である線電流iuの絶対値−iuと等しい。以下では、線電流の値が負であるときにその絶対値を表現すべく負号を付記することもある。   When the voltage vector V3 is employed as shown in FIG. 5, the upper switching elements S2 and S3 and the lower switching element S4 are conducted. Therefore, the DC current Idc flowing through the DC line LH branches and flows through the AC lines Pv and Pw in the positive direction as line currents iv and iw via the switching elements S2 and S3, respectively. The line currents iv and iw are combined in the inductive load 2 and flow in the negative direction through the AC line Pu as the line current iu. The line current iu flows through the DC line LL as the DC current Idc via the switching element S4. Therefore, when voltage vector V3 is employed, DC current Idc is equal to the absolute value -iu of line current iu having a negative value. In the following, when the value of the line current is negative, a negative sign may be added to express the absolute value.

図4、図6〜図8に示すように、他の電圧ベクトルV2,V4〜V6が採用されるときにも直流電流Idcと線電流とが対応付けられる。図2には各電圧ベクトルに対応して直流電流Idcとして流れる線電流が示されている。   As shown in FIGS. 4 and 6 to 8, the direct current Idc and the line current are also associated when the other voltage vectors V <b> 2 and V <b> 4 to V <b> 6 are employed. FIG. 2 shows a line current flowing as a direct current Idc corresponding to each voltage vector.

図2の例示では、任意の時点において電圧ベクトルが採用されるので、任意の時点において直流電流Idcは正負を無視すれば線電流iu,iv,iwのいずれかと対応する。したがって、このときの直流電流Idcを、スイッチングパターンに基づいて決定される1相の線電流として推定することができる。例えばスイッチングパターン(100)が採用される期間において直流電流Idcを線電流iuとして検出することができる(図6も参照)。   In the illustration of FIG. 2, since the voltage vector is adopted at an arbitrary time, the direct current Idc corresponds to any of the line currents iu, iv, and iw if the positive / negative is ignored at an arbitrary time. Therefore, the direct current Idc at this time can be estimated as a one-phase line current determined based on the switching pattern. For example, the DC current Idc can be detected as the line current iu during the period when the switching pattern (100) is employed (see also FIG. 6).

さて図2に例示するように、スイッチングパターンは電気角60度毎に切り替わる。そして、図9に例示するように、このスイッチングパターンが切り替わる前後の2つの時点t1,t2において検出される線電流の相は互いに相違する。そこで、線電流取得部32は、時点t1において電流検出部4によって検出された直流電流Idcを時点t1におけるスイッチングパターンによって一つ決定される相の線電流として推定し、時点t2において電流検出部4によって検出された直流電流Idcを時点t2におけるスイッチングパターンによって一つ決定される相の線電流として推定する。   Now, as illustrated in FIG. 2, the switching pattern is switched every 60 degrees in electrical angle. As illustrated in FIG. 9, the phases of the line currents detected at two time points t1 and t2 before and after the switching pattern is switched are different from each other. Therefore, the line current acquisition unit 32 estimates the DC current Idc detected by the current detection unit 4 at the time t1 as a line current of a phase determined by the switching pattern at the time t1, and the current detection unit 4 at the time t2. Is estimated as the line current of the phase determined by the switching pattern at time t2.

例えば図9を参照して、電圧ベクトルが電圧ベクトルV5から電圧ベクトルV4に切り替わるタイミングt(0)の前の時点t1において、スイッチングパターン(101)(電圧ベクトルV5)が採用されている。よってこのとき、時点t1における直流電流Idcを、負の値をとるv相の線電流ivの絶対値−ivとして推定する。線電流ivの値は直流電流Idcの符号を負にして得られる値である。また時点t(0)の後の時点t2において、スイッチングパターン(100)(電圧ベクトルV4)が採用される。したがって、時点t2における直流電流Idcを、u相の線電流iuとして推定する。   For example, referring to FIG. 9, switching pattern (101) (voltage vector V5) is employed at time t1 before timing t (0) when the voltage vector switches from voltage vector V5 to voltage vector V4. Therefore, at this time, the direct current Idc at the time point t1 is estimated as the absolute value −iv of the v-phase line current iv taking a negative value. The value of the line current iv is a value obtained by making the sign of the direct current Idc negative. At time t2 after time t (0), the switching pattern (100) (voltage vector V4) is employed. Therefore, the DC current Idc at time t2 is estimated as the u-phase line current iu.

この2相の線電流は、ほぼ同じタイミングで検出された線電流であると近似することができる。この近似は2つの時点t1,t2の間の期間が短いほど妥当である。実質的には当該期間は相電圧の周期の数十分の1程度以下であれば妥当である。そして、同じタイミングでの3相の線電流の和は零であるので、線電流取得部32はこの関係に基づいて当該2相の線電流から残りの1相の線電流を算出する。例えば上述のようにして検出された線電流iu,ivに基づいて線電流iwを算出する。なお、線電流iwの算出は必須要件ではない。たとえば線電流iu,iv,iwを二相の固定座標系に変換するときには、線電流iw=−iu−ivであることに鑑みて線電流iu,ivのみを用いて変換することが可能であるからである。   This two-phase line current can be approximated to be a line current detected at substantially the same timing. This approximation is more appropriate as the period between the two time points t1 and t2 is shorter. In practice, the period is reasonable if it is about 1 or less of a few tenths of the phase voltage period. Since the sum of the three-phase line currents at the same timing is zero, the line current acquisition unit 32 calculates the remaining one-phase line current from the two-phase line current based on this relationship. For example, the line current iw is calculated based on the line currents iu and iv detected as described above. The calculation of the line current iw is not an essential requirement. For example, when converting the line currents iu, iv, iw into a two-phase fixed coordinate system, it is possible to convert using only the line currents iu, iv in view of the fact that the line current iw = −iu−iv. Because.

なお図1に例示するように、線電流取得部32には直流電流Idcとスイッチング信号Sとが入力されている。線電流取得部32はスイッチング信号Sによって、現時点で採用されているスイッチングパターンを認識し、そのスイッチングパターンに基づいて直流電流Idcあるいはその値に負号を付した電流を線電流として推定する。言い換えれば、直流電流Idcを線電流として検出する。また線電流取得部32は、直流電流Idcを検出する時点t1,t2を例えば次のようにして認識することができる。すなわち、線電流取得部32は相電圧指令値をスイッチング制御部31から受け取ってスイッチングパターンの変化の予定を認識し、スイッチングパターンの変化の予定から例えば予め設定された期間前及び期間後に時点t1,t2を設定する。そして現在時点が時点t1,t2に至ったと判断したときに、直流電流Idcを線電流として検出する。この判断は例えば公知のタイマ回路やカウンタ回路などを用いて実現できる。   As illustrated in FIG. 1, a direct current Idc and a switching signal S are input to the line current acquisition unit 32. The line current acquisition unit 32 recognizes the switching pattern currently employed by the switching signal S, and estimates the direct current Idc or a current with a negative sign as the line current based on the switching pattern. In other words, the DC current Idc is detected as a line current. Further, the line current acquisition unit 32 can recognize the time points t1 and t2 at which the DC current Idc is detected, for example, as follows. That is, the line current acquisition unit 32 receives the phase voltage command value from the switching control unit 31 and recognizes the schedule of the change of the switching pattern. For example, the time t1, before and after the preset period from the schedule of the change of the switching pattern. t2 is set. When it is determined that the current time point has reached time points t1 and t2, the direct current Idc is detected as a line current. This determination can be realized using, for example, a known timer circuit or counter circuit.

なお、スイッチングパターンが変化すると、例えば図3〜図8に示すとおり、電流の流れる経路が変化する。このように電流の経路が変化することは転流と呼ばれる。したがってスイッチングパターンが変化するタイミングとは、インバータ1に転流が生じるタイミング、と見なすことができる。   When the switching pattern changes, for example, as shown in FIGS. This change in the current path is called commutation. Therefore, the timing at which the switching pattern changes can be regarded as the timing at which commutation occurs in the inverter 1.

上述した線電流検出方法によって、スイッチングパターンが変化する毎に、即ち電気角60度毎に、直流電流Idcを用いて3相の線電流を検出することができる。   With the above-described line current detection method, it is possible to detect a three-phase line current using the DC current Idc every time the switching pattern changes, that is, every 60 degrees in electrical angle.

次に、時点t1,t2の各々と、スイッチングパターンが変化するタイミングt(0)との間の期間をどの程度の期間にするのか、について考慮する。スイッチングパターンが変化した直後では、直流電流Idcは当該変化に伴って過渡的に変動する。このような過渡的な変動が収まる、即ち直流電流Idcの過渡変動が所定の範囲内に収まった状態で、直流電流Idcを検出することが望ましい。よって、スイッチングパターンが変化してから時点t2までの期間ts2は、直流電流Idcの過渡変動が所定の範囲内に収まるのに要する過渡期間よりも長いことが望ましい。この過渡期間は電力変換装置1及び誘導性負荷2、さらにコンデンサC1の静電容量及びコンデンサC1に直流電圧を供給する電源の電力容量等の回路条件によって決定されるので、予め設計或いは実験によって決定することができる。   Next, consider how long the period between each of the time points t1 and t2 and the timing t (0) at which the switching pattern changes is to be set. Immediately after the switching pattern changes, the direct current Idc fluctuates transiently with the change. It is desirable to detect the DC current Idc in a state where such transient fluctuations are settled, that is, in a state where the transient fluctuations of the DC current Idc are within a predetermined range. Therefore, it is desirable that the period ts2 from the change of the switching pattern to the time point t2 is longer than the transient period required for the transient fluctuation of the direct current Idc to be within the predetermined range. This transient period is determined by circuit conditions such as the power converter 1 and the inductive load 2, the capacitance of the capacitor C1, and the power capacity of the power source that supplies the DC voltage to the capacitor C1, and therefore is determined in advance by design or experiment. can do.

また例えば電流検出部4が、検出した直流電流Idcのアナログ値をデジタル値に変換する必要がある場合、当該変換に要する変換期間が経過するまでスイッチングパターンが変化しないことが望ましい。よって時点t1からスイッチングパターンが変化するまでの期間ts1は、電流検出部4がこの変換に要する期間よりも長いことが望ましい。   For example, when the current detection unit 4 needs to convert the detected analog value of the direct current Idc into a digital value, it is desirable that the switching pattern does not change until the conversion period required for the conversion elapses. Therefore, it is desirable that the period ts1 from the time t1 until the switching pattern changes is longer than the period required for the current detection unit 4 to perform this conversion.

なお、期間ts1,ts2はそれぞれ上述の条件を満たしつつも、できるだけ短い方が望ましい。なぜなら、上述したように同じタイミングでの3相の線電流の和は零であるという関係を用いて、2相の線電流から残りの1相の線電流を算出するからである。   It should be noted that the periods ts1 and ts2 are preferably as short as possible while satisfying the above-described conditions. This is because the remaining one-phase line current is calculated from the two-phase line current using the relationship that the sum of the three-phase line currents at the same timing is zero as described above.

ここで、略1パルス波形について説明する。ここでいう略1パルス波形とは、次のようなパルスを含む。例えば図2において、相電圧Vが低電圧値を採る半周期において、非常に短い期間に相電圧Vが高電圧値を維持してもよい。即ち、相電圧Vは非常に細いパルスを含んでいても良い。この非常に短い期間とは、直流電流Idcの検出に必要な最小期間よりも短い期間であり、最小期間とは例えば上述した過渡期間と変換期間とスイッチング素子のターンオン期間との和である。ただし、電流検出に必要な期間として、過渡期間、変動期間、ターンオン期間以外にも考慮すべき他の期間が存在する。このような他の期間は当業者であれば技術常識であり当然に想定される。また同様に相電圧Vが高電圧値を採る半周期において、非常に短い期間に相電圧Vが低電圧値を維持してもよい。この非常に短い期間とは、上述の最小期間よりも短い期間である。要するに、略1パルス波形とは、相電圧Vが高電圧値または低電圧値を連続して採る期間のうち最小期間より短いものを、相電圧Vの波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみ有していればよい。   Here, a substantially one-pulse waveform will be described. The substantially one-pulse waveform here includes the following pulses. For example, in FIG. 2, in the half cycle in which the phase voltage V takes a low voltage value, the phase voltage V may maintain a high voltage value in a very short period. That is, the phase voltage V may include a very thin pulse. The very short period is a period shorter than the minimum period required for detecting the direct current Idc, and the minimum period is, for example, the sum of the above-described transient period, conversion period, and turn-on period of the switching element. However, there are other periods that need to be considered in addition to the transient period, the fluctuation period, and the turn-on period as the period necessary for current detection. Such other periods are common to those skilled in the art and are naturally assumed. Similarly, in the half cycle in which the phase voltage V takes a high voltage value, the phase voltage V may maintain the low voltage value for a very short period. This very short period is a period shorter than the above-mentioned minimum period. In short, a substantially one-pulse waveform is a rectangular wave pulse in which the phase voltage V, which is shorter than the minimum period among the periods in which the high voltage value or the low voltage value is continuously taken, is ignored from the waveform of the phase voltage V. It is sufficient to have only one.

