JP7005251B2 - 接続順序の判断方法 - Google Patents
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Description
<構成>
図1は第1の実施の形態にかかるインバータ基板100Aの構成及びインバータ基板100Aと接続される他の構成要素との接続関係を示す回路図である。
以下、正相接続及び逆相接続のいずれが生じているかを判断する方法を説明する。かかる判断は、アクティブフィルタ200Aを、三相電源1とインバータ基板100Aとが既に接続されている状況に対して、新たに設置する際にのみ行えばよい。
図3は正相接続が得られている場合の、図4は逆相接続が得られている場合の、それぞれの諸量を示すグラフである。具体的にはここにいう諸量とは、線間電圧Vrs,Vst,Vtr、ゼロクロス信号Xrs、及び負荷電流Ir,Is,Itである。なお相電圧Vrnも図3、図4に併記した。
(i-2)時間tdとして上記周期の5/12倍(td=5・d)、または7/12倍の時間(td=7・d)を採用し、上記(i-1)と同様に負荷電流Itを検出し;
(ii-2)上記(i-2)で検出された負荷電流Itが正の第1閾値より大きければ逆相接続が得られていると判断する。上記(i-2)で検出された負荷電流Itが負の第2閾値より小さければ正相接続が得られていると判断する。
線間電圧Vrsが値零を採った(ここではゼロクロス信号Xrsが非活性から活性化した時点)後、時間tdの経過後における負荷電流Irを検出し;
時間tdが上記周期の1/12倍(td=d)であれば、検出された負荷電流Irが正の閾値より大きければ逆相接続が、小さければ正相接続が得られていると判断し;
時間tdが上記周期の5/12倍(td=5・d)であれば、検出された負荷電流Irが正の閾値より大きければ正相接続が、小さければ逆相接続が得られていると判断し;
時間tdが上記周期の7/12倍(td=7・d)であれば、検出された負荷電流Irが負の閾値より大きければ正相接続が、小さければ逆相接続が得られていると判断し;
時間tdが上記周期の11/12倍(td=11・d)であれば、検出された負荷電流Irが負の閾値より大きければ逆相接続が、小さければ正相接続が得られていると判断する。
(i-3)相電圧Vrnが上昇して値零を採った時点における負荷電流Itを検出し;
(ii-3)上記(i-3)で検出された負荷電流Itが正の第1閾値より大きければ正相接続が得られていると判断する。上記(i-3)で検出された負荷電流Itが負の第2閾値より小さければ逆相接続が得られていると判断する。
(i-4)相電圧Vrnが上昇して値零を採った時点から時間tdが経過した時点における負荷電流Itを検出する。当該時間tdは、相電圧Vrnの周期の6/12倍の時間(td=6・d)である。上記周期は相電圧Vrnの経時的変化から容易に計算でき、またこれは三相の交流電圧Vr,Vs,Vtのいずれの周期とも一致する。
(i-5)時間tdとして上記周期の2/12倍(td=2・d)を採用し、(i-4)と同様に負荷電流Itを検出し;
(ii-5)上記(i-5)で検出された負荷電流Itが負の閾値より大きければ正相接続が得られていると判断する。上記(i-5)で検出された負荷電流Itが当該閾値より小さければ逆相接続が得られていると判断する。
(i-6)時間tdとして上記周期の4/12倍(td=4・d)を採用し、上記(i-4)と同様に負荷電流Itを検出し;
(ii-6)上記(i-6)で検出された負荷電流Itが負の閾値より大きければ逆相接続が得られていると判断する。上記(i-6)で検出された負荷電流Itが当該閾値より小さければ正相接続が得られていると判断する。
(i-7)時間tdとして上記周期の8/12倍(td=8・d)を採用し、上記(i-4)と同様に負荷電流Itを検出し;
(ii-7)上記(i-7)で検出された負荷電流Itが正の閾値より大きければ逆相接続が得られていると判断する。上記(i-7)で検出された負荷電流Itが当該閾値より小さければ正相接続が得られていると判断する。
