JP6596753B2 - 接続相認識装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、接続相認識装置、制御方法及びプログラムに関する。

空気調和機におけるコンプレッサモータなど、多くの機器でモータが使用されている。それらのモータは、インバータを用いて駆動されている場合がある。インバータは、直流信号からそれぞれのモータに適した周波数の交流制御信号を生成することができ、モータの回転数の制御に適している（例えば、特許文献１又は２参照）。

特開２００２−２６２５９５号公報 特開２００５−００３６２６号公報

しかしながら、機器においてインバータを用いるためには、整流回路などを用いて商用電源などの交流信号から直流信号を生成する必要がある。このとき、整流回路は、交流信号の周波数を基本周波数とする高調波信号を発生させる。

そのため、例えば、家庭用電気機器・汎用品等については、ＪＩＳ Ｃ ６１０００−３−２（電磁両立性−第３−２部：限度値−高調波電流発生限度値（１相当たりの入力電力が２０アンペア以下の機器）が適用され、高調波障害の発生防止が図られている。
高調波信号を抑制する方法の１つとして、アクティブフィルタと呼ばれる装置を用いることが挙げられる。アクティブフィルタは、三相交流電源の各配線における交流信号を検出し、検出した交流信号に基づいて高調波信号を打ち消すように動作する装置である。そのため、アクティブフィルタと三相交流電源の各配線とが適切に接続されていない場合には、高調波信号を適切に抑制できない可能性がある。

そこで、三相交流電源の各配線がどの相に対応する配線であるかを適切に認識することのできる技術が求められていた。

本発明は、上記の課題を解決することのできる接続相認識装置、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の第１の態様によれば、接続相認識装置は、電源系統における三相交流電源に接続される３つの配線における３つの異なる電圧の位相に基づいて、前記３つの配線のうちの少なくとも１つに接続されるカレントトランスが検出するコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻に基づいて前記三相交流電源が出力する三相交流電圧の１周期を特定する切替特定部と、前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とを算出する積分値算出部と、前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とに基づいて、前記カレントトランスが接続される配線が前記３つの異なる電圧の位相に対応する前記３つの配線のうちのどの配線であるかを特定する配線相特定部と、を備える。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様における接続相認識装置において、前記切替特定部は、前記コンバータ電流が切り替わる時刻のそれぞれから所定のオフセット時間だけずれた時刻を特定し、前記積分値算出部は、前記所定のオフセット時間だけずれた時刻に基づいて前記コンバータ電流の積分値を算出してもよい。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様における接続相認識装置は、前記配線相特定部による前記カレントトランスが接続される配線が前記３つの異なる電圧の位相に対応する前記３つの配線のうちのどの配線であるかを示す特定結果を、前記カレントトランスと前記配線との対応関係を記憶する記憶部に書きこむ配線情報書込部、を備えていてもよい。

本発明の第４の態様によれば、第１の態様から第３の態様の何れかにおける接続相認識装置は、前記配線相特定部による前記カレントトランスが接続される配線が前記３つの異なる電圧の位相に対応する前記３つの配線のうちのどの配線であるかを示す特定結果が記憶部が記憶する対応関係と異なる場合に警告を出力する報知部、を備えていてもよい。

本発明の第５の態様によれば、制御方法は、電源系統における三相交流電源に接続される３つの配線における３つの異なる電圧の位相に基づいて、前記３つの配線のうちの少なくとも１つに接続されるカレントトランスが検出するコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻に基づいて前記三相交流電源が出力する三相交流電圧の１周期を特定することと、前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とを算出することと、前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とに基づいて、前記カレントトランスが接続される配線が前記３つの異なる電圧の位相に対応する前記３つの配線のうちのどの配線であるかを特定することと、を含む。

本発明の第６の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、電源系統における三相交流電源に接続される３つの配線における３つの異なる電圧の位相に基づいて、前記３つの配線のうちの少なくとも１つに接続されるカレントトランスが検出するコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻に基づいて前記三相交流電源が出力する三相交流電圧の１周期を特定することと、前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とを算出することと、前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とに基づいて、前記カレントトランスが接続される配線が前記３つの異なる電圧の位相に対応する前記３つの配線のうちのどの配線であるかを特定することと、を実行させる。