次に、直流電流Idcを検出するタイミング(即ち時点t1,t2)を生成する方法の一例について述べる。   Next, an example of a method for generating the timing for detecting the direct current Idc (that is, time points t1 and t2) will be described.

<直流電流の検出タイミングの生成1>
制御部3は直流電流Idcを検出するタイミングを、タイマ回路を用いて決定する。例えば図10に示すように、制御部3は周期信号生成部341とタイマ値初期化信号生成部342とタイマ回路343と転流タイミング信号生成部344と電流検出タイミング信号生成部345とを更に備えている。
<Generation of DC current detection timing 1>
The control unit 3 determines the timing for detecting the direct current Idc using a timer circuit. For example, as shown in FIG. 10, the control unit 3 further includes a periodic signal generation unit 341, a timer value initialization signal generation unit 342, a timer circuit 343, a commutation timing signal generation unit 344, and a current detection timing signal generation unit 345. ing.

周期信号生成部341は図11に例示する周期信号を生成する。周期信号の活性/非活性は電気角60度の周期で切り替わる。この周期信号は、例えばモータ2の回転子の回転位置(機械角)を検出する回転位置検出部を用いて生成される。回転位置検出部は例えば回転子の回転位置を検出するセンサ(例えばホールセンサ)であってもよく、例えばモータ2の巻線に生じる誘起電圧またはモータ2に流れる線電流などに基づいて公知のセンサレス技術によって回転位置を算出しても良い。これによれば、ホールセンサを用いる必要がないので製造コストが抑制される。   The periodic signal generator 341 generates a periodic signal illustrated in FIG. The activation / inactivation of the periodic signal is switched at a period of 60 electrical degrees. This periodic signal is generated using, for example, a rotational position detector that detects the rotational position (mechanical angle) of the rotor of the motor 2. The rotational position detection unit may be, for example, a sensor (for example, a hall sensor) that detects the rotational position of the rotor. The rotational position may be calculated by a technique. According to this, since it is not necessary to use a Hall sensor, manufacturing cost is suppressed.

タイマ値初期化信号生成部342は、周期信号の活性/非活性が切り替わるたびにタイマ初期化信号SAをタイマ回路343に出力する。   The timer value initialization signal generator 342 outputs a timer initialization signal SA to the timer circuit 343 every time the periodic signal is activated / deactivated.

タイマ回路343は時間の経過と共にタイマ値CVを増大させるとともに、タイマ初期化信号SAを受け取る毎にタイマ値CVを初期化する。これによって、図11に例示するように、タイマ値CVは時間の経過と共に増大しつつも、電気角が60度進む度に初期化される。なお回転子の回転速度が早いほど短時間で電気角が60度進む。よって、タイマ値CVの最大値は、相電圧の角速度ωに依存する。角速度ωが高いほど短時間でタイマ値が初期化されるので、タイマ値CVの最大値はより小さい値を採る。   The timer circuit 343 increases the timer value CV as time elapses, and initializes the timer value CV every time the timer initialization signal SA is received. Accordingly, as illustrated in FIG. 11, the timer value CV is initialized every time the electrical angle advances by 60 degrees while increasing with the passage of time. Note that the electrical angle advances 60 degrees in a shorter time as the rotational speed of the rotor increases. Therefore, the maximum value of the timer value CV depends on the angular velocity ω of the phase voltage. Since the timer value is initialized in a shorter time as the angular velocity ω is higher, the maximum value of the timer value CV takes a smaller value.

転流タイミング信号生成部344は、タイマ値CVが設定値aと等しいかどうかを判断し、肯定的な判断がなされたときに転流タイミング信号SBを生成し、これをスイッチング制御部31に出力する。なお図11の例示では、初期化のタイミングでタイマ値CVと設定値aとが互いに交差するが、実際にはタイマ値CVは初期化の前後で不連続となる。よって、このタイミングではタイマ値CVは設定値aと等しくならず、転流タイミング信号SBは出力されない。   The commutation timing signal generation unit 344 determines whether the timer value CV is equal to the set value a, generates a commutation timing signal SB when a positive determination is made, and outputs this to the switching control unit 31. To do. In the example of FIG. 11, the timer value CV and the set value a intersect each other at the initialization timing. However, the timer value CV is actually discontinuous before and after the initialization. Therefore, at this timing, the timer value CV is not equal to the set value a, and the commutation timing signal SB is not output.

スイッチング制御部31は、転流タイミング信号SBを受け取ったときに、スイッチング素子S1〜S6のスイッチングパターンを変更すべくスイッチング信号Sを変更する。これによって、電気角60度ごとにスイッチングパターンを変化させることができる。なおスイッチングパターンは図11(及び図2)に示すとおりの順序で採用される。   When receiving the commutation timing signal SB, the switching control unit 31 changes the switching signal S so as to change the switching pattern of the switching elements S1 to S6. As a result, the switching pattern can be changed every 60 degrees of electrical angle. The switching patterns are employed in the order shown in FIG. 11 (and FIG. 2).

電流検出タイミング信号生成部345は、タイマ値CVが設定値a1(<設定値a)又は設定値a2(>設定値a)と等しいかどうかを判断し、肯定的な判断がなされたときに検出タイミング信号SHを生成し、これを線電流取得部32に出力する。   The current detection timing signal generation unit 345 determines whether the timer value CV is equal to the set value a1 (<set value a) or the set value a2 (> set value a), and detects when a positive determination is made. A timing signal SH is generated and output to the line current acquisition unit 32.

線電流取得部32は検出タイミング信号SHが入力されるたびに、上述したように直流電流Idcを線電流として検出する。   Each time the detection timing signal SH is input, the line current acquisition unit 32 detects the DC current Idc as a line current as described above.

設定値aは、例えば回転子の回転速度が最高速度である場合のタイマ値CVの最大値よりも小さい値に設定される。これにより、回転速度に依らずにタイマ値CVと設定値aとが互いに一致するタイミングが存在する。   For example, the set value a is set to a value smaller than the maximum value of the timer value CV when the rotation speed of the rotor is the maximum speed. Thus, there is a timing at which the timer value CV and the set value a coincide with each other regardless of the rotation speed.

設定値a1は、電流検出部4のアナログ/デジタル変換に要する期間よりも期間ts1が長くなるように設定される。なお、この条件を満たすように算出された設定値a1がタイマ値CVの最小値よりも小さくなる場合には、設定値a1を図12に示すように更新する。例えばタイマ値CVの最小値と最大値との差たるタイマ振幅を、設定値a1に足して設定値a1を更新する。より具体的にはタイマ最小値、タイマ最大値及び設定値aがそれぞれ0,100,10であり、当該条件を満たすように算出された設定値a1が−5である場合、設定値a1を95に更新する。そして、電流検出タイミング信号生成部345はタイマ値CVが更新後の設定値a1と等しいときに検出タイミング信号SHを出力する。これにより、当該条件を満たして検出タイミング信号SHを出力することができる。なおタイマ振幅は、電気角が60度進むのに要する時間であり、これは角速度ωにより算出可能である。   The set value a1 is set such that the period ts1 is longer than the period required for the analog / digital conversion of the current detection unit 4. If the set value a1 calculated to satisfy this condition is smaller than the minimum value of the timer value CV, the set value a1 is updated as shown in FIG. For example, the set value a1 is updated by adding the timer amplitude that is the difference between the minimum value and the maximum value of the timer value CV to the set value a1. More specifically, when the timer minimum value, the timer maximum value, and the setting value a are 0, 100, and 10, respectively, and the setting value a1 calculated to satisfy the condition is −5, the setting value a1 is set to 95. Update to Then, the current detection timing signal generation unit 345 outputs the detection timing signal SH when the timer value CV is equal to the updated set value a1. Thus, the detection timing signal SH can be output while satisfying the condition. The timer amplitude is the time required for the electrical angle to advance by 60 degrees, and this can be calculated from the angular velocity ω.

設定値a2は、スイッチングパターンの変化による直流電流Idcの過渡変動が所定の範囲内に収まるのに要する過渡期間よりも期間ts2が長くなるように設定される。なお、この条件を満たすように算出された設定値a2がタイマ最大値よりも大きくなる場合には、設定値a2を図13に示すように更新する。例えば設定値a2からタイマ振幅を減算して設定値a2を更新する。より具体的にはタイマ最小値、タイマ最大値及び設定値aがそれぞれ0,100,90であり、当該条件を満たすように算出された設定値a2が105である場合には、設定値a2を5に更新する。そして、電流検出タイミング信号生成部345はタイマ値CVが更新後の設定値a2と等しいときに検出タイミング信号SHを出力する。   The set value a2 is set such that the period ts2 is longer than the transient period required for the transient fluctuation of the direct current Idc due to the change of the switching pattern to fall within a predetermined range. When the set value a2 calculated to satisfy this condition is larger than the maximum timer value, the set value a2 is updated as shown in FIG. For example, the set value a2 is updated by subtracting the timer amplitude from the set value a2. More specifically, when the timer minimum value, the timer maximum value, and the set value a are 0, 100, and 90, respectively, and the set value a2 calculated to satisfy the condition is 105, the set value a2 is Update to 5. Then, the current detection timing signal generation unit 345 outputs the detection timing signal SH when the timer value CV is equal to the updated set value a2.

また設定値aは予め定められた値であっても良く、可変であってもよい。例えば設定値aを、タイマ値CVの最大値と最小値との間の中央の値に設定してもよい。これにより、設定値aがタイマ値CVの最大値または最小値に近い値に設定された場合と比較して、設定値a1,a2がタイマ値CVの最小値よりも大きく最大値よりも小さい範囲に収まりやすい。よって設定値a1,a2を更新する必要性を低減できる。   The set value a may be a predetermined value or may be variable. For example, the set value a may be set to a central value between the maximum value and the minimum value of the timer value CV. Thereby, compared with the case where the set value a is set to a value close to the maximum value or the minimum value of the timer value CV, the range in which the set values a1 and a2 are larger than the minimum value of the timer value CV and smaller than the maximum value. Easy to fit in. Therefore, it is possible to reduce the necessity of updating the set values a1 and a2.

<直流電流の検出タイミングの生成2>
制御部3は直流電流Idcを検出するタイミングを、スイッチング信号Sを生成するためのキャリアを用いて決定してもよい。例えば図14に示すように、スイッチング制御部31はキャリア生成部311と電圧指令値生成部312と比較部313とを有している。
<Generation of DC current detection timing 2>
The control unit 3 may determine the timing for detecting the DC current Idc using a carrier for generating the switching signal S. For example, as illustrated in FIG. 14, the switching control unit 31 includes a carrier generation unit 311, a voltage command value generation unit 312, and a comparison unit 313.

電圧指令値生成部312は公知の任意の手法によって相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*(図面では纏めて「V*」と表記)を生成する。例えば線電流についての指令値I*と線電流取得部32からの線電流とに基づいて、相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を生成する。なお指令値I*は例えばモータ2の回転速度についての指令値と、モータ2の回転速度とに基づいて生成され得るものの、本発明の本質とは異なるため詳細な説明は省略する。生成された相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*は図2に例示する相電圧Vu,Vv,Vwと同じ波形を有する。   The voltage command value generation unit 312 generates phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * (collectively expressed as “V *” in the drawing) by any known method. For example, the phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * are generated based on the command value I * for the line current and the line current from the line current acquisition unit 32. Although the command value I * can be generated based on, for example, the command value for the rotational speed of the motor 2 and the rotational speed of the motor 2, detailed description thereof is omitted because it differs from the essence of the present invention. The generated phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * have the same waveform as the phase voltages Vu, Vv, Vw illustrated in FIG.

キャリア生成部311は図15に例示するように三角形状のキャリアCWを生成する。図15の例示では、キャリアCWとして二等辺三角波が示されているが、これに限らず例えば直角三角波等の任意の三角波が採用されてもよい。また複数種類の三角波が連なってキャリアCWを形成してもよい。   The carrier generation unit 311 generates a triangular carrier CW as illustrated in FIG. In the example of FIG. 15, an isosceles triangular wave is shown as the carrier CW. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary triangular wave such as a right-angled triangular wave may be adopted. A plurality of types of triangular waves may be connected to form the carrier CW.