(i-8)時間tdとして上記周期の10/12倍(td=10・d)を採用し、上記(i-4)と同様に負荷電流Itを検出し;
(ii-8)上記(i-8)で検出された負荷電流Itが正の閾値より大きければ正相接続が得られていると判断する。上記(i-8)で検出された負荷電流Itが当該閾値より小さければ逆相接続が得られていると判断する。
負荷電流Itのみならず負荷電流Irも検出される場合、下記の判断により、正相接続、逆相接続のいずれが得られているかが判断される。
図6は正相接続が得られている場合の、図7は逆相接続が得られている場合の、それぞれの諸量を示すグラフである。具体的にはここにいう諸量とは、線間電圧Vrs,Vst,Vtr、負荷電流Ir,Is,It、d軸電流候補Id及びその直流成分(電源周波数成分)Id0、及びq軸電流候補Iq及びその直流成分(電源周波数成分)Iq0である。
(vi)推定値Φ^に基づいて負荷電流Ir,Is,Itを三相/二相変換することにより、推定値Φ^と同相の電流成分としてd軸電流候補Idを求める。
d軸電流候補Idの極性の変動の検出は、d軸電流候補Idと値零との比較となり、推定値Φ^の計算や、三相/二相変換の計算における誤差の影響も大きい。よってd軸電流候補Idの直流成分Id0を求め、直流成分Id0と所定の閾値とを比較してもよい。つまり下記判断が採用される。
上記の判断方法1~4はいずれも、インバータ基板100Aにおいて、
(a)入力端子5tに接続された入力端2tに流れる負荷電流Itを電流検出器3tが検出し(及び/又は入力端子5rに接続された入力端2rに流れる負荷電流Irを電流検出器3rが検出し)、
(b)電圧検出器8が、入力端子5sの電位を基準とした入力端子5rの電圧として線間電圧Vrsを(あるいは中性点入力端子5nの電位を基準とした入力端子5rの電圧として相電圧Vrnを)検出し、
(c)負荷電流It(及び/又は負荷電流Ir)及び線間電圧Vrs(あるいは相電圧Vrn)の検出値をアクティブフィルタ制御部27が得ることを想定している。
第1の実施の形態において、電源線1r,1s,1tにおける欠相を判断することもできる。図8は、電源線1tが地絡して欠相が発生している場合の諸量を示すグラフである。具体的にはここにいう諸量とは、線間電圧Vrs,Vst,Vtr及びゼロクロス信号Xrs、並びに負荷電流Ir,Is,Itである。上記欠相のためVst=Vtr=(-1/2)・Vrsの関係がある。
<構成>
第1の実施の形態で示されたインバータ基板100Cに対して、アクティブフィルタを搭載することもできる。これは、平滑フィルタ6が有するコンデンサC6から平滑機能を省略した、いわゆる電解コンデンサレスインバータに適している。電解コンデンサレスインバータではコンデンサC6はインバータ4のスイッチングノイズの除去を担えば足り、よって小さな静電容量で足りる。これにより平滑フィルタ6から電解コンデンサを排除することができる。
以下、第1の実施の形態との比較によって本実施の形態での利点を説明する。図10及び図11はいずれも正相接続が得られている場合の諸量を示すグラフである。具体的にはここにいう諸量とは、線間電圧Vrs,Vst,Vtr及び相電圧Vrn、ゼロクロス信号Xrs、並びに負荷電流Ir,Is,Itである。いずれの図においてもtd=dの場合を示した。
第2の実施の形態では、線間電圧Vrsをアクティブフィルタ制御部27のみならず、インバータ制御部7でも利用する場合を例示した。この場合、一つの電圧検出器8が、アクティブフィルタ制御部27にゼロクロス信号Xrsを与える機能と、インバータ制御部7にゼロクロス信号Xrsを与える機能とを兼務することができる。
上述の実施の形態では、いずれもインバータ制御部7が負荷電流Ir,Is,Itについての情報を用いる場合についての説明を省略している。インバータ制御部7が負荷電流Ir,Is,Itについての情報を用いる場合には、電流検出器3t,3rが検出する負荷電流It,Irを利用することで、インバータ制御部7用に新たな電流検出器を設ける必要は無い。