本発明の実施形態による接続相認識装置によれば、三相交流電源が電力を出力する各配線がどの相に対応する配線であるかを適切に認識することができる。

本発明の一実施形態によるモータ駆動装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるアクティブフィルタの構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるアクティブフィルタを実現する情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるモータ駆動装置の処理フローを示す図である。 本発明の一実施形態による切替特定部が行う配線における相の特定を説明するための第１の図である。 本発明の一実施形態による切替特定部が行う配線における相の特定を説明するための第２の図である。 本発明の一実施形態による積分値算出部が行うコンバータ電流の積分値の算出を説明するための図である。 本発明の一実施形態による配線相特定部が行う配線における相の特定を説明するための図である。 本発明の一実施形態による記憶部が記憶する判定表の一例を示す図である。 本発明の別の実施形態によるモータ駆動装置の構成を示す図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態によるモータ駆動装置の構成について説明する。
モータ駆動装置１は、図１に示すように、三相交流電源１０と、系統電圧検出部２０と、コンバータ電流検出部３０と、ノイズフィルタ４０と、ダイオードモジュール５０と、平滑化コンデンサ６０と、インテリジェントパワーモジュール７０と、コンプレッサモータ８０と、アクティブフィルタ９０と、電流補正部１００と、平滑リアクトル１１０と、を備える。

三相交流電源１０は、位相が１２０度ずつ異なる３つの交流電圧（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）を出力する。三相交流電源１０は、例えば、商用電源である。

系統電圧検出部２０は、三相交流電源１０が出力するＲ相の電圧をノイズフィルタ４０に供給する配線、Ｓ相の電圧をノイズフィルタ４０に供給する配線、Ｔ相の電圧をノイズフィルタ４０に供給する配線のそれぞれにおいて、電圧を検出する。

コンバータ電流検出部３０は、カレントトランス３０１ａと、カレントトランス３０１ｂと、を備える。
カレントトランス３０１ａは、三相交流電源１０からノイズフィルタ４０に供給されるＲ相の電流の大きさと向きを検出する。
カレントトランス３０１ｂは、三相交流電源１０からノイズフィルタ４０に供給されるＴ相の電流の大きさと向きを検出する。なお、Ｒ相の電流の位相は、Ｒ相の電圧の位相と同位相である。また、Ｔ相の電流の位相は、Ｔ相の電圧と同位相である。また、Ｒ相の電流、Ｓ相の電流、Ｔ相の電流の総和は、常にゼロである。そのため、Ｓ相の電流の大きさと向きは、Ｒ相の電流とＴ相の電流の検出結果から算出することができる。Ｓ相の位相は、Ｓ相の電圧の位相と同位相である。

ノイズフィルタ４０は、三相交流電源１０の３つの配線に於いてノイズ成分のような数十[ｋＨｚ]以上の高周波成分を除去する。

ダイオードモジュール５０は、Ｒ相の電流、Ｓ相の電流、Ｔ相の電流のそれぞれを整流し、直流電圧を生成する。ダイオードモジュール５０は、例えば、三相ブリッジ回路である。

平滑化コンデンサ６０は、ダイオードモジュール５０が生成した直流電圧における高周波成分を除去する。
なお、上記のノイズフィルタ４０、ダイオードモジュール５０、及び、平滑化コンデンサ６０により三相交流電源１０が出力する交流電圧を直流電圧に変換している。すなわち、ノイズフィルタ４０、ダイオードモジュール５０、及び、平滑化コンデンサ６０によりコンバータが構成されている。

インテリジェントパワーモジュール７０は、ダイオードモジュール５０が生成した直流電圧からコンプレッサモータ８０を駆動するための三相交流電圧を生成する。インテリジェントパワーモジュール７０は、例えば、インバータである。

アクティブフィルタ９０は、系統電圧検出部２０が検出した電圧とコンバータ電流検出部３０が検出した電流とに基づいて、Ｒ相の電圧、Ｓ相の電圧、Ｔ相の電圧のそれぞれを正弦波になるように補正するための補正電流を特定し、特定した補正電流の大きさを示す補正信号を電流補正部１００に送信する機能部である。
具体的には、電流補正部１００が端子である場合、アクティブフィルタ９０は、補正信号としてＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流そのものを生成し、その補正信号を電流補正部１００に供給する。
また、具体的には、電流補正部１００が補正信号に応じた電流を新たに生成する場合、アクティブフィルタ９０は、補正信号として例えばＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における電圧と電流に基づいて、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流を示す数ビットのデジタル信号を生成し、その補正信号を電流補正部１００に送信する。Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線におけるインピーダンスは予めわかるため、アクティブフィルタ９０は、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流がわかれば、その電流を示す数ビットのデジタル信号を生成することも可能である。

電流補正部１００は、アクティブフィルタ９０からの補正信号に基づいて、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線に電流を流す。
具体的には、電流補正部１００が端子である場合、電流補正部１００は、アクティブフィルタ９０からＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流そのものを受け、その受けた電流をＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線に流すことで、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す。
また、具体的には、電流補正部１００が補正信号に応じた電流を新たに生成する場合、アクティブフィルタ９０からＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流を示す数ビットのデジタル信号を受信する。そして、電流補正部１００は、受信したデジタル信号が示すＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流を生成し、生成した電流をＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線に供給する。
これにより、三相交流電源１０の出力、すなわち、モータ駆動装置１の最上流部において、歪の少ない正弦波波形の電流が実現される。
なお、図１では、電流補正部１００と系統電圧検出部２０は、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線において同一箇所に一部共通の構成を有している。