比較部313はキャリアCWと相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*との比較に基づいてスイッチング信号Sを出力する。例えば相電圧指令値Vu*がキャリアCWよりも大きいときにスイッチング素子S1を導通させ、相電圧指令値Vu*がキャリアCWよりも小さいときにスイッチング素子S4を導通させる。他の相についても同様である。よって図15に例示するように、相電圧指令値のいずれかとキャリアCWとが交差する時点が、スイッチングパターンが変化するタイミング(転流タイミング)となる。   The comparison unit 313 outputs the switching signal S based on the comparison between the carrier CW and the phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw *. For example, the switching element S1 is turned on when the phase voltage command value Vu * is larger than the carrier CW, and the switching element S4 is turned on when the phase voltage command value Vu * is smaller than the carrier CW. The same applies to the other phases. Therefore, as illustrated in FIG. 15, the point in time when one of the phase voltage command values intersects with the carrier CW is the timing at which the switching pattern changes (commutation timing).

線電流取得部32は、転流タイミングの前後においてキャリアCWが最小値または最大値を採る時点で、直流電流Idcを線電流として検出する。図15の例示では、これらの時点が検出タイミングとして示されている。例えば線電流取得部32は、相電圧指令値Vv*がキャリアCWと等しくなる転流タイミングの直前でキャリアCWが最小値を採る時点にて、直流電流Idcを線電流として検出し、当該転流タイミングの直後でキャリアCWが最大値を採る時点にて、直流電流Idcを線電流として検出する。   The line current acquisition unit 32 detects the direct current Idc as a line current when the carrier CW takes the minimum value or the maximum value before and after the commutation timing. In the illustration of FIG. 15, these time points are shown as detection timings. For example, the line current acquisition unit 32 detects the direct current Idc as a line current immediately before the commutation timing when the phase voltage command value Vv * becomes equal to the carrier CW, and the commutation is performed. Immediately after the timing, the DC current Idc is detected as a line current when the carrier CW takes the maximum value.

なお図15の例示では、相電圧指令値Vu*がキャリアCWと等しくなる転流タイミングと、その直前でキャリアCWが最小値を採る時点との間の期間ts1’が非常に短い。この期間ts1’がアナログ/デジタル変換に要する期間よりも短いと、適切に直流電流Idcを検出できない。よって図15に例示するように、線電流取得部32はさらに前にキャリアCWが最大値を採る時点で、直流電流Idcを線電流として検出する。これによって、より適切に直流電流Idcを検出できる。同様に、転流タイミングと、その直後にキャリアCWが最小値および最大値のいずれか一方を採る時点との間の時間が短ければ、その次にキャリアが他方を採る時点で直流電流Idcを検出すればよい。これにより、直流電流Idcの過渡期間を避けて、より適切に直流電流Idcを検出できる。   In the example of FIG. 15, the period ts1 'between the commutation timing at which the phase voltage command value Vu * becomes equal to the carrier CW and the point in time immediately before the carrier CW takes the minimum value is very short. If this period ts1 'is shorter than the period required for analog / digital conversion, the DC current Idc cannot be detected properly. Therefore, as illustrated in FIG. 15, the line current acquisition unit 32 detects the DC current Idc as a line current when the carrier CW takes the maximum value further before. Thereby, the direct current Idc can be detected more appropriately. Similarly, if the time between the commutation timing and the time point at which the carrier CW takes either one of the minimum value and the maximum value immediately after that is short, the DC current Idc is detected at the next time point when the carrier takes the other value. do it. As a result, the DC current Idc can be detected more appropriately while avoiding the transient period of the DC current Idc.

なおキャリアCWの半周期は相電圧の一周期T1の6分の1よりも短く設定される。キャリアCWの半周期が相電圧の一周期T1の6分の1よりも長い場合には、図16に例示するように、スイッチングパターンが維持される期間において、キャリアCWが最大値も最小値も採らない期間が存在し、この期間において直流電流Idcを検出できないからである。   The half cycle of the carrier CW is set to be shorter than 1/6 of one cycle T1 of the phase voltage. When the half cycle of the carrier CW is longer than one-sixth of one cycle T1 of the phase voltage, the carrier CW has a maximum value and a minimum value in the period in which the switching pattern is maintained, as illustrated in FIG. This is because there is a period during which the DC current Idc cannot be detected during this period.

なおキャリアCWが直角三角波であれば、キャリアCWの一周期は相電圧の6分の1周期よりも短く設定される。   If carrier CW is a right triangle wave, one cycle of carrier CW is set to be shorter than one sixth of the phase voltage.

<直流電流の検出タイミングの生成3>
ここでも制御部3は直流電流Idcを検出するタイミングを、スイッチング信号Sを生成するためのキャリアCWを用いて決定する。以下に図17を参照して詳細に説明する。なお図17の例示では代表的に相電圧指令値Vu*のみが示されている。線電流取得部32は、まず相電圧指令値のいずれかがキャリアCWと等しくなるときの、キャリアCWの値(設定値a)を算出する。より詳細には、設定値aを次式に基づいて算出する。
<Generation of DC current detection timing 3>
Again, the control unit 3 determines the timing for detecting the DC current Idc using the carrier CW for generating the switching signal S. This will be described in detail with reference to FIG. In the example of FIG. 17, only the phase voltage command value Vu * is typically shown. The line current acquisition unit 32 first calculates the value of carrier CW (set value a) when any of the phase voltage command values becomes equal to carrier CW. More specifically, the set value a is calculated based on the following equation.

a=(CW2−CW1)・ta/T ・・・(1)
ここで、CW1,CW2はそれぞれキャリアCWの最小値および最大値を示し、TはキャリアCWの半周期を示す。taは、転流タイミングを含むキャリアCWの半周期Tの始期から転流タイミングまでの時間である。
a = (CW2-CW1) · ta / T (1)
Here, CW1 and CW2 indicate a minimum value and a maximum value of the carrier CW, respectively, and T indicates a half cycle of the carrier CW. ta is the time from the start of the half cycle T of the carrier CW including the commutation timing to the commutation timing.

次に線電流取得部32は、式(1)により算出された設定値aを用いて設定値a1,a2を算出する。例えば設定値aに予め定められた第1所定値を減算して設定値a1を算出し、設定値aに予め定められた第2所定値を加算して設定値a2を算出する。   Next, the line current acquisition unit 32 calculates setting values a1 and a2 using the setting value a calculated by the equation (1). For example, the setting value a1 is calculated by subtracting a predetermined first predetermined value from the setting value a, and the setting value a2 is calculated by adding the predetermined second predetermined value to the setting value a.

そして設定値a1,a2の両方が最小値CW1以上であり最大値CW2以下であれば、線電流取得部32は、転流タイミングを含むキャリアCWの半周期においてキャリアCWが設定値a1又は設定値a2と等しいときに、直流電流Idcを線電流として検出する。   If both of the set values a1 and a2 are not less than the minimum value CW1 and not more than the maximum value CW2, the line current acquisition unit 32 determines that the carrier CW is the set value a1 or the set value in the half cycle of the carrier CW including the commutation timing. When equal to a2, the direct current Idc is detected as a line current.

また図17の例示では、相電圧指令値Vu*が立ち上がってキャリアCWと交差するときのキャリアCWの値(設定値a)は、最小値CW1と近い。例えば設定値aと最小値CW1との差が第1所定値よりも小さければ、算出された設定値a1は最小値CW1よりも小さい。この場合は、線電流取得部32は次のようにして設定値a1を更新する。即ち、キャリアCWの最小値CW1の2倍から設定値a1を減算して設定値a1’を算出する。例えば最小値CW1が−1であり、設定値a1が−1.2であれば、設定値a1’は−0.8となる。そして、線電流取得部32は、相電圧指令値Vu*が立ち上がってキャリアCWと交差する時点を含む半周期よりも一つ前の半周期においてキャリアCWが設定値a1’と等しいときに、直流電流Idcを線電流として検出する。   In the illustration of FIG. 17, the value of carrier CW (set value a) when phase voltage command value Vu * rises and intersects carrier CW is close to minimum value CW1. For example, if the difference between the set value a and the minimum value CW1 is smaller than the first predetermined value, the calculated set value a1 is smaller than the minimum value CW1. In this case, the line current acquisition unit 32 updates the set value a1 as follows. That is, the set value a1 'is calculated by subtracting the set value a1 from twice the minimum value CW1 of the carrier CW. For example, if the minimum value CW1 is -1 and the set value a1 is -1.2, the set value a1 'is -0.8. Then, the line current acquisition unit 32 performs direct current when the carrier CW is equal to the set value a1 ′ in the half cycle immediately before the half cycle including the time when the phase voltage command value Vu * rises and crosses the carrier CW. The current Idc is detected as a line current.

また図18に例示するように設定値a2がキャリアCWの最大値CW2よりも大きい場合は、次のようにして設定値a2を更新する。即ち、キャリアCWの最大値CW2の2倍から設定値a2を減算して設定値a2’を算出する。例えば最大値CW2が1であり、設定値a2が1.3である場合には、設定値a2’は0.7となる。そして線電流取得部32は、相電圧指令値とキャリアCWとが交差する半周期よりも一つ後の半周期においてキャリアCWが設定値a2’と等しいときに、直流電流Idcを線電流として検出する。   As illustrated in FIG. 18, when the set value a2 is larger than the maximum value CW2 of the carrier CW, the set value a2 is updated as follows. That is, the set value a2 'is calculated by subtracting the set value a2 from twice the maximum value CW2 of the carrier CW. For example, when the maximum value CW2 is 1 and the set value a2 is 1.3, the set value a2 'is 0.7. The line current acquisition unit 32 detects the DC current Idc as a line current when the carrier CW is equal to the set value a2 ′ in a half cycle one after the half cycle in which the phase voltage command value and the carrier CW intersect. To do.

なお図17,18の例示ではキャリアCWが二等辺三角波であるが、例えば直角三角波であってもよい。この場合、式(1)におけるTはキャリアCWの半周期ではなく1周期である。   17 and 18, the carrier CW is an isosceles triangular wave, but may be a right triangular wave, for example. In this case, T in equation (1) is not a half cycle of the carrier CW but one cycle.

設定値a1が直角三角波のキャリアCWの最小値CW1よりも小さい場合は、設定値a1に、キャリアCWの最大値CW2と最小値CW1との差を加算して設定値a1’を算出する。そして、相電圧指令値がキャリアCWと交差する一周期の一つ前の一周期においてキャリアCWが設定値a1’と等しいときに、線電流取得部32は直流電流Idcを線電流として検出する。   When the set value a1 is smaller than the minimum value CW1 of the right-angled triangular wave carrier CW, the set value a1 'is calculated by adding the difference between the maximum value CW2 and the minimum value CW1 of the carrier CW to the set value a1. Then, when the carrier CW is equal to the set value a1 'in one cycle immediately before the cycle in which the phase voltage command value intersects with the carrier CW, the line current acquisition unit 32 detects the DC current Idc as a line current.

設定値a2が直角三角波のキャリアCWの最大値CW2よりも大きい場合は、設定値a2から、最大値CW2と最小値CW1との差を減算して設定値a2’を算出する。そして、相電圧指令値がキャリアCWと交差する一周期の一つ後の一周期においてキャリアCWが設定値a2’と等しいときに、線電流取得部32は直流電流Idcを線電流として検出する。   When the set value a2 is larger than the maximum value CW2 of the right-angled triangular wave carrier CW, the set value a2 'is calculated by subtracting the difference between the maximum value CW2 and the minimum value CW1 from the set value a2. The line current acquisition unit 32 detects the direct current Idc as a line current when the carrier CW is equal to the set value a <b> 2 ′ in one cycle after one cycle in which the phase voltage command value intersects the carrier CW.

第2の実施の形態.
第1の実施の形態ではスイッチングパターンが変化する毎に3相の線電流iu,iv,iwを得ることができる。一方で図9に例示するように、スイッチングパターンが維持される期間では、直流電流Idcに基づいて1相の線電流を検出できるものの、直流電流Idcに基づいて3相の線電流を検出することは困難である。そこで、第2の実施の形態では、スイッチングパターンが変化するタイミングt(0)における3相の線電流iu,iv,iwを用いて、他のタイミング(図9では時点t(1)〜t(n)、nは自然数)における3相の線電流iu,iv,iwを推定する。
Second embodiment.
In the first embodiment, three-phase line currents iu, iv, iw can be obtained each time the switching pattern changes. On the other hand, as illustrated in FIG. 9, in the period in which the switching pattern is maintained, one-phase line current can be detected based on the DC current Idc, but three-phase line current is detected based on the DC current Idc. It is difficult. Therefore, in the second embodiment, the three-phase line currents iu, iv, and iw at the timing t (0) at which the switching pattern changes are used for other timings (in FIG. 9, time points t (1) to t ( n) and n are natural numbers), and the three-phase line currents iu, iv and iw are estimated.