2 整流回路
2r,2s,2t 入力端
3r,3t 電流検出器
4 インバータ
5r,5s,5t 入力端子
8 電圧検出器
8A,8B ゼロクロス信号生成器
100A,100B インバータ基板
200B アクティブフィルタ
Id d軸電流候補
Id0,Iq0 直流成分
Iq q軸電流候補
Ir,Is,It 負荷電流
Iu,Iv,Iw 補償電流
LH,LL 直流母線
Vr,Vs,Vt 交流電圧
Vrn 相電圧
Vrs,Vst,Vtr 線間電圧
td,d 時間
Xrs ゼロクロス信号
Φ 位相
Φ^ (位相の)推定値
Claims (5)
- インバータ基板(100B)と、三相の電源線(1t,1r,1s)との接続順序を判断する方法であって、
前記インバータ基板は、
前記電源線(1t,1r,1s)に接続され、前記電源線から三相の交流電圧(Vt,Vr,Vs)が印加される第1乃至第3の入力端子(5t,5r,5s)と、
一対の直流母線(LH,LL)と、
前記第1乃至第3の入力端子にそれぞれ対応する第1乃至第3の入力端(2t,2r,2s)を有し、前記交流電圧を整流して前記一対の直流母線に直流電圧を印加する整流回路(2)と、
前記一対の直流母線(LH,LL)に設けられ、チョークインプット型のLCフィルタ(6)を構成するインダクタ(L6)、および前記直流電圧を平滑する機能を省略する程に静電容量が小さいコンデンサ(C6)と、
前記第1の入力端(2t)において流れる第1電流(It)を検出する第1の電流検出器(3t)と、
前記第1乃至第3の入力端子の一対(5r,5s)同士の間の線間電圧(Vrs)もしくは前記第2の入力端子(5r)に印加される一の前記交流電圧の相電圧(Vrn)を検出する電圧検出器(8)と、
前記直流電圧を他の交流電圧(Vu,Vv,Vw)に変換して出力するインバータ(4)と、
前記インバータの動作を制御するインバータ制御部(7)と、
前記第1電流(It)と、前記線間電圧(Vrs)もしくは前記相電圧(Vrn)とに基づいた三相の補償電流(Iu,Iv,Iw)を、所定の対応関係で前記第1乃至第3の入力端子(5t,5r,5s)に供給する並列型のアクティブフィルタ(200B)と
を備え、
前記方法は、前記線間電圧(Vrs)もしくは前記相電圧(Vrn)と、少なくとも前記第1電流(It)とに基づいて、前記第1乃至第3の入力端子(5t,5r,5s)と前記電源線との接続順序を判断する、接続順序の判断方法。 - 三相の電源線(1t,1r,1s)に接続され、前記電源線から三相の交流電圧(Vt,Vr,Vs)が印加される第1乃至第3の入力端子(5t,5r,5s)と、
一対の直流母線(LH,LL)と、
前記第1乃至第3の入力端子にそれぞれ対応する第1乃至第3の入力端(2t,2r,2s)を有し、前記交流電圧を整流して前記一対の直流母線に直流電圧を印加する整流回路(2)と、
前記第1の入力端(2t)において流れる第1電流(It)を検出する第1の電流検出器(3t)と、
前記第1乃至第3の入力端子の一対(5r,5s)同士の間の線間電圧(Vrs)もしくは前記第2の入力端子(5r)に印加される一の前記交流電圧の相電圧(Vrn)を検出する電圧検出器(8)と、
前記直流電圧を他の交流電圧(Vu,Vv,Vw)に変換して出力するインバータ(4)と、
前記インバータの動作を制御するインバータ制御部(7)と
を備えるインバータ基板(100A,100B)と、前記電源線(1t、1r、1s)との接続順序を判断する方法であって、
前記線間電圧(Vrs)もしくは前記相電圧(Vrn)と、前記第1電流(It)とに基づいて、前記第1乃至第3の入力端子(5t,5r,5s)と前記電源線との接続順序を判断する、接続順序の判断方法。 - 三相の電源線(1t,1r,1s)に接続され、前記電源線から三相の交流電圧(Vt,Vr,Vs)が印加される第1乃至第3の入力端子(5t,5r,5s)と、
一対の直流母線(LH,LL)と、