平滑リアクトル１１０は、平滑コンデンサ６０とダイオードモジュール５０の間に設けられる。平滑リアクトル１１０は、コンバータに入力されるコンバータ電流の通電期間の電流を一定に保つ。
なお、コンバータ電流の通電期間の電流が許容範囲内で一定に保たれれば、平滑リアクトル１１０は無くてもよい。

アクティブフィルタ９０は、系統電圧検出部２０およびコンバータ電流検出部３０が何れの相の配線に接続されているかを認識する機能を有する。具体的には、アクティブフィルタ９０（接続相認識装置）は、図２に示すように、切替特定部９０１と、積分値算出部９０２と、配線相特定部９０３と、配線情報書込部９０４と、補償電流特定部９０６と、電流補償部９０７と、記憶部９０８と、を備える。

切替特定部９０１は、電源系統における三相交流電源１０に接続されるＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線の３つの配線における３つの異なる電圧の位相に基づいて、それら３つの配線のうちの少なくとも１つに接続されるカレントトランスが検出するコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻を特定する。
本発明の一実施形態では、切替特定部９０１は、三相交流電源１０が電力を出力する設計上Ｒ相の配線に接続されるべきカレントトランス３０１ａにおける電流の位相と、設計上Ｔ相の配線に接続されるべきカレントトランス３０１ｂにおける電流の位相とに基づいて、コンバータに入力されるコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻を特定する。

積分値算出部９０２は、コンバータ電流の大きさが切り替わる時刻に基づいてコンバータ電流の積分値を算出する。コンバータ電流の大きさが切り替わる時刻は、コンバータ電流の大きさと相関関係のある系統電圧に基づいて決定することができる。コンバータ電流の大きさが切り替わる時刻の例としては、系統電圧における３つの電圧のうちの２つが同一の電圧となる時刻、系統電圧のゼロクロス点が示す時刻などが挙げられる。

配線相特定部９０３は、コンバータ電流の積分値に基づいてカレントトランスが接続される配線がＲ相、Ｓ相、Ｔ相のいずれの相の電流が流れる配線であるかを特定する。

配線情報書込部９０４は、配線相特定部９０３によるカレントトランス３０１ａ及びカレントトランス３０１ｂのそれぞれが接続される配線がＲ相、Ｓ相、Ｔ相のいずれの相の電流が流れる配線であるかを示す特定結果を、記憶部９０８に書き込む。つまり、配線情報書込部９０４は、カレントトランス３０１aとカレントトランス３０１ａが接続される配線の相との対応関係と、カレントトランス３０１ｂとカレントトランス３０１ｂが接続される配線の相との対応関係とを、記憶部９０８に書き込む。

補償電流特定部９０６は、系統電圧検出部２０が検出した電圧とコンバータ電流検出部３０が検出した電流とに基づいて、Ｒ相の電圧、Ｓ相の電圧、Ｔ相の電圧のそれぞれを正弦波になるように補正するためのＲ相の補正電流、Ｓ相の補償電流、Ｔ相の補償電流のそれぞれを特定する。

電流補償部９０７は、補償電流特定部９０６が特定したＲ相の補正電流の大きさ、Ｓ相の補正電流の大きさ、Ｔ相の補正電流の大きさのそれぞれを含む補正信号を電流補正部１００に送信する。
記憶部９０８は、アクティブフィルタ９０が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。

次に、アクティブフィルタ９０を実現する情報処理装置の構成について説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるアクティブフィルタ９０を実現する情報処理装置の構成を示すブロック図である。アクティブフィルタ９０は、情報処理装置である、例えば図３に示す一般的なコンピュータ２００を用いて実現される。コンピュータ２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３、ストレージ装置２０４、外部Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２０５、および通信Ｉ／Ｆ２０６などを有する。

ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０３やストレージ装置２０４などに格納されたプログラムやデータをＲＡＭ２０２に記憶させ、処理を実行することで、コンピュータ２００の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ２０２は、ＣＰＵ２０１のワークエリアなどとして用いられる揮発性のメモリである。ＲＯＭ２０３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持する不揮発性のメモリである。ストレージ装置２０４は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などにより実現され、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、アプリケーションプログラム、および各種データなどを記憶する。

アクティブフィルタ９０における切替特定部９０１、積分値算出部９０２、配線相特定部９０３、配線情報書込部９０４、補償電流特定部９０６、電流補償部９０７、記憶部９０８のそれぞれは、ＣＰＵ２０１が例えばストレージ装置２０４に格納された制御プログラムを実行することにより実現される。