図19に例示するように、制御部3は図1の制御部3と比較して線電流推定部33を更に備えている。線電流推定部33には線電流取得部32から3相の線電流iu,iv,iwが入力される。線電流推定部33はこの3相の線電流iu,iv,iwを用いて、次式(2)〜(4)を用いて、タイミングt(0)とは異なるタイミングにおける3相の線電流iu,iv,iwを推定する。   As illustrated in FIG. 19, the control unit 3 further includes a line current estimation unit 33 as compared with the control unit 3 of FIG. 1. The line current estimation unit 33 receives the three-phase line currents iu, iv, and iw from the line current acquisition unit 32. The line current estimation unit 33 uses the three-phase line currents iu, iv, and iw and uses the following equations (2) to (4) to determine the three-phase line current iu at a timing different from the timing t (0). , Iv, iw are estimated.

iu=Im・sinθi ・・・(2)
iv=Im・sin(θi−2π/3) ・・・(3)
iw=Im・sin(θi+2π/3) ・・・(4)
ここで、Imは線電流iu,iv,iwの振幅(以下、電流振幅と呼ぶ)であり、θiは線電流iu,iv,iwの位相(以下、電流位相と呼ぶ)である。これらの式(2)〜式(4)は線電流ix(xはu,v,wを代表する、以下、同様)の基本波成分についての波形の式である。
iu = Im · sin θi (2)
iv = Im · sin (θi−2π / 3) (3)
iw = Im · sin (θi + 2π / 3) (4)
Here, Im is the amplitude of the line currents iu, iv, iw (hereinafter referred to as current amplitude), and θi is the phase of the line currents iu, iv, iw (hereinafter referred to as current phase). These formulas (2) to (4) are waveform formulas for the fundamental wave component of the line current ix (x represents u, v, w, the same applies hereinafter).

式(2)〜式(4)によって理解されるとおり、任意のタイミングでの線電流iu,iv,iwは、電流振幅Imとそのタイミングにおける電流位相θiとを得ることで、算出される。よって、以下では、電流振幅Imと任意のタイミングにおける電流位相θiとをそれぞれ算出する。   As understood from the equations (2) to (4), the line currents iu, iv, iw at an arbitrary timing are calculated by obtaining the current amplitude Im and the current phase θi at the timing. Therefore, hereinafter, the current amplitude Im and the current phase θi at an arbitrary timing are calculated.

まず電流振幅Imの算出の一例について説明する。線電流推定部33は時点t(0)における3相の線電流iu,iv,iwから電流振幅Imを算出する。例えば線電流推定部33はまず線電流取得部32からの線電流iu,iv,iwを2相の固定座標系におけるα軸の電流iα及びβ軸の電流iβへと変換する。かかる変換として、例えば公知の絶対変換を採用する。なお、この変換は2相の線電流のみを用いて行うことができる。なぜなら残りの1相がこの2相の線電流で表すことができるからである。よって、線電流取得部32は必ずしも残りの1相の線電流を算出するというステップを必要としない。そして、線電流推定部33は電流iα,iβに基づいて次式により電流振幅Imを算出する。   First, an example of calculating the current amplitude Im will be described. The line current estimation unit 33 calculates the current amplitude Im from the three-phase line currents iu, iv, and iw at time t (0). For example, the line current estimation unit 33 first converts the line currents iu, iv, iw from the line current acquisition unit 32 into an α-axis current iα and a β-axis current iβ in a two-phase fixed coordinate system. As such conversion, for example, a known absolute conversion is adopted. This conversion can be performed using only two-phase line currents. This is because the remaining one phase can be expressed by this two-phase line current. Therefore, the line current acquisition unit 32 does not necessarily need the step of calculating the remaining one-phase line current. Then, the line current estimation unit 33 calculates the current amplitude Im by the following equation based on the currents iα and iβ.

Im=sqrt(2/3)・sqrt(iα^2+iβ^2)・・・(5)
ここで、sqrt()は括弧内の値の平方根を示し、A^BはAのB乗を示す。なお、電流振幅Imは、スイッチングパターンが変化する度に算出された複数の電流振幅Imの平均値であってもよく、或いは算出された電流振幅Imをローパスフィルタに入力し、その出力を電流振幅Imとして用いても良い。
Im = sqrt (2/3) · sqrt (iα ^ 2 + iβ ^ 2) (5)
Here, sqrt () indicates the square root of the value in parentheses, and A ^ B indicates A to the Bth power. The current amplitude Im may be an average value of a plurality of current amplitudes Im calculated each time the switching pattern changes, or the calculated current amplitude Im is input to a low-pass filter, and the output thereof is the current amplitude. It may be used as Im.

次に、任意の時点t(k)(kは1〜nまでの自然数)における電流位相θiの算出の一例について説明する。線電流推定部33は、時点t(k)における電流位相θiを算出するに当たって、まず時点t(0)における電流位相θiを算出する。時点t(0)における電流位相θiは時点t(0)において検出された線電流iu,iv,iwから算出することが可能である。例えば線電流推定部33は次式に基づいて時点t(0)における電流位相θiたる電流位相θi(t0)を算出する。   Next, an example of calculating the current phase θi at an arbitrary time point t (k) (k is a natural number from 1 to n) will be described. In calculating the current phase θi at time t (k), the line current estimation unit 33 first calculates the current phase θi at time t (0). The current phase θi at time t (0) can be calculated from the line currents iu, iv, iw detected at time t (0). For example, the line current estimation unit 33 calculates the current phase θi (t0) as the current phase θi at the time point t (0) based on the following equation.

θi(t0)=arctan(iα/iβ) ・・・(6)
ここでarctan()は、括弧内の値の逆正接を示す。
θi (t0) = arctan (iα / iβ) (6)
Here, arctan () indicates the arc tangent of the value in parentheses.

さて、時点t(0)における電流位相θiを用いて、時点t(k)における電流位相θiを例えば以下で説明するように算出する。ここでは、電流位相θiと相電圧の位相(以下、電圧位相と呼ぶ)との間の位相差Δθは、時点t(0),t(k)において互いに等しい、と仮定する。この仮定は、誘導性負荷2が例えばモータであれば特にモータを安定した速度で回転させる定常状態において妥当である。よって、時点t(0)における電流位相θiと電圧位相θvとを用いて位相差Δθを算出できれば、時点t(k)における電圧位相θvと位相差Δθとを用いて時点t(k)における電流位相θiを算出することができる。   Now, using the current phase θi at time t (0), the current phase θi at time t (k) is calculated as described below, for example. Here, it is assumed that the phase difference Δθ between the current phase θi and the phase of the phase voltage (hereinafter referred to as voltage phase) is equal to each other at time points t (0) and t (k). This assumption is valid in a steady state where the motor is rotated at a stable speed, particularly if the inductive load 2 is a motor, for example. Therefore, if the phase difference Δθ can be calculated using the current phase θi and the voltage phase θv at the time t (0), the current at the time t (k) using the voltage phase θv and the phase difference Δθ at the time t (k). The phase θi can be calculated.

さて、時点t(0)における電流位相θiは式(6)を用いて算出される。一方、時点t(0)における電圧位相θvは次のように取得することができる。即ち、図19に示すように制御部3は電圧位相取得部38を備える。電圧位相取得部38は例えばスイッチング制御部31から相電圧指令値V*を受け取り、相電圧指令値V*に基づいて電圧位相θvを取得する。なお、相電圧指令値V*は図2の相電圧と同様の波形を有するので、その基本波成分を抽出し、電流位相θiと同様にして電圧位相θvを算出しても良い。或いは、交流線Pu,Pv,Pwに印加される相電圧を検出する電圧検出部を設け、検出された相電圧から電圧位相θvを算出しても構わない。   Now, the current phase θi at time t (0) is calculated using equation (6). On the other hand, the voltage phase θv at the time point t (0) can be obtained as follows. That is, as shown in FIG. 19, the control unit 3 includes a voltage phase acquisition unit 38. For example, the voltage phase acquisition unit 38 receives the phase voltage command value V * from the switching control unit 31 and acquires the voltage phase θv based on the phase voltage command value V *. Since the phase voltage command value V * has the same waveform as the phase voltage in FIG. 2, the fundamental wave component may be extracted and the voltage phase θv may be calculated in the same manner as the current phase θi. Alternatively, a voltage detector that detects a phase voltage applied to the AC lines Pu, Pv, and Pw may be provided, and the voltage phase θv may be calculated from the detected phase voltage.

線電流推定部33は時点t(0)における電流位相θiと電圧位相θvとを用いてこれらの間の位相差Δθ(=θi−θv)を算出する。なお、位相差Δθは、スイッチングパターンが変化する度に算出された複数の位相差Δθの平均値であっても良く、また算出された位相差Δをローパスフィルタに入力し、その出力を位相差Δθとして用いても良い。   The line current estimation unit 33 calculates the phase difference Δθ (= θi−θv) between the current phase θi and the voltage phase θv at time t (0). The phase difference Δθ may be an average value of a plurality of phase differences Δθ calculated each time the switching pattern changes. The calculated phase difference Δ is input to a low-pass filter, and an output thereof is converted into a phase difference. It may be used as Δθ.

時点t(k)における電圧位相θvは、時点t(0)における電圧位相θvと同様に電圧位相取得部38によって取得される。線電流推定部33は、位相差Δθと時点t(k)における電圧位相θvとを用いて次式により時点t(k)における電流位相θiを算出する。   The voltage phase θv at the time point t (k) is acquired by the voltage phase acquisition unit 38 in the same manner as the voltage phase θv at the time point t (0). The line current estimation unit 33 calculates the current phase θi at the time t (k) using the phase difference Δθ and the voltage phase θv at the time t (k) according to the following equation.

θi=θv+Δθ ・・・(7)
そして、線電流推定部33は、算出した電流振幅Imと時点t(k)における電流位相θiとを用いて式(2)〜式(4)に基づいて時点t(k)における線電流ixを算出する。これにより、スイッチングパターンが維持される期間の任意の時点t(k)においても線電流iu,iv,iwを推定することができる。なお、必ずしも線電流iu,iv,iwを推定する必要はなく、いずれか二相の線電流を推定してもよい。例えば線電流iu,iv,iw二相の固定座標系に変換する場合には、線電流iw=−iu−ivであることに鑑みて二相の線電流で足りるからである。
θi = θv + Δθ (7)
Then, the line current estimation unit 33 calculates the line current ix at the time t (k) based on the equations (2) to (4) using the calculated current amplitude Im and the current phase θi at the time t (k). calculate. Thereby, the line currents iu, iv, iw can be estimated even at an arbitrary time point t (k) during which the switching pattern is maintained. Note that it is not always necessary to estimate the line currents iu, iv, iw, and any two-phase line currents may be estimated. This is because, for example, in the case of conversion to a line coordinate iu, iv, iw two-phase fixed coordinate system, a two-phase line current is sufficient in view of the fact that the line current iw = −iu−iv.

次に、時点t(k)における電流位相θiの算出の他の一例について説明する。なお電流振幅Imの算出と、電流振幅Imおよび時点t(k)における電流位相θiに基づく時点t(k)における線電流の算出とは、上述の算出と同様であるので、繰り返しの説明を避ける。図20に例示するように、制御部3は図19の制御部3と比較して電圧位相取得部38の替わりに角速度取得部381を更に備えている。角速度取得部381については後に述べる。   Next, another example of calculation of the current phase θi at time t (k) will be described. Note that the calculation of the current amplitude Im and the calculation of the line current at the time t (k) based on the current amplitude Im and the current phase θi at the time t (k) are the same as the above-described calculation, so that repeated description is avoided. . As illustrated in FIG. 20, the control unit 3 further includes an angular velocity acquisition unit 381 instead of the voltage phase acquisition unit 38 as compared with the control unit 3 of FIG. 19. The angular velocity acquisition unit 381 will be described later.

さて電流位相θiは次式を満たす。   The current phase θi satisfies the following formula.