前記第1乃至第3の入力端子にそれぞれ対応する第1乃至第3の入力端(2t,2r,2s)を有し、前記交流電圧を整流して前記一対の直流母線に直流電圧を印加する整流回路(2)と、
前記一対の直流母線(LH,LL)に設けられ、チョークインプット型のLCフィルタ(6)を構成するインダクタ(L6)、および前記直流電圧を平滑する機能を省略する程に静電容量が小さいコンデンサ(C6)と、
前記第1の入力端(2t)において流れる第1電流(It)を検出する第1の電流検出器(3t)と、
前記第1乃至第3の入力端子の一対(5r,5s)同士の間の線間電圧(Vrs)もしくは前記第2の入力端子(5r)に印加される一の前記交流電圧の相電圧(Vrn)を検出する電圧検出器(8)と、
前記直流電圧を他の交流電圧(Vu,Vv,Vw)に変換して出力するインバータ(4)と、
前記インバータの動作を制御するインバータ制御部(7)と
を備えるインバータ基板(100A,100B)と、前記電源線(1t,1r,1s)との接続順序を、前記線間電圧(Vrs)もしくは前記相電圧(Vrn)と、少なくとも前記第1電流(It)とに基づいて判断する方法であって、
特定時点における前記第1電流(It)と前記第2の入力端(2r)に流れる第2電流(Ir)との大小関係により、前記第1乃至第3の入力端子(5t,5r,5s)と前記電源線(1t,1r,1s)との接続順序を判断し、
前記特定時点は、
前記線間電圧(Vrs)が値零を採った時点から前記線間電圧の周期のN/12倍(N=1,5,7,11)の時間(td)が経過した時点、または
前記相電圧(Vrn)が値零を採る時点
である、接続順序の判断方法。 - 三相の電源線(1t,1r,1s)に接続され、前記電源線から三相の交流電圧(Vt,Vr,Vs)が印加される第1乃至第3の入力端子(5t,5r,5s)と、
一対の直流母線(LH,LL)と、
前記第1乃至第3の入力端子にそれぞれ対応する第1乃至第3の入力端(2t,2r,2s)を有し、前記交流電圧を整流して前記一対の直流母線に直流電圧を印加する整流回路(2)と、
前記一対の直流母線(LH,LL)に設けられ、チョークインプット型のLCフィルタ(6)を構成するインダクタ(L6)、および前記直流電圧を平滑する機能を省略する程に静電容量が小さいコンデンサ(C6)と、
前記第1の入力端(2t)において流れる第1電流(It)を検出する第1の電流検出器(3t)と、
前記第1乃至第3の入力端子の一対(5r,5s)同士の間の線間電圧(Vrs)もしくは前記第2の入力端子(5r)に印加される一の前記交流電圧の相電圧(Vrn)を検出する電圧検出器(8)と、
前記直流電圧を他の交流電圧(Vu,Vv,Vw)に変換して出力するインバータ(4)と、
前記インバータの動作を制御するインバータ制御部(7)と
を備えるインバータ基板(100A,100B)と、前記電源線(1t,1r,1s)との接続順序を、前記線間電圧(Vrs)もしくは前記相電圧(Vrn)と、少なくとも前記第1電流(It)とに基づいて判断する方法であって、
特定時点における前記第1電流(It)と前記第3の入力端(2s)に流れる第2電流(Is)との大小関係により、前記第1乃至第3の入力端子(5t,5r,5s)と前記電源線(1t,1r,1s)との接続順序を判断し、
前記特定時点は、
前記線間電圧(Vrs)が値零を採った時点から前記線間電圧の周期のN/12倍(N=1,5,7,11のいずれか)の時間(td)が経過した時点、または
前記相電圧(Vrn)が値零を採る時点もしくは当該時点から前記相電圧の周期のM/12倍(M=2,4,6,8,10のいずれか)の時間(td)が経過した時点
である、接続順序の判断方法。 - 前記インバータ基板(100A,100B)は
前記第2電流(Ir、Is)を検出する第2の電流検出器(3r)
を更に備える、請求項3または請求項4に記載の接続順序の判断方法。
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