外部Ｉ／Ｆ２０５は、外部装置とのインターフェースである。外部装置には、例えば、記録媒体２０７などがある。コンピュータ２００は、外部Ｉ／Ｆ２０５を介して、記録媒体２０７の読取り、書き込みを行うことができる。記録媒体２０７には、例えば、光学ディスク、磁気ディスク、メモリカード、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリなどが含まれる。

次に、アクティブフィルタ９０を備えるモータ駆動装置１の処理について説明する。
ここでは、図４に示すモータ駆動装置１の処理フローについて説明する。
なお、アクティブフィルタ９０がＲ相と認識している接続先、Ｓ相と認識している接続先、Ｔ相と認識している接続先は、それぞれ異なるものとする。

切替特定部９０１は、三相交流電源１０の出力の３つの配線のうち任意の１つをＲ相、Ｓ相、または、Ｔ相と認識する（ステップＳ１）。
具体的には、切替特定部９０１は、図１に示すアクティブフィルタ９０における端子ａ１の接続先の配線を例えばＲ相と認識する。つまり、切替特定部９０１は、端子ａ１が実際にはＳ相またはＴ相の配線に接続されていたとしても、Ｒ相の配線に接続されているものとみなす。なお、切替特定部９０１がここで行う配線の相の認識は、配線の相が正しいか否かを判定するための基準となる相を決めるものである。切替特定部９０１は、後述するように、この基準に基づいて各配線の相の認識が正しいか否かを判定し、配線の相の認識に誤りがあると判定した場合には、正しい認識となるようにデータの扱いを修正する。

切替特定部９０１は、認識した相の配線における電圧と、その認識した相の配線以外の配線における２つの電圧とを系統電圧検出部２０から取得する。
具体的には、切替特定部９０１は、図１に示すアクティブフィルタ９０における端子ａ１の接続先の配線をＲ相と認識した場合、その端子ａ１の接続先の配線における電圧を系統電圧検出部２０から取得する。また、切替特定部９０１は、図１に示すアクティブフィルタ９０における端子ａ２、端子ａ３のそれぞれの接続先の配線における電圧を系統電圧検出部２０から取得する。

切替特定部９０１は、認識した相の配線における電圧と、その認識した相の配線以外の配線における２つの電圧とを比較する（ステップＳ２）。
具体的には、切替特定部９０１は、アクティブフィルタ９０における端子ａ１の接続先の配線をＲ相と認識した場合、系統電圧検出部２０から取得した、端子ａ１の接続先の配線における電圧と、端子ａ２の接続先の配線における電圧とを比較する。また、切替特定部９０１は、系統電圧検出部２０から取得した、端子ａ１の接続先の配線における電圧と、端子ａ２の接続先の配線における電圧とを比較する。

切替特定部９０１は、認識した相の配線における電圧とその認識した相の配線以外の配線における２つの電圧とを比較した電圧の大小関係を示す比較結果に基づいて、認識した相の配線以外の配線における相を特定する（ステップＳ３）。

具体的には、端子ａ１の接続先の配線をＲ相と認識されている場合に、切替特定部９０１は、系統電圧検出部２０から取得した端子ａ１の接続先であるＲ相の配線における電圧として、図５に示す電圧Ｖ１を取得したとする。また、切替特定部９０１は、系統電圧検出部２０から取得した端子ａ２の接続先の配線における電圧として、図５に示す電圧Ｖ２を取得したとする。また、切替特定部９０１は、系統電圧検出部２０から取得した端子ａ３の接続先の配線における電圧として、図５に示す電圧Ｖ３を取得したとする。
このとき、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になる時刻をそれぞれ特定する。なお、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になる時刻（線間電圧がゼロクロスする点を示す時刻）は、コンバータ電流が切り替わる時刻に等しい。切替特定部９０１は、特定したそれぞれの時刻のうち最も近い時刻どうしの間を期間とし、例えば、図５に示すように、電圧Ｖ３＞電圧Ｖ１＞電圧Ｖ２となる期間を期間５と定義する。また、切替特定部９０１は、図５に示すように、電圧Ｖ１＞電圧Ｖ３＞電圧Ｖ２となる期間を期間１と定義する。同様に、切替特定部９０１は、図５に示すように、電圧Ｖ１＞電圧Ｖ２＞電圧Ｖ３となる期間を期間３、電圧Ｖ２＞電圧と定義する。同様に、切替特定部９０１は、図５に示すように、電圧Ｖ２＞電圧Ｖ１＞電圧Ｖ３となる期間を期間２、電圧Ｖ２＞電圧Ｖ３＞電圧Ｖ１となる期間を期間６、電圧Ｖ３＞電圧Ｖ２＞電圧Ｖ１となる期間を期間４と定義する。
そして、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２及び電圧Ｖ３の大小関係の変化が期間５→期間１→期間３→期間２→期間６→期間４→期間５の順に変化することを示す場合には、端子ａ１の接続先の配線をＲ相、端子ａ２の接続先の配線をＳ相、端子ａ３の接続先の配線をＴ相と特定する。
また、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２及び電圧Ｖ３の大小関係の変化が期間５→期間４→期間６→期間２→期間３→期間１→期間５の順に変化することを示す場合には、端子ａ１の接続先の配線をＲ相、端子ａ２の接続先の配線をＴ相、端子ａ３の接続先の配線をＳ相と特定する。