θi(tk)=θi(t0)+ωΔt’ ・・・(8)
ここで、θi(tk)は時点t(k)における電流位相θiを示し、θi(t0)は時点t(0)における電流位相θiを示し、Δt’は時点t(0)からの時点t(k)までの経過時間を示し既知である。時点t(0)における電流位相θi(t0)は上述のように算出できるので、角速度ωを取得できれば時点tkにおける電流位相θi(tk)を算出できる。
θi (tk) = θi (t0) + ωΔt ′ (8)
Here, θi (tk) represents the current phase θi at time t (k), θi (t0) represents the current phase θi at time t (0), and Δt ′ represents time t (0) from time t (0). The elapsed time up to k) is known and known. Since the current phase θi (t0) at the time point t (0) can be calculated as described above, the current phase θi (tk) at the time point tk can be calculated if the angular velocity ω can be obtained.

角速度ωは角速度取得部381によって取得される。以下、角速度ωの算出について詳述する。なお相電圧Vxの角速度と線電流ixの角速度とは互いに等しいので、角速度ωは電流位相θiから算出しても良く、電圧位相θvから算出しても良い。ここでは、まず電流位相θiから算出する場合について説明する。角速度ωは次式で表される。   The angular velocity ω is acquired by the angular velocity acquisition unit 381. Hereinafter, calculation of the angular velocity ω will be described in detail. Since the angular velocity of the phase voltage Vx and the angular velocity of the line current ix are equal to each other, the angular velocity ω may be calculated from the current phase θi or may be calculated from the voltage phase θv. Here, the case where it calculates from current phase (theta) i first is demonstrated. The angular velocity ω is expressed by the following equation.

ω=(θi1−θi2)/ΔT ・・・(9)
ここで、θi1,θi2は、それぞれ電気角60度毎に検出された線電流iu,iv,iwの電流位相θiのうち、異なる2つの時点における電流位相θiである。例えば電気角60度毎の時点t(0)のうち、時点t(k)に最も近い2つの時点t(0)における電流位相θiである。ΔTは当該2つの時点同士の間の期間である。期間ΔTは任意の計時手段(例えばタイマ回路)を用いて取得することができる。よって、この2つの時点の間の期間における角速度ω、を式(9)に基づいて算出することができる。
ω = (θi1−θi2) / ΔT (9)
Here, θi1 and θi2 are current phases θi at two different points in time among the current phases θi of the line currents iu, iv, and iw detected at every electrical angle of 60 degrees. For example, the current phase θi at two time points t (0) closest to the time point t (k) among the time points t (0) at every 60 degrees of electrical angle. ΔT is a period between the two time points. The period ΔT can be obtained using any time measuring means (for example, a timer circuit). Therefore, the angular velocity ω in the period between the two time points can be calculated based on the equation (9).

そして、角速度ωはほぼ一定であると見なして、この2つの時点の間の期間における角速度ωが時点t(0)から時点t(k)までの期間における角速度ωと等しいと仮定する。この仮定は、誘導性負荷2が例えばモータであれば特にモータを一定速度で回転させる定常状態において妥当である。   Then, assuming that the angular velocity ω is substantially constant, it is assumed that the angular velocity ω in the period between the two time points is equal to the angular speed ω in the period from the time point t (0) to the time point t (k). This assumption is valid in a steady state where the motor is rotated at a constant speed, particularly if the inductive load 2 is a motor, for example.

よって、線電流推定部33は、角速度ωと、時点t(0)から時点t(k)までの期間Δt’と、時点t(0)における電流位相θiとを用いて、式(8)に基づいて、時点t(k)における電流位相θiを算出することができる。言い換えれば、線電流推定部33は、角速度ωと時点t(0)から時点t(k)までの期間Δt’とに基づく電流位相θiの進みを、時点t(0)における電流位相θiに加算して時点t(k)における電流位相θiを算出する。   Therefore, the line current estimation unit 33 uses the angular velocity ω, the period Δt ′ from the time t (0) to the time t (k), and the current phase θi at the time t (0) to formula (8). Based on this, the current phase θi at time t (k) can be calculated. In other words, the line current estimation unit 33 adds the advance of the current phase θi based on the angular velocity ω and the period Δt ′ from the time t (0) to the time t (k) to the current phase θi at the time t (0). Then, the current phase θi at the time point t (k) is calculated.

また上述のとおり、角速度ωは相電圧Vxについての角速度でもある。よって、電圧位相θvを用いて角速度ωを算出することができる。例えば任意の2つの時点における電圧位相θvたる電圧位相θv1,θv2と、これらの2つの時点の間の期間ΔT’とを用いて、次式に基づいて角速度ωを算出することができる。   As described above, the angular velocity ω is also the angular velocity with respect to the phase voltage Vx. Therefore, the angular velocity ω can be calculated using the voltage phase θv. For example, the angular velocity ω can be calculated based on the following equation using the voltage phases θv1 and θv2 that are the voltage phases θv at two arbitrary time points and the period ΔT ′ between these two time points.

ω=(θv2−θv1)/ΔT’ ・・・(10)
したがって、電圧位相θvに基づいて算出した角速度ωを用いて、式(8)に基づいて時点t(k)における電流位相θiを算出し、続いて式(2)から式(4)に基づいて時点t(k)における線電流iu,iv,iwを算出してもよい。
ω = (θv2−θv1) / ΔT ′ (10)
Therefore, using the angular velocity ω calculated based on the voltage phase θv, the current phase θi at the time point t (k) is calculated based on the equation (8), and then based on the equations (2) to (4). The line currents iu, iv, iw at time t (k) may be calculated.

なお、角速度ωを任意の複数の時点(例えばスイッチングパターンが変化するたびに)で算出し、その平均値を角速度ωとして用いても良く、或いはその角速度ωをローパスフィルタに入力し、その出力を角速度ωとして用いても良い。   Note that the angular velocity ω may be calculated at an arbitrary plurality of times (for example, every time the switching pattern changes), and the average value may be used as the angular velocity ω. Alternatively, the angular velocity ω may be input to a low-pass filter and the output thereof may be You may use as angular velocity (omega).

なお当該2つの時点として時点t(0),t(k)を採用すれば、式(10)における期間ΔT’は期間Δt’と一致する。このときの式(10)を式(8)に代入すれば次式が導かれる。   If the time points t (0) and t (k) are adopted as the two time points, the period ΔT ′ in the equation (10) coincides with the period Δt ′. Substituting Equation (10) at this time into Equation (8) yields the following equation.

θi(tk)=θi(t0)+θv(tk)−θv(t0) ・・・(11)
線電流推定部33は式(11)に基づいて時点t(k)における電流位相θiを算出しても良い。換言すれば、時点t(k)及び時点t(0)における電圧位相θv同士の差を、時点t(0)における電流位相θiに加算して時点t(k)における電流位相θiを算出てもよい。これによれば、角速度ωを算出することなく電流位相θiを算出することができる。よってこの場合、角速度取得部381の代わりに電圧位相取得部38が設けられる。
θi (tk) = θi (t0) + θv (tk) −θv (t0) (11)
The line current estimation unit 33 may calculate the current phase θi at the time point t (k) based on the equation (11). In other words, the current phase θi at time t (k) can be calculated by adding the difference between the voltage phases θv at time t (k) and time t (0) to the current phase θi at time t (0). Good. According to this, the current phase θi can be calculated without calculating the angular velocity ω. Therefore, in this case, the voltage phase acquisition unit 38 is provided instead of the angular velocity acquisition unit 381.

なお誘導性負荷2がモータであれば、モータの機械角速度(回転子の角速度)を検出する回転速度検出センサを設け、角速度取得部381が機械角速度に基づいて角速度ωを算出しても良い。機械角速度をモータの回転子の極対数で除算した値が角速度ωである。また、このモータの機械角速度は公知のセンサレス技術によって算出しても良い。   If the inductive load 2 is a motor, a rotational speed detection sensor for detecting the mechanical angular speed of the motor (angular speed of the rotor) may be provided, and the angular speed acquisition unit 381 may calculate the angular speed ω based on the mechanical angular speed. The value obtained by dividing the mechanical angular velocity by the number of pole pairs of the rotor of the motor is the angular velocity ω. The mechanical angular velocity of the motor may be calculated by a known sensorless technique.

さて、上述の例のいずれもが、時点t(k)における線電流iu,iv,iwのうち少なくとも2相の線電流を算出している。以下では、時点t(k)における1相の線電流を検出し、残りの2相の線電流のうち少なくとも1相の線電流を算出する場合について説明する。   Now, all of the above examples calculate at least two-phase line currents among the line currents iu, iv, and iw at time t (k). Hereinafter, a case will be described in which one-phase line current at time t (k) is detected and at least one-phase line current is calculated from the remaining two-phase line currents.

図21の例示では、制御部3は図19,20の制御部3と比較して一相線電流取得部39を更に備えている。一相線電流取得部39は、時点t(k)において検出した直流電流Idcを、時点t(k)におけるスイッチングパターンに基づいて決定される1相の線電流として推定する。例えば時点t(k)におけるスイッチングパターンが(100)である場合には、直流電流Idcをu相の線電流iuとして推定する。   In the illustration of FIG. 21, the control unit 3 further includes a one-phase line current acquisition unit 39 as compared with the control unit 3 of FIGS. The one-phase line current acquisition unit 39 estimates the DC current Idc detected at time t (k) as a one-phase line current determined based on the switching pattern at time t (k). For example, when the switching pattern at time t (k) is (100), the DC current Idc is estimated as the u-phase line current iu.

以上のように、一相線電流取得部39によって、時点t(k)における線電流iu,iv,iwのうち1相の線電流が検出される。   As described above, the one-phase line current acquisition unit 39 detects one-phase line current among the line currents iu, iv, and iw at the time point t (k).

線電流推定部33は上述したいずれかの方法に基づいて時点t(k)における電流位相θiを算出する。そして、線電流推定部33は、時点t(k)における1相の線電流と、時点t(k)における電流位相θiと、線電流の波形の式(式(2)〜式(4))とに基づいて電流振幅Imを算出する。例えば時点t(k)における1相の線電流としてu相の線電流iuが検出される場合、式(2)に基づいて電流振幅Imを算出する。   The line current estimation unit 33 calculates the current phase θi at the time point t (k) based on any of the methods described above. The line current estimation unit 33 then calculates the one-phase line current at the time point t (k), the current phase θi at the time point t (k), and the line current waveform formulas (formulas (2) to (4)). Based on the above, current amplitude Im is calculated. For example, when the u-phase line current iu is detected as the one-phase line current at time t (k), the current amplitude Im is calculated based on the equation (2).

次に、線電流推定部33は、電流振幅Imと時点t(k)における電流位相θiとを用いて、線電流の基本波成分の波形の式に基づいて、残りの2相の線電流を算出する。例えば式(3)及び式(4)に基づいて線電流iv,iwのうち少なくとも1相の線電流を算出する。   Next, the line current estimation unit 33 uses the current amplitude Im and the current phase θi at the time t (k) to calculate the remaining two-phase line currents based on the waveform equation of the fundamental component of the line current. calculate. For example, the line current of at least one phase among the line currents iv and iw is calculated based on the expressions (3) and (4).

この推定方法によれば、時点t(k)における1相の線電流を検出しているので、推定精度を向上することができる。   According to this estimation method, since the one-phase line current at time t (k) is detected, the estimation accuracy can be improved.

また線電流推定部33は以下のようにして残りの2相の線電流のうち少なくとも1相の線電流を算出しても良い。即ち、まず線電流推定部33は時点t(0)において検出された線電流iu,iv,iwに基づいて電流振幅Imを算出する。電流振幅Imは例えば式(5)に基づいて算出される。そして、時点t(k)において検出された1相の線電流と、電流振幅Imと、線電流の波形の式とに基づいて、時点t(k)における電流位相θiを算出する。例えば1相の線電流としてu相の線電流iuが検出された場合には、式(2)に基づいて時点t(k)における電流位相θiを算出する。   Further, the line current estimation unit 33 may calculate at least one phase line current among the remaining two phase line currents as follows. That is, first, the line current estimation unit 33 calculates the current amplitude Im based on the line currents iu, iv, iw detected at time t (0). The current amplitude Im is calculated based on, for example, the equation (5). Then, based on the one-phase line current detected at time t (k), the current amplitude Im, and the equation of the waveform of the line current, the current phase θi at time t (k) is calculated. For example, when the u-phase line current iu is detected as the one-phase line current, the current phase θi at the time point t (k) is calculated based on the equation (2).

次に、線電流推定部33は、電流振幅Imと時点t(k)における電流位相θiとを用いて、線電流の波形の式(式(2)〜(4))に基づいて、残りの2相の線電流のうち少なくとも1相の線電流を算出する。例えば式(2)及び式(4)に基づいて線電流iv,iwを算出する。   Next, the line current estimation unit 33 uses the current amplitude Im and the current phase θi at the time point t (k), based on the line current waveform equations (formulas (2) to (4)), Of the two-phase line currents, at least one phase line current is calculated. For example, the line currents iv and iw are calculated based on the equations (2) and (4).