また、具体的には、切替特定部９０１は、系統電圧検出部２０から取得した端子ａ１の接続先の配線における電圧として、図６に示す電圧Ｖ１を取得したとする。また、切替特定部９０１は、系統電圧検出部２０から取得した端子ａ２の接続先の配線における電圧として、図６に示す電圧Ｖ２を取得したとする。また、切替特定部９０１は、系統電圧検出部２０から取得した端子ａ３の接続先の配線における電圧として、図６に示す電圧Ｖ３を取得したとする。この場合、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１をＲ相の配線における電圧と特定する。また、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わる時刻の直後の（１／１２）周期以内、すなわち、ゼロクロス点が示す時刻の直後の（１／１２）周期以内において、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とを比較する。なお、ゼロクロス点が示す時刻は、コンバータ電流が切り替わる時刻を基準に所定のオフセット時間だけずれた時刻の一例である。切替特定部９０１は、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わった直後の（１／１２）周期以内において、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２よりも大きいと判定した場合、電圧Ｖ２が生じている端子ａ２の接続先の配線をＳ相の配線と特定する。また、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わった直後の（１／１２）周期以内において、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２よりも小さいと判定した場合、電圧Ｖ２が生じている端子ａ２の接続先の配線をＴ相の配線と特定する。同様に、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わった直後の（１／１２）周期以内において、電圧Ｖ１と電圧Ｖ３とを比較する。切替特定部９０１は、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わった直後の（１／１２）周期以内において、電圧Ｖ１が電圧Ｖ３よりも大きいと判定した場合、電圧Ｖ３が生じている端子ａ３の接続先の配線をＳ相の配線と特定する。また、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わった直後の（１／１２）周期以内において、電圧Ｖ１が電圧Ｖ３よりも小さいと判定した場合、電圧Ｖ３が生じている端子ａ３の接続先の配線をＴ相の配線と特定する。

積分値算出部９０２は、コンバータ電流の大きさが切り替わる時刻に基づいてコンバータ電流の積分値を算出する（ステップＳ４）。

具体的には、図５で示したように、切替特定部９０１が電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になる時刻をそれぞれ特定し、特定した時刻を用いて定義した期間１〜期間６における各配線の電圧の大小関係に基づいて、各配線における相を特定する場合を例にコンバータ電流の積分値の算出について説明する。
この場合、切替特定部９０１は、コンバータ電流の大きさが切り替わる時刻を基準に、三相交流電源１０が出力する電圧の所定の期間、例えば１周期を特定する。図７に示すように、三相交流電源１０が出力する電圧とコンバータ電流との位相関係は、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相のいずれにおいても同一である。また、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相のぞれぞれは、互いに１２０度ずつ位相がずれている。したがって、位相が６０度変化する時間間隔で、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になる時刻となり、この時刻は、コンバータ電流の大きさが切り替わる時刻と一致する。

つまり、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になる任意の時刻を起点とし、その起点となる時刻から、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときの時刻までを計測する。また、切替特定部９０１は、さらに、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときの時刻までを計測することで、三相交流電源１０が出力する電圧の１周期を特定することができる。
このとき、切替特定部９０１は、起点となる時刻を検出すると積分開始信号を積分値算出部９０２に送信する。また、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときに積分反転信号を積分値算出部９０２に送信する。また、切替特定部９０１は、さらに、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときに積分終了信号を積分値算出部９０２に送信する。
積分値算出部９０２は、切替特定部９０１から積分開始信号を受信してから積分反転信号を受信するまでコンバータ電流を積分する。また、積分値算出部９０２は、切替特定部９０１から積分反転信号を受信してから積分終了信号を受信するまでコンバータ電流を反転させて積分することで、コンバータ電流のオフセットを打ち消して、三相交流電源１０が出力する電圧の１周期の間のコンバータ電流の積分値を算出することができる。

また、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になる時間間隔は、三相交流電源１０が出力する電圧の位相が６０度変化する時間間隔と同一である。そのため、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になる任意の時刻を起点とし、その起点となる時刻から、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときの時刻までを計測することで、三相交流電源１０が出力する電圧の半周期を特定することができる。
このとき、切替特定部９０１は、起点となる時刻を検出すると積分開始信号を積分値算出部９０２に送信する。また、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときに積分終了信号を積分値算出部９０２に送信する。
積分値算出部９０２は、切替特定部９０１から積分開始信号を受信してから積分終了信号を受信するまでコンバータ電流を積分することで、三相交流電源１０が出力する電圧の半周期の間のコンバータ電流の積分値を算出することができる。

また、具体的には、図６で示したように、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わる時刻をそれぞれ特定し、特定した時刻とコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻との差、すなわち、コンバータ電流の大きさが切り替わる時刻からのオフセット時間を特定する場合を例にコンバータ電流の積分値の算出について説明する。
この場合、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わる時刻、すなわち、ゼロクロス点を示す時刻と、コンバータ電流の大きさが切り替わる時刻との差から、三相交流電源１０が出力する電圧の所定の期間、例えば１周期を特定する。図７からわかるように、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わる時刻は、端子ａ１を流れるコンバータ電流Ｉ１が負の電流から正の電流に変化する途中のゼロとなる期間の中央の時刻とほぼ一致する。つまり、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わる時刻は、コンバータ電流Ｉ１がゼロから正の電流に切り替わる時刻と、約３０度の位相差に相当するオフセット時間を有する。また、位相が６０度変化する時間間隔で、コンバータ電流の大きさが切り替わることがわかっている。そのため、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わる時刻とコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻との対応関係は、事前にわかる。また、電圧Ｖ１が正の電圧から負の電圧へと切り替わる時刻と、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わる時刻とは、三相交流電源１０が出力する電圧の半周期の差があることがわかっている。そのため、電圧Ｖ１が正の電圧から負の電圧へと切り替わる時刻とコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻との対応関係も事前にわかる。

つまり、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になる任意の時刻を起点とし、その起点となる時刻から、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときの時刻までを計測する。また、切替特定部９０１は、さらに、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときの時刻までを計測することで、三相交流電源１０が出力する電圧の１周期を特定することができる。
このとき、切替特定部９０１は、起点となる時刻を検出すると積分開始信号を積分値算出部９０２に送信する。また、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときに積分反転信号を積分値算出部９０２に送信する。また、切替特定部９０１は、さらに、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときに積分終了信号を積分値算出部９０２に送信する。
積分値算出部９０２は、切替特定部９０１から積分開始信号を受信してから積分反転信号を受信するまでコンバータ電流を積分する。また、積分値算出部９０２は、切替特定部９０１から積分反転信号を受信してから積分終了信号を受信するまでコンバータ電流を反転させて積分することで、コンバータ電流のオフセットを打ち消して、三相交流電源１０が出力する電圧の１周期の間のコンバータ電流の積分値を算出することができる。

また、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１が負の電圧から正の電圧へと切り替わる時刻、または、電圧Ｖ１が正の電圧から負の電圧へと切り替わる時刻、すなわち、ゼロクロス点を示す時刻を基準にオフセット時間を用いることで、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になる任意の時刻を特定することができる。そして、切替特定部９０１は、特定した電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になる任意の時刻を起点とし、その起点となる時刻から、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときの時刻までを計測することで、三相交流電源１０が出力する電圧の半周期を特定することができる。
このとき、切替特定部９０１は、起点となる時刻を検出すると積分開始信号を積分値算出部９０２に送信する。また、切替特定部９０１は、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２、電圧Ｖ３のうちの２つの電圧が同一になることを３度検出したときに積分終了信号を積分値算出部９０２に送信する。
積分値算出部９０２は、切替特定部９０１から積分開始信号を受信してから積分終了信号を受信するまでコンバータ電流を積分する。これにより、積分値算出部９０２は、三相交流電源１０が出力する電圧の半周期の間のコンバータ電流の積分値を算出することができる。
積分値算出部９０２は、積分し加算したコンバータ電流の積分値を配線相特定部９０３に送信する。