この推定方法であっても、時点t(k)における1相の線電流を検出しているので、推定精度を向上することができる。しかも時点t(k)における電流位相θiを比較的簡単に算出でき、ひいては線電流の算出を簡易にできる。   Even in this estimation method, since the one-phase line current at the time point t (k) is detected, the estimation accuracy can be improved. In addition, the current phase θi at the time point t (k) can be calculated relatively easily, and thus the calculation of the line current can be simplified.

第3の実施の形態.
第2の実施の形態では、線電流推定部33は線電流の基本波成分の波形の式を用いて任意のタイミングにおける線電流を算出した。本実施の形態では、線電流推定部33は誘導性負荷2の等価回路における電圧方程式を用いて任意のタイミングにおける線電流を算出する。以下では誘導性負荷2としてモータが採用された場合について説明する。例えばここでいうモータとは永久磁石を有するモータを含む同期モータである。
Third embodiment.
In the second embodiment, the line current estimation unit 33 calculates the line current at an arbitrary timing using the waveform formula of the fundamental wave component of the line current. In the present embodiment, the line current estimation unit 33 calculates the line current at an arbitrary timing using the voltage equation in the equivalent circuit of the inductive load 2. Below, the case where a motor is employ | adopted as the inductive load 2 is demonstrated. For example, the motor here is a synchronous motor including a motor having a permanent magnet.

図22に例示するように、制御部3は図19の制御部3と比較して角速度取得部381と鎖交磁束取得部382と相電圧取得部383とを更に備えている。   As illustrated in FIG. 22, the control unit 3 further includes an angular velocity acquisition unit 381, an interlinkage magnetic flux acquisition unit 382, and a phase voltage acquisition unit 383 compared to the control unit 3 of FIG. 19.

また図23に例示するように、この等価回路においては、モータ2の誘導成分L2と抵抗成分R2とが、相電圧を示す交流電圧源E1と、モータ2の回転によって誘導成分L2に生じる誘起電圧を示す交流電圧源E2とに直列に接続されている。かかる等価回路においては誘導性負荷2として簡易的な等価回路が採用されるので、次式で示されるとおり電圧方程式が簡易となる。よって演算処理を簡易にできる。   Further, as illustrated in FIG. 23, in this equivalent circuit, the induction component L2 and the resistance component R2 of the motor 2 include an AC voltage source E1 indicating a phase voltage, and an induced voltage generated in the induction component L2 by the rotation of the motor 2. Is connected in series with an AC voltage source E2. In such an equivalent circuit, a simple equivalent circuit is employed as the inductive load 2, so that the voltage equation is simplified as shown by the following equation. Therefore, the arithmetic processing can be simplified.

Figure 0005853644
Figure 0005853644

ここで、Lは誘導成分L2のインダクタンスを示し、Rは抵抗成分R2の抵抗値を示し、ωは線電流の角速度を示し、φxは永久磁石によるx相電機子鎖交磁束を示す。また誘起電圧は角速度ωと鎖交磁束φxとの乗算で表される。   Here, L represents the inductance of the inductive component L2, R represents the resistance value of the resistance component R2, ω represents the angular velocity of the line current, and φx represents the x-phase armature flux linkage by the permanent magnet. The induced voltage is represented by multiplication of the angular velocity ω and the flux linkage φx.

式(12)を変形すると式(13)が導かれる。   When Expression (12) is transformed, Expression (13) is derived.

Figure 0005853644
Figure 0005853644

時点t(k+1),t(k)を用いた前方差分により式(13)を変形すると次式が導かれる。なお、前方差分によらず後方差分若しくは中央差分を用いても良い。ここでは前方差分を用いた方法について説明する。   When the equation (13) is transformed by the forward difference using the time points t (k + 1) and t (k), the following equation is derived. Note that a backward difference or a center difference may be used regardless of the forward difference. Here, a method using forward difference will be described.

ix(tk+1)=ix(tk)+{Vx(tk)-R・ix(tk)-ω・φx(tk)}(t(k+1)-t(k))/L・・・(14)
ここで、ix(tk+1)は時点t(k+1)における線電流ixを示し、ix(tk)は時点t(k)における線電流ixを示し、Vx(tk)は時点tkにおける相電圧Vxを示し、φx(tk)は時点tkにおけるx相の鎖交磁束を示す。
ix (tk + 1) = ix (tk) + {Vx (tk) -R ・ ix (tk) -ω ・ φx (tk)} (t (k + 1) -t (k)) / L ... (14)
Here, ix (tk + 1) indicates the line current ix at time t (k + 1), ix (tk) indicates the line current ix at time t (k), and Vx (tk) indicates the phase voltage Vx at time tk. , Φx (tk) indicates the x-phase flux linkage at time tk.

式(14)において、相電圧Vx(tk)は相電圧取得部383によって取得される。相電圧取得部383は例えば時点tkにおける相電圧Vxを検出しても良く、或いは時点tkにおける相電圧指令値を相電圧Vxとして採用してもよい。インダクタンスLおよび抵抗値Rはモータ2に固有の値であり既知である。したがって時点tkにおける誘起電圧(角速度ωと鎖交磁束φx(tk)との乗算)が既知となれば、式(14)によって、線電流ix(tk+1)と線電流ix(tk)との関係が既知となる。   In equation (14), the phase voltage Vx (tk) is acquired by the phase voltage acquisition unit 383. For example, the phase voltage acquisition unit 383 may detect the phase voltage Vx at the time tk, or may adopt the phase voltage command value at the time tk as the phase voltage Vx. The inductance L and the resistance value R are values inherent to the motor 2 and are known. Therefore, if the induced voltage at the time point tk (multiplication of the angular velocity ω and the linkage flux φx (tk)) is known, the relationship between the line current ix (tk + 1) and the line current ix (tk) is obtained by the equation (14). Become known.

さて、各相の誘起電圧は次式で表される。   Now, the induced voltage of each phase is expressed by the following equation.

ω・φu=ω・φa・sqrt(2/3)・sin(θv-δ) ・・・(15)
ω・φv=ω・φa・sqrt(2/3)・sin(θv-δ-2π/3) ・・・(16)
ω・φw=ω・φa・sqrt(2/3)・sin(θv-δ+2π/3) ・・・(17)
ここで、φaは鎖交磁束についての鎖交磁束ベクトルの大きさである。鎖交磁束ベクトルの大きさφaはモータ2に固有の値であり既知である。δは、誘起電圧ベクトルと、相電圧の基本波成分についての電圧ベクトルVとの間の位相差である。誘起電圧ベクトルは、モータ2の回転子の磁極中心に相当するd軸と、d軸と直交し回転子の極間に相当するq軸とを有する回転座標系において、q軸に沿う。よって、図24に例示するように、位相差δは回転座標系においてq軸と電圧ベクトルVとの間の位相差である。
ω · φu = ω · φa · sqrt (2/3) · sin (θv-δ) (15)
ω · φv = ω · φa · sqrt (2/3) · sin (θv-δ-2π / 3) (16)
ω · φw = ω · φa · sqrt (2/3) · sin (θv−δ + 2π / 3) (17)
Here, φa is the magnitude of the flux linkage vector for the flux linkage. The magnitude φa of the flux linkage vector is a value inherent to the motor 2 and is known. δ is the phase difference between the induced voltage vector and the voltage vector V for the fundamental component of the phase voltage. The induced voltage vector is along the q axis in a rotary coordinate system having a d axis corresponding to the magnetic pole center of the rotor of the motor 2 and a q axis orthogonal to the d axis and corresponding to the poles of the rotor. Therefore, as illustrated in FIG. 24, the phase difference δ is a phase difference between the q axis and the voltage vector V in the rotating coordinate system.

q軸の回転位置(位相)は任意の公知の手法によって検出できる。例えばモータ2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出部を設けることで検出される。回転位置検出部は、例えば回転子の回転位置を検出するホールセンサであってもよい。あるいは例えばモータ2の巻線に生じる誘起電圧またはモータ2に流れる線電流などに基づいて公知のセンサレス技術によって回転位置を算出しても良い。これによれば、ホールセンサを用いる必要がないので製造コストが抑制される。   The rotational position (phase) of the q axis can be detected by any known method. For example, it is detected by providing a rotational position detector that detects the rotational position of the rotor of the motor 2. The rotational position detection unit may be, for example, a hall sensor that detects the rotational position of the rotor. Alternatively, for example, the rotational position may be calculated by a known sensorless technique based on an induced voltage generated in the winding of the motor 2 or a line current flowing in the motor 2. According to this, since it is not necessary to use a Hall sensor, manufacturing cost is suppressed.

また電圧位相θvは電圧位相取得部38によって上述のように検出される。以上のとおり、q軸の回転位置(位相)と電圧位相θvとを検出できるので、位相差δを得ることができる。かかる位相差δの算出は鎖交磁束取得部382によって実行され、式(15)〜式(17)に基づいて鎖交磁束φxが算出される。   The voltage phase θv is detected by the voltage phase acquisition unit 38 as described above. As described above, since the rotation position (phase) of the q axis and the voltage phase θv can be detected, the phase difference δ can be obtained. The calculation of the phase difference δ is executed by the interlinkage magnetic flux acquisition unit 382, and the interlinkage magnetic flux φx is calculated based on the equations (15) to (17).

角速度ωは上述したように角速度取得部381によって取得される。したがって、鎖交磁束φxと角速度ωとの乗算により、時点tkにおける誘起電圧を求めることができる。   The angular velocity ω is acquired by the angular velocity acquisition unit 381 as described above. Therefore, the induced voltage at the time tk can be obtained by multiplying the flux linkage φx and the angular velocity ω.

以上の通り、式(14)において線電流ix(tk+1),ix(tk)以外のパラメータを得ることができる。また時点t(0)における線電流ix(t0)は線電流取得部32によって取得される。したがって、時点t(0)における線電流ix(t0)を用いて時点t(1)における線電流ix(t1)を算出することができ、同様に時点t(1)における線電流ix(t1)を用いて時点t(2)における線電流ix(t2)を算出することができる。以後、順次に時点t(k+1)における線電流ix(tk+1)を、時点t(k)における線電流ix(tk)を用いて算出することができる。   As described above, parameters other than the line currents ix (tk + 1) and ix (tk) can be obtained in Expression (14). The line current ix (t0) at the time point t (0) is acquired by the line current acquisition unit 32. Therefore, the line current ix (t1) at the time t (1) can be calculated using the line current ix (t0) at the time t (0). Similarly, the line current ix (t1) at the time t (1) is calculated. Can be used to calculate the line current ix (t2) at time t (2). Thereafter, the line current ix (tk + 1) at time t (k + 1) can be sequentially calculated using the line current ix (tk) at time t (k).

しかも第3の実施の形態では第2の実施の形態と比較して線電流iu,iv,iwの推定精度を向上することができる。この点について以下に説明する。線電流iu,iv,iwは角速度ωを有する基本波成分のみならず、実際には高調波成分も有している。この高調波成分は式(2)〜式(4)を満たさない。よって、式(2)〜式(4)を用いた線電流の推定においては、誤差が生じ得る。一方で、線電流の高調波成分であっても式(14)を満たす。よって、等価回路の電圧方程式を用いて線電流を推定すれば、第2の実施の形態と比較して線電流の推定精度を向上することができる。   Moreover, in the third embodiment, the estimation accuracy of the line currents iu, iv, iw can be improved as compared with the second embodiment. This will be described below. The line currents iu, iv, iw actually have harmonic components as well as fundamental components having an angular velocity ω. This harmonic component does not satisfy the equations (2) to (4). Therefore, an error may occur in the estimation of the line current using the equations (2) to (4). On the other hand, even the harmonic component of the line current satisfies the formula (14). Therefore, if the line current is estimated using the voltage equation of the equivalent circuit, the estimation accuracy of the line current can be improved as compared with the second embodiment.

なお、本第3の実施の形態においても、時点t(k+1)において検出される直流電流Idcを時点t(k+1)でのスイッチングパターンによって決定される1相の線電流として検出し、他の1相の線電流を式(14)に基づいて推定し、残りの1相を線電流の総和が零との関係に基づいて算出しても良い。これによって、時点t(k+1)の線電流の推定精度を向上することができる。   Also in the third embodiment, the DC current Idc detected at time t (k + 1) is detected as a one-phase line current determined by the switching pattern at time t (k + 1), and the other 1 The line current of the phase may be estimated based on the equation (14), and the remaining one phase may be calculated based on the relationship that the sum of the line currents is zero. Thereby, the estimation accuracy of the line current at the time point t (k + 1) can be improved.