配線相特定部９０３は、積分値算出部９０２からコンバータ電流の積分値を受信する。
配線相特定部９０３は、積分値算出部９０２が算出したコンバータ電流の積分値に基づいて、カレントトランスが接続される配線がＲ相、Ｓ相、Ｔ相のいずれの相の電流が流れる配線であるかを特定する（ステップＳ５）。
具体的には、例えば、積分値算出部９０２は、切替特定部９０１から積分開始信号を受信してから積分反転信号を受信するまで図８に示すようにコンバータ電流をそのままとして積分する。積分値算出部９０２は、積分開始信号を受信してから積分反転信号を受信するまでの積分結果に、切替特定部９０１から積分反転信号を受信してから積分終了信号を受信するまで図８に示すようにコンバータ電流を反転させて積分した結果を加算する。
この場合、配線相特定部９０３は、記憶部９０８から図９に示す判定表ＴＢＬ１を読み出す。図９に示す判定表ＴＢＬ１は、図８で示したコンバータ電流を０度〜３６０度までの１周期の間積分したときの正しい積分値を示している。
配線相特定部９０３は、例えば、図８で示したコンバータ電流について、Ｒ相の配線に対応するカレントトランス３０１ａの接続が正しいか否かを判定する場合には、図８におけるＩ１の前半の半周期が正の電流であるため、判定表ＴＢＬ１における“Ｒ（正）”の欄を参照する。なお、判定表ＴＢＬ１における数値は、図８における１つのマス目を“１”とし、“＋”は正の電流値を表し、“−”は負の電流値、すなわち、逆方向に流れる電流を表している。
配線相特定部９０３は、図８で示したＲ相についてのコンバータ電流を０度〜３６０度まで積分した場合、３０度〜１５０度までの“＋８”、２１０度〜３３０度までの“＋８”を加算して、Ｒ相のコンバータ電流の積分値を“＋１６”と算出する。配線相特定部９０３は、算出した積分値“＋１６”と、判定表ＴＢＬ１における“Ｒ（正）”の欄における“＋１６”とを比較して一致する、すなわち、Ｒ相の配線に対応するカレントトランス３０１ａの接続が正しいと判定する。配線相特定部９０３は、この比較において一致しない場合に、その相に対応するカレントトランスの接続に誤りがあると判定する。
配線相特定部９０３は、Ｔ相の配線に対応するカレントトランス３０１ｂについて、位相の範囲を変更し、同様の判定を行う。

配線情報書込部９０４は、配線相特定部９０３によるカレントトランスのそれぞれが接続される配線の相を確認すると、実際の系統電圧検出部２０からの電圧を検出する端子と配線との対応関係、及び、実際のカレントトランスと配線との対応関係を記憶部９０８に書き込む。

アクティブフィルタ９０は、認識している接続が実際の接続と異なっていると判定した場合、現在の実際の接続は変更せず、データ処理上、実際の接続に合うようにデータの入れ替えなどの処理を行うことで、正しいデータ処理を行う。例えば、アクティブフィルタ９０は、Ｒ相と認識している接続が実際にはＳ相に接続されていると判定した場合、Ｒ相のデータとして扱っているデータをＳ相のデータとして処理することで、正しいデータ処理を行う。そして、アクティブフィルタ９０は、モータ駆動装置１において発生した高調波を打ち消す信号を生成し、高調波歪を低減する。
具体的には、補償電流特定部９０６は、系統電圧検出部２０が検出した電圧とコンバータ電流検出部３０が検出した電流とに基づいて、Ｒ相の電圧、Ｓ相の電圧、Ｔ相の電圧のそれぞれを正弦波になるように補正するためのＲ相の補正電流、Ｓ相の補償電流、Ｔ相の補償電流のそれぞれを特定する。
電流補償部９０７は、補償電流特定部９０６が特定したＲ相の補正電流の大きさ、Ｓ相の補正電流の大きさ、Ｔ相の補正電流の大きさのそれぞれを含む補正信号を電流補正部１００に送信する。
電流補正部１００は、アクティブフィルタ９０からの補正信号に基づいて、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線に電流を流し、三相交流電源１０の出力、すなわち、モータ駆動装置１の最上流部において、歪の少ない正弦波に電圧を補正する。
このとき、電流補正部１００は、端子ａ１〜ａ３とは異なる図示していない３つの端子に接続が切り替えられ、その３つの端子からＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線に電流を流す制御信号を受信して配線に電流を流してもよい。また、電流補正部１００は、図１０に示すように、系統電圧検出部２０とは異なる構成を有し、３つの端子ｃ１、ｃ２、ｃ３から電流が供給されてもよい。

なお、上述した実施形態においては、アクティブフィルタ９０は、報知部９０５を備えていないが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、アクティブフィルタ９０は、報知部９０５を備え、配線相特定部９０３が、カレントトランスの接続に誤りがあると判定した場合に、誤りがあることを示す警告信号を報知部９０５に送信し、報知部９０５が、警告信号に応じてカレントトランスの接続に誤りがあることを報知するものであってもよい。

上述のように、アクティブフィルタ９０は、ステップＳ１の処理により、端子ａ１の接続先の配線をＲ相の配線と認識することで、基準となる配線を特定する。そして、アクティブフィルタ９０は、Ｒ相の配線を基準にＳ相の配線とＴ相の配線とを判定するため、配線の基準を決めない通常の場合における３つの配線についての判定回数６（組み合わせ数６）を２つの配線についての判定回数２回（組み合わせ数２）に低減することができる。

以上、本発明の一実施形態によるアクティブフィルタ９０を備えるモータ駆動装置１について説明した。
本発明の一実施形態によるアクティブフィルタ９０において、切替特定部９０１は、電源系統における三相交流電源１０に接続されるＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線の３つの配線における３つの異なる電圧の位相に基づいて、それら３つの配線のうちの少なくとも１つに接続されるカレントトランスが検出するコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻を特定する。積分値算出部９０２は、コンバータ電流の大きさが切り替わる時刻に基づいてコンバータ電流の積分値を算出する。配線相特定部９０３は、コンバータ電流の積分値に基づいてカレントトランスが接続される配線がＲ相、Ｓ相、Ｔ相のいずれの相の電流が流れる配線であるかを特定する。
こうすることで、アクティブフィルタ９０は、三相交流電源１０が電力を出力する各配線がどの相に対応する配線であるかを適切に認識することができる。