また本第3の実施の形態においても、第1及び第2の実施の形態と同様に、線電流iu,iv,iwの全てを推定する必要はなく、例えば線電流取得部32によって取得される二相の線電流についてのみ、式(14)を用いて推定してもよい。   Also in the third embodiment, as in the first and second embodiments, it is not necessary to estimate all of the line currents iu, iv, and iw. For example, the line current acquisition unit 32 acquires the line currents. Only the two-phase line current may be estimated using equation (14).

1 インバータ
4 電流検出部
31 スイッチング制御部
32 線電流取得部
33 線電流推定部
38 電圧位相取得部
381 角速度取得部
39 一相線電流取得部
LH,LL 入力線
Pu,Pv,Pw 交流線
S1〜S6 スイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter 4 Current detection part 31 Switching control part 32 Line current acquisition part 33 Line current estimation part 38 Voltage phase acquisition part 381 Angular velocity acquisition part 39 Single phase line current acquisition part LH, LL Input line Pu, Pv, Pw AC line S1- S6 Switching element

Claims (13)

誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、
前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、前記3相電圧は、前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、
前記直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、
前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と
前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と
を備え
前記線電流推定部は、前記第1タイミング後の前記スイッチングパターンが維持される期間における複数のタイミングの各々を前記第2タイミングとして、前記少なくとも2相の線電流を推定する、線電流検出装置。
Three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), first and second DC lines (LH, LL) to which a DC voltage is applied between them, and the three A first switching element (S1 to S3) provided between each AC line and the first DC line, and a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the second DC line. In a power conversion device comprising two switching elements (S4 to S6), a line current detection device for detecting a three-phase line current (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines,
The switching pattern of the first and second switching elements is controlled to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, and each of the three-phase voltages has a substantially one pulse waveform in one cycle of the AC. The substantially one-pulse waveform means that each of the three-phase voltages is shorter than a first period among periods in which potentials applied to the first or second DC line are continuously taken. The waveform neglected from the waveform of the phase voltage is a waveform having only one rectangular wave pulse, and the first period is necessary for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line. Switching control unit (31) which is a minimum time,
A current detector (4) for detecting the direct current (Idc);
The DC current detected by the current detection unit at the first time (t1) before the first timing (t (0)) at which the switching pattern changes is changed according to the switching pattern at the first time. And the DC current detected by the current detector at the second time after the first timing is determined by the switching pattern at the second time. A line current acquisition unit (32) that estimates the line current of the second phase to be determined ;
Based on the equation of the waveform of the fundamental wave component of the line current of the first phase and the second phase, and the line current of the first phase and the second phase acquired in the line current acquisition unit (32). A line current estimation unit (33) for estimating at least two phase line currents of the three phase line currents at a second timing different from the first timing ;
The line current estimation unit, each of the plurality of timing in the period in which the switching pattern is maintained after the first timing as said second timing, you estimate the line current of the at least two phases, the line current detecting device .
誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、
前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は、前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、
前記直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、
前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、
前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と、
前記3相電圧についての電圧位相(θv)を取得する電圧位相取得部(38)と
を備え、
前記線電流推定部(33)は、
前記第1相及び前記第2相の線電流(iu,iv,iw)に基づいて電流振幅(Im)および前記第1タイミングにおける電流位相(θi)を算出し、
前記第1タイミングにおける前記電流位相と前記電圧位相との位相差(Δθ)を算出し、
前記第2タイミング(t(1),t(n))における前記電圧位相に前記位相差を加算して前記第2タイミングにおける前記電流位相を算出し、
前記電流振幅と前記第2タイミングにおける前記電流位相と前記波形の式とを用いて前記第2タイミングにおける前記3相の線電流のうち前記少なくとも2相の線電流を推定する、線電流検出装置。
Three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), first and second DC lines (LH, LL) to which a DC voltage is applied between them, and the three A first switching element (S1 to S3) provided between each AC line and the first DC line, and a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the second DC line. In a power conversion device comprising two switching elements (S4 to S6), a line current detection device for detecting a three-phase line current (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines,
The switching pattern of the first and second switching elements is controlled to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, and each of the three-phase voltages has a substantially one pulse waveform in one cycle of the AC. The substantially one-pulse waveform means that each of the three-phase voltages is shorter than a first period among periods in which potentials applied to the first or second DC line are continuously taken. The waveform neglected from the waveform of the phase voltage is a waveform having only one rectangular wave pulse, and the first period is necessary for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line. Switching control unit (31) which is a minimum time,
A current detector (4) for detecting the direct current (Idc);
The DC current detected by the current detection unit at the first time (t1) before the first timing (t (0)) at which the switching pattern changes is changed according to the switching pattern at the first time. And the DC current detected by the current detector at the second time after the first timing is determined by the switching pattern at the second time. A line current acquisition unit (32) that estimates the line current of the second phase to be determined;
Based on the equation of the waveform of the fundamental wave component of the line current of the first phase and the second phase, and the line current of the first phase and the second phase acquired in the line current acquisition unit (32). A line current estimating unit (33) for estimating at least two phase line currents of the three phase line currents at a second timing different from the first timing;
A voltage phase acquisition unit (38) for acquiring a voltage phase (θv) for the three-phase voltage;
With
The line current estimation unit (33)
Based on the line current (iu, iv, iw) of the first phase and the second phase, a current amplitude (Im) and a current phase (θi) at the first timing are calculated,
Calculating a phase difference (Δθ) between the current phase and the voltage phase at the first timing;
Calculating the current phase at the second timing by adding the phase difference to the voltage phase at the second timing (t (1), t (n));
A line current detection apparatus that estimates the at least two-phase line currents of the three-phase line currents at the second timing using the current amplitude, the current phase at the second timing, and the waveform equation .
誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、
前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は、前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、
前記直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、
前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、
前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と
を備え、
前記線電流推定部(33)は、
前記第1相及び前記第2相の線電流(iu,iv,iw)に基づいて電流振幅(Im)および前記第1タイミングにおける電流位相(θi)を算出し、
前記第1タイミングから前記第2タイミング(t(1),t(0))までの前記電流位相の進みを、前記第1タイミングにおける前記電流位相に加算して前記第2タイミングにおける前記電流位相を算出し、
前記電流振幅と前記第2タイミングにおける前記電流位相と前記波形の式とを用いて前記第2タイミングにおける前記3相の線電流のうち前記少なくとも2相の線電流を推定する、線電流検出装置。
Three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), first and second DC lines (LH, LL) to which a DC voltage is applied between them, and the three A first switching element (S1 to S3) provided between each AC line and the first DC line, and a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the second DC line. In a power conversion device comprising two switching elements (S4 to S6), a line current detection device for detecting a three-phase line current (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines,
The switching pattern of the first and second switching elements is controlled to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, and each of the three-phase voltages has a substantially one pulse waveform in one cycle of the AC. The substantially one-pulse waveform means that each of the three-phase voltages is shorter than a first period among periods in which potentials applied to the first or second DC line are continuously taken. The waveform neglected from the waveform of the phase voltage is a waveform having only one rectangular wave pulse, and the first period is necessary for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line. Switching control unit (31) which is a minimum time,
A current detector (4) for detecting the direct current (Idc);
The DC current detected by the current detection unit at the first time (t1) before the first timing (t (0)) at which the switching pattern changes is changed according to the switching pattern at the first time. And the DC current detected by the current detector at the second time after the first timing is determined by the switching pattern at the second time. A line current acquisition unit (32) that estimates the line current of the second phase to be determined;
Based on the equation of the waveform of the fundamental wave component of the line current of the first phase and the second phase, and the line current of the first phase and the second phase acquired in the line current acquisition unit (32). A line current estimation unit (33) for estimating at least two phase line currents of the three phase line currents at a second timing different from the first timing;
With
The line current estimation unit (33)
Based on the line current (iu, iv, iw) of the first phase and the second phase, a current amplitude (Im) and a current phase (θi) at the first timing are calculated,
The advance of the current phase from the first timing to the second timing (t (1), t (0)) is added to the current phase at the first timing to obtain the current phase at the second timing. Calculate
A line current detection apparatus that estimates the at least two-phase line currents of the three-phase line currents at the second timing using the current amplitude, the current phase at the second timing, and the waveform equation .
誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、
前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は、前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、
前記直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、
前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、
前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と、
前記第2タイミング(t(1),t(n))における前記直流電流(Idc)を、前記第2タイミングにおける前記スイッチングパターンに基づいて決定される1相の線電流(iu)として取得する1相線電流取得部(39)と、
前記3相電圧についての電圧位相(θv)を取得する電圧位相取得部(38)と
を備え、
前記線電流推定部(33)は、
前記第1相及び前記第2相の線電流(iu,iv,iw)に基づいて前記第1タイミング(t(0))における電流位相(θi)を算出し、
前記第1タイミングにおける前記電流位相と前記電圧位相との位相差(Δθ)を算出し、
前記第2タイミングにおける前記電圧位相に前記位相差を加算して前記第2タイミングにおける前記電流位相を算出し、
前記1相の線電流と、前記第2タイミングにおける前記電流位相と、前記波形の式とに基づいて、前記3相の線電流の電流振幅(Im)を算出し、
前記電流振幅と前記第2タイミングにおける前記電流位相と前記波形の式とに基づいて残りの2相の線電流(iv,iw)のうち少なくとも1相の線電流を推定する、線電流検出装置。
Three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), first and second DC lines (LH, LL) to which a DC voltage is applied between them, and the three A first switching element (S1 to S3) provided between each AC line and the first DC line, and a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the second DC line. In a power conversion device comprising two switching elements (S4 to S6), a line current detection device for detecting a three-phase line current (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines,
The switching pattern of the first and second switching elements is controlled to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, and each of the three-phase voltages has a substantially one pulse waveform in one cycle of the AC. The substantially one-pulse waveform means that each of the three-phase voltages is shorter than a first period among periods in which potentials applied to the first or second DC line are continuously taken. The waveform neglected from the waveform of the phase voltage is a waveform having only one rectangular wave pulse, and the first period is necessary for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line. Switching control unit (31) which is a minimum time,
A current detector (4) for detecting the direct current (Idc);
The DC current detected by the current detection unit at the first time (t1) before the first timing (t (0)) at which the switching pattern changes is changed according to the switching pattern at the first time. And the DC current detected by the current detector at the second time after the first timing is determined by the switching pattern at the second time. A line current acquisition unit (32) that estimates the line current of the second phase to be determined;
Based on the equation of the waveform of the fundamental wave component of the line current of the first phase and the second phase, and the line current of the first phase and the second phase acquired in the line current acquisition unit (32). A line current estimating unit (33) for estimating at least two phase line currents of the three phase line currents at a second timing different from the first timing;
The DC current (Idc) at the second timing (t (1), t (n)) is acquired as a one-phase line current (iu) determined based on the switching pattern at the second timing 1 Phase wire current acquisition unit (39),
A voltage phase acquisition unit (38) for acquiring a voltage phase (θv) for the three-phase voltage;
With
The line current estimation unit (33)
Calculating a current phase (θi) at the first timing (t (0)) based on the line currents (iu, iv, iw) of the first phase and the second phase;
Calculating a phase difference (Δθ) between the current phase and the voltage phase at the first timing;
Adding the phase difference to the voltage phase at the second timing to calculate the current phase at the second timing;