なお、本発明の一実施形態によるアクティブフィルタ９０は、Ｒ相に対応するカレントトランス３０１ａと、Ｔ相に対応するカレントトランス３０１ｂとを備えるものとしたが、本発明の他の実施形態によるアクティブフィルタ９０は、Ｒ相に対応するカレントトランス３０１ａと、Ｔ相に対応するカレントトランス３０１ｂとに加えて、Ｓ相に対応するカレントトランスを備えていてもよい。また、本発明の別の実施形態によるアクティブフィルタ９０は、１つのカレントトランスを備え、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線のそれぞれに順次接続を切り替えるものであってもよい。

なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。

記憶部のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。

本発明の実施形態について説明したが、上述のモータ駆動装置１のそれぞれは内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータがそのプログラムを実行するようにしてもよい。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、省略、置き換え、変更を行ってよい。

１・・・モータ駆動装置
１０・・・三相交流電源
２０・・・系統電圧検出部
３０・・・コンバータ電流検出部
４０・・・ノイズフィルタ
５０・・・ダイオードモジュール
６０・・・平滑化コンデンサ
７０・・・インテリジェントパワーモジュール
８０・・・コンプレッサモータ
９０・・・アクティブフィルタ
１００・・・電流補正部
１１０・・・平滑リアクトル
３０１ａ、３０１ｂ・・・カレントトランス
９０１・・・切替特定部
９０２・・・積分値算出部
９０３・・・配線相特定部
９０４・・・配線情報書込部
９０５・・・報知部
９０６・・・補償電流特定部
９０７・・・電流補償部
９０８・・・記憶部

Claims (6)

1. 電源系統における三相交流電源に接続される３つの配線における３つの異なる電圧の位相に基づいて、前記３つの配線のうちの少なくとも１つに接続されるカレントトランスが検出するコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻に基づいて前記三相交流電源が出力する三相交流電圧の１周期を特定する切替特定部と、
   前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とを算出する積分値算出部と、
   前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とに基づいて、前記カレントトランスが接続される配線が前記３つの異なる電圧の位相に対応する前記３つの配線のうちのどの配線であるかを特定する配線相特定部と、
   を備える接続相認識装置。
2. 前記切替特定部は、
   前記コンバータ電流が切り替わる時刻のそれぞれから所定のオフセット時間だけずれた時刻を特定し、
   前記積分値算出部は、
   前記所定のオフセット時間だけずれた時刻に基づいて前記コンバータ電流の積分値を算出する、
   請求項１に記載の接続相認識装置。
3. 前記配線相特定部による前記カレントトランスが接続される配線が前記３つの異なる電圧の位相に対応する前記３つの配線のうちのどの配線であるかを示す特定結果を、前記カレントトランスと前記配線との対応関係を記憶する記憶部に書きこむ配線情報書込部、
   を備える請求項１または請求項２に記載の接続相認識装置。
4. 前記配線相特定部による前記カレントトランスが接続される配線が前記３つの異なる電圧の位相に対応する前記３つの配線のうちのどの配線であるかを示す特定結果が記憶部が記憶する対応関係と異なる場合に警告を出力する報知部、
   を備える請求項１から請求項３の何れか一項に記載の接続相認識装置。
5. 電源系統における三相交流電源に接続される３つの配線における３つの異なる電圧の位相に基づいて、前記３つの配線のうちの少なくとも１つに接続されるカレントトランスが検出するコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻に基づいて前記三相交流電源が出力する三相交流電圧の１周期を特定することと、
   前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とを算出することと、
   前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とに基づいて、前記カレントトランスが接続される配線が前記３つの異なる電圧の位相に対応する前記３つの配線のうちのどの配線であるかを特定することと、
   を含む制御方法。
6. コンピュータに、
   電源系統における三相交流電源に接続される３つの配線における３つの異なる電圧の位相に基づいて、前記３つの配線のうちの少なくとも１つに接続されるカレントトランスが検出するコンバータ電流の大きさが切り替わる時刻に基づいて前記三相交流電源が出力する三相交流電圧の１周期を特定することと、
   前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とを算出することと、
   前記１周期のうちの半周期における前記コンバータ電流の積分値と、前記１周期のうちの残りの半周期における前記コンバータ電流を反転させた電流の積分値とに基づいて、前記カレントトランスが接続される配線が前記３つの異なる電圧の位相に対応する前記３つの配線のうちのどの配線であるかを特定することと、
   を実行させるプログラム。

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