Based on the one-phase line current, the current phase at the second timing, and the waveform equation, the current amplitude (Im) of the three-phase line current is calculated,
A line current detection apparatus that estimates at least one line current of the remaining two-phase line currents (iv, iw) based on the current amplitude, the current phase at the second timing, and the waveform equation .
誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、
前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は、前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、
前記直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、
前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、
前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と、
前記第2タイミング(t(1),t(n))における前記直流電流(Idc)を、前記第2タイミングにおける前記スイッチングパターンに基づいて決定される1相の線電流(iu)として取得する1相線電流取得部(39)と
を備え、
前記線電流推定部(33)は、
前記第1相及び前記第2相の線電流(iu,iv,iw)に基づいて前記第1タイミング(t(0))における電流位相(θi)を算出し、
前記第1タイミングから前記第2タイミングまでの電流位相の進みを、前記第1タイミングにおける前記電流位相に加算して前記第2タイミングにおける前記電流位相を算出し、
前記1相の線電流と、前記第2タイミングにおける前記電流位相と、前記波形の式とに基づいて、前記3相の線電流の電流振幅(Im)を算出し、
前記電流振幅と前記第2タイミングにおける前記電流位相と前記波形の式とに基づいて残りの2相の線電流(iv,iw)のうち少なくとも1相の線電流を推定する、線電流検出装置。
Three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), first and second DC lines (LH, LL) to which a DC voltage is applied between them, and the three A first switching element (S1 to S3) provided between each AC line and the first DC line, and a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the second DC line. In a power conversion device comprising two switching elements (S4 to S6), a line current detection device for detecting a three-phase line current (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines,
The switching pattern of the first and second switching elements is controlled to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, and each of the three-phase voltages has a substantially one pulse waveform in one cycle of the AC. The substantially one-pulse waveform means that each of the three-phase voltages is shorter than a first period among periods in which potentials applied to the first or second DC line are continuously taken. The waveform neglected from the waveform of the phase voltage is a waveform having only one rectangular wave pulse, and the first period is necessary for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line. Switching control unit (31) which is a minimum time,
A current detector (4) for detecting the direct current (Idc);
The DC current detected by the current detection unit at the first time (t1) before the first timing (t (0)) at which the switching pattern changes is changed according to the switching pattern at the first time. And the DC current detected by the current detector at the second time after the first timing is determined by the switching pattern at the second time. A line current acquisition unit (32) that estimates the line current of the second phase to be determined;
Based on the equation of the waveform of the fundamental wave component of the line current of the first phase and the second phase, and the line current of the first phase and the second phase acquired in the line current acquisition unit (32). A line current estimating unit (33) for estimating at least two phase line currents of the three phase line currents at a second timing different from the first timing;
The DC current (Idc) at the second timing (t (1), t (n)) is acquired as a one-phase line current (iu) determined based on the switching pattern at the second timing 1 Phase wire current acquisition unit (39) and
With
The line current estimation unit (33)
Calculating a current phase (θi) at the first timing (t (0)) based on the line currents (iu, iv, iw) of the first phase and the second phase;
The current phase advance from the first timing to the second timing is added to the current phase at the first timing to calculate the current phase at the second timing,
Based on the one-phase line current, the current phase at the second timing, and the waveform equation, the current amplitude (Im) of the three-phase line current is calculated,
A line current detection apparatus that estimates at least one line current of the remaining two-phase line currents (iv, iw) based on the current amplitude, the current phase at the second timing, and the waveform equation .
前記3相の線電流(iu,iv,iw)の角速度(ω)を取得する角速度取得部(381)を更に備え、
前記線電流推定部(33)は、前記第1タイミングから前記第2タイミングまでの前記電流位相の進みを、前記第1タイミングから前記第2タイミング(t(1),t(0))までの期間(ΔT')と前記角速度との積として算出する、請求項3又は5に記載の線電流検出装置。
An angular velocity acquisition unit (381) for acquiring an angular velocity (ω) of the three-phase line current (iu, iv, iw);
The line current estimation unit (33) advances the current phase from the first timing to the second timing, from the first timing to the second timing (t (1), t (0)). The line current detection device according to claim 3 , wherein the line current detection device is calculated as a product of a period (ΔT ′) and the angular velocity .
前記3相電圧についての電圧位相(θv)を取得する電圧位相取得部(38)を更に備え、
前記線電流推定部(33)は、前記第1タイミングから前記第2タイミングまでの前記電流位相の進みを、前記第1タイミング及び前記第2タイミング(t(1),t(n))における前記電圧位相の差として算出する、請求項又はに記載の線電流検出装置。
A voltage phase acquisition unit (38) for acquiring a voltage phase (θv) for the three-phase voltage;
The line current estimation unit (33) determines the advance of the current phase from the first timing to the second timing at the first timing and the second timing (t (1), t (n)). is calculated as the difference between the voltage phase, the line current detecting device according to claim 3 or 5.
誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、
前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は、前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、
前記直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、
前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、
前記第1相及び前記第2相の線電流の基本波成分の波形の式と、前記線電流取得部(32)において取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記3相の線電流のうち少なくとも2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と、
前記第2タイミング(t(1),t(n))における前記直流電流(Idc)を、前記第2タイミングにおける前記スイッチングパターンに基づいて決定される1相の線電流(iu)として取得する1相線電流取得部(39)と
を備え、
前記線電流推定部(33)は、
前記第1相及び前記第2相の線電流(iu,iv,iw)に基づいて電流振幅(Im)を算出し、
前記電流振幅と前記1相の線電流と前記波形の式とに基づいて、前記第2タイミングにおける電流位相(θi)を算出し、
前記電流振幅と前記第2タイミングにおける前記電流位相と前記波形の式とに基づいて残りの2相の線電流(iv,iw)のうち少なくとも1相の線電流を推定する、線電流検出装置。
Three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), first and second DC lines (LH, LL) to which a DC voltage is applied between them, and the three A first switching element (S1 to S3) provided between each AC line and the first DC line, and a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the second DC line. In a power conversion device comprising two switching elements (S4 to S6), a line current detection device for detecting a three-phase line current (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines,
The switching pattern of the first and second switching elements is controlled to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, and each of the three-phase voltages has a substantially one pulse waveform in one cycle of the AC. The substantially one-pulse waveform means that each of the three-phase voltages is shorter than a first period among periods in which potentials applied to the first or second DC line are continuously taken. The waveform neglected from the waveform of the phase voltage is a waveform having only one rectangular wave pulse, and the first period is necessary for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line. Switching control unit (31) which is a minimum time,
A current detector (4) for detecting the direct current (Idc);
The DC current detected by the current detection unit at the first time (t1) before the first timing (t (0)) at which the switching pattern changes is changed according to the switching pattern at the first time. And the DC current detected by the current detector at the second time after the first timing is determined by the switching pattern at the second time. A line current acquisition unit (32) that estimates the line current of the second phase to be determined;
Based on the equation of the waveform of the fundamental wave component of the line current of the first phase and the second phase, and the line current of the first phase and the second phase acquired in the line current acquisition unit (32). A line current estimating unit (33) for estimating at least two phase line currents of the three phase line currents at a second timing different from the first timing;
The DC current (Idc) at the second timing (t (1), t (n)) is acquired as a one-phase line current (iu) determined based on the switching pattern at the second timing 1 Phase wire current acquisition unit (39) and
With
The line current estimation unit (33)
A current amplitude (Im) is calculated based on the line current (iu, iv, iw) of the first phase and the second phase;
Based on the current amplitude, the one-phase line current, and the waveform equation, a current phase (θi) at the second timing is calculated,
A line current detection apparatus that estimates at least one line current of the remaining two-phase line currents (iv, iw) based on the current amplitude, the current phase at the second timing, and the waveform equation .
誘導性負荷(2)に接続される3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、相互間に直流電圧が印加される第1及び第2の直流線(LH,LL)と、前記3つの交流線の各々と前記第1の直流線との間に設けられる第1のスイッチング素子(S1〜S3)と、前記3つの交流線の各々と前記第2の直流線との間に設けられる第2のスイッチング素子(S4〜S6)とを備える電力変換装置において、前記3つの交流線を流れる3相の線電流(iu,iv,iw)を検出する線電流検出装置であって、
前記第1及び前記第2のスイッチング素子のスイッチングパターンを制御して交流の3相電圧を前記3つの交流線に印加させ、各前記3相電圧は、前記交流の1周期において略1パルス波形を有し、前記略1パルス波形とは、各前記3相電圧が前記第1又は第2の直流線に印加される電位を連続して採る期間のうち第1期間より短いものを、各前記3相電圧の波形から無視した波形が、矩形波のパルスを一つのみを有する波形であり、前記第1期間は前記第1又は前記第2の直流線を流れる直流電流(Idc)の検出に必要な最小時間であるスイッチング制御部(31)と、
前記直流電流(Idc)を検出する電流検出部(4)と、
前記スイッチングパターンが変化する第1タイミング(t(0))の前の第1の時点(t1)において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第1の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第1相の線電流として推定し、前記第1タイミングの後の第2の時点において前記電流検出部で検出された前記直流電流を前記第2の時点での前記スイッチングパターンによって一つ決定される第2相の線電流として推定する線電流取得部(32)と、
前記誘導性負荷についての等価回路の電圧方程式と、前記線電流取得部によって取得された前記第1相及び前記第2相の線電流とに基づいて、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングでの前記第1相及び前記第2相の線電流を推定する線電流推定部(33)と
を備え、
前記線電流推定部は、前記第1タイミング後の前記スイッチングパターンが維持される期間における複数のタイミングの各々を前記第2タイミングとして、前記第1相及び前記第2相の線電流を推定する、線電流検出装置。
Three AC lines (Pu, Pv, Pw) connected to the inductive load (2), first and second DC lines (LH, LL) to which a DC voltage is applied between them, and the three A first switching element (S1 to S3) provided between each AC line and the first DC line, and a first switching element (S1 to S3) provided between each of the three AC lines and the second DC line. In a power conversion device comprising two switching elements (S4 to S6), a line current detection device for detecting a three-phase line current (iu, iv, iw) flowing through the three AC lines,
The switching pattern of the first and second switching elements is controlled to apply an AC three-phase voltage to the three AC lines, and each of the three-phase voltages has a substantially one pulse waveform in one cycle of the AC. The substantially one-pulse waveform means that each of the three-phase voltages is shorter than a first period among periods in which potentials applied to the first or second DC line are continuously taken. The waveform neglected from the waveform of the phase voltage is a waveform having only one rectangular wave pulse, and the first period is necessary for detecting the direct current (Idc) flowing through the first or second DC line. Switching control unit (31) which is a minimum time,
A current detector (4) for detecting the direct current (Idc);
The DC current detected by the current detection unit at the first time (t1) before the first timing (t (0)) at which the switching pattern changes is changed according to the switching pattern at the first time. And the DC current detected by the current detector at the second time after the first timing is determined by the switching pattern at the second time. A line current acquisition unit (32) that estimates the line current of the second phase to be determined;
Based on the voltage equation of the equivalent circuit for the inductive load and the line currents of the first phase and the second phase acquired by the line current acquisition unit, at a second timing different from the first timing. A line current estimation unit (33) for estimating a line current of the first phase and the second phase of
With
The line current estimation unit estimates the line currents of the first phase and the second phase, with each of a plurality of timings in a period in which the switching pattern after the first timing is maintained as the second timing, Line current detector.
前記誘導性負荷(2)はモータであって、
前記等価回路において、前記誘導性負荷(2)の抵抗成分(R2)及び誘導成分(L2)が、前記交流線(Pu,Pv,Pw)に印加される前記3相電圧による第1電圧源(E1)と、前記モータの回転に伴って前記誘導成分に生じる誘起電圧による第2電圧源(E2)とに直列に接続される、請求項に記載の線電流検出装置。
The inductive load (2) is a motor,
In the equivalent circuit, a resistance component (R2) and an inductive component (L2) of the inductive load (2) are applied to the AC line (Pu, Pv, Pw) by the first voltage source (the three-phase voltage) ( 10. The line current detection device according to claim 9 , wherein the line current detection device is connected in series to E1) and a second voltage source (E2) based on an induced voltage generated in the inductive component as the motor rotates .
前記第1の時点(t1)から前記第1タイミング(t(0))までの期間(ts1)は、前記直流電流をアナログ値からデジタル値へ変換するのに要する期間よりも大きい、請求項1から10の何れか一つに記載の線電流検出装置。 The period of the first from time (t1) to said first timing (t (0)) (ts1 ) is greater than the time required for the DC current to convert from an analog value to a digital value, claim 1 To 10. The line current detection device according to any one of 10 to 10 . 前記第1タイミング(t(0))から前記第2の時点(t2)までの期間(ts2)は、前記スイッチングパターンの変化に伴う前記直流電流の過渡変動が所定の範囲内に収まるのに要する期間よりも大きい、請求項1から11の何れか一つに記載の線電流検出装置。 A period (ts2) from the first timing (t (0)) to the second time point (t2) is required for the transient fluctuation of the DC current accompanying the change of the switching pattern to be within a predetermined range. The line current detection device according to claim 1, wherein the line current detection device is longer than the period . 請求項1から12の何れか一つに記載の線電流検出装置(3)と、
前記第1及び前記第2の直流線(LH,LL)と、
前記3つの交流線(Pu,Pv,Pw)と、
前記第1及び前記第2のスイッチング素子と
を備える、電力変換システム
A line current detection device (3) according to any one of claims 1 to 12,
The first and second DC lines (LH, LL);
The three AC lines (Pu, Pv, Pw);
The first and second switching elements;
A power conversion system comprising:
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