JP7025894B2 - アクティブフィルタ、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、アクティブフィルタ、制御方法及びプログラムに関する。

三相交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータでは、高調波を含む電流が流れることが知られている。この高調波を含むリップル電流は、電力を供給する三相交流電源側の系統電力を変動させる可能性がある。そのため、系統電力が変動しないように、コンバータに流れる電流の高調波を打ち消す電流を生成するアクティブフィルタと呼ばれる装置が用いられる場合がある。
特許文献１には、関連する技術として、直流電力を、所定周波数、所定交流電圧を有する交流電力に変換するスイッチング回路から出力される出力電流のリップルを抑制する技術が記載されている。

特開２００３－２９９３８８号公報

ところで、アクティブフィルタには、三相交流電源からコンバータへ流れる電流（以下、「コンバータ電流」と記載）の高調波を打ち消すために生成する電流（以下、「フィルタ電流」と記載）が大きい場合に、アクティブフィルタが破損するなどの不具合が発生する場合がある。
そのため、アクティブフィルタにおいて、過電流が流れることを抑制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アクティブフィルタ、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、コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、前記三相交流電源と前記コンバータとの間のコンバータ電流が流れる経路に接続されているアクティブフィルタは、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定する条件判定部と、前記条件判定部が前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいと判定した場合、リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償する電流制御部と、を備え、前記条件判定部は、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定し、前記電流制御部は、前記条件判定部が前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合に、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償する。
本発明の第２の態様によれば、コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、前記三相交流電源と前記コンバータとの間のコンバータ電流が流れる経路に接続されているアクティブフィルタは、前記三相交流電源の３相のうちの１相の電圧のゼロクロス点を示す時刻に対応する位相を基準に電圧の１周期を６つの範囲に分ける切替部と、前記基準と前記６つの範囲とに基づいて、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定する条件判定部と、リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償する電流制御部と、を備え、前記条件判定部は、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定し、前記電流制御部は、前記条件判定部が前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合に、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償する。

本発明の第３の態様によれば、コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、前記三相交流電源と前記コンバータとの間のコンバータ電流が流れる経路に接続されているアクティブフィルタによる制御方法は、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定することと、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定することと、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償することと、を含む。
本発明の第４の態様によれば、コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、前記三相交流電源と前記コンバータとの間のコンバータ電流が流れる経路に接続されているアクティブフィルタによる制御方法は、前記三相交流電源の３相のうちの１相の電圧のゼロクロス点を示す時刻に対応する位相を基準に電圧の１周期を６つの範囲に分けることと、前記基準と前記６つの範囲とに基づいて、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定することと、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定することと、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合に、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償することと、を含む。

本発明の第５の態様によれば、コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、プログラムは、コンピュータに、フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定することと、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定することと、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償することと、を実行させる。
本発明の第６の態様によれば、コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、プログラムは、コンピュータに、前記三相交流電源の３相のうちの１相の電圧のゼロクロス点を示す時刻に対応する位相を基準に電圧の１周期を６つの範囲に分けることと、前記基準と前記６つの範囲とに基づいて、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定することと、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定することと、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合に、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償することと、を実行させる。

本発明の実施形態によるアクティブフィルタによれば、自アクティブフィルタにおいて、過電流が流れることを抑制することができる。

本発明の第１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。 本発明の第１の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。 本発明の第１の実施形態による条件判定部を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態による電流制御部を説明するための第１の図である。 本発明の第１の実施形態による電流制御部を説明するための第２の図である。 本発明の第１の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。 本発明の第２の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。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の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。
本発明の第１の実施形態によるモータ駆動装置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。モータ駆動装置１は、三相交流電源１０からダイオードモジュール５０へ流れるコンバータ電流が過電流となるタイミングのフィルタ電流を低減することができる装置である。

三相交流電源１０は、ダイオードモジュール５０へ電力を供給する電源である。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。コンバータ電流検出部３０は、コンバータ電流を検出するための検出部である。
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指令電流値を電流補正部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からの指令電流値に基づいて、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、歪み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、所定の時間間隔ごとにＲ相、Ｓ相、Ｔ相のうちの１つに対応するコンバータ電流のみの高調波信号を打ち消す機能を有する。具体的には、アクティブフィルタ９０は、図２に示すように、切替部９０１と、条件判定部９０２と、電流制御部９０３と、記憶部９０４と、を備える。

切替部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、Ｓ相、Ｔ相の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、電圧の位相の所定の範囲ごとに、制御対象とする相を切り替える。

条件判定部９０２は、フィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足しているか否かを判定する。フィルタ電流に過電流が発生しやすい条件とは、例えば、三相交流電源１０が出力する電圧が所定以上歪んでおり、コンバータ電流に過電流が発生しやすいこと、または、過去にコンバータ電流に過電流が発生し、過電流保護機能が動作したことがあることなどである。なお、コンバータ電流の歪みをフィルタ電流で補償するため、コンバータ電流の増減は、フィルタ電流の増減と連動する。
また、条件判定部９０２は、三相交流電源１０の位相が、フィルタ電流が急激に変化するタイミングを示す位相であるか否かを判定する。例えば、図３に示すように、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の切り替わりが三相交流電源１０の電圧の位相が１２０度変化するごと、フィルタ電流のリップルが大きくなることが予めわかっている。そのため、条件判定部９０２は、三相交流電源１０の位相が所定の位相であるか否かを判定することによって、フィルタ電流のリップルが大きくなるか否かを判定することができる。

電流制御部９０３は、切替部９０１が切り替えた制御対象の相について、フィルタ電流に過電流が発生しやすい場合に、フィルタ電流をリップルのピークで検出し、検出したフィルタ電流に基づいてコンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。例えば、電流制御部９０３は、切替部９０１が切り替えた制御対象の相について、電流制御部９０３がフィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足し、三相交流電源１０の位相がフィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相である場合に、フィルタ電流をリップルのピークで検出し、検出したフィルタ電流に基づいて電流補正部１００に指令電流値を送信し、コンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。具体的には、電流制御部９０３は、図４に示すように、インテリジェントパワーモジュール７０のパワーデバイスをスイッチングするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号（図４、５では「出力パターン」と記載）の立ち下がりのタイミングにフィルタ電流（図４、５では「出力電流」と記載）を取得し、そのフィルタ電流でコンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。
また、電流制御部９０３は、切替部９０１が切り替えた制御対象の相について、フィルタ電流に過電流が発生しづらい場合に、フィルタ電流をリップルの中央で検出し、検出したフィルタ電流に基づいて電流補正部１００に指令電流値を送信し、コンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。例えば、電流制御部９０３は、切替部９０１が切り替えた制御対象の相について、電流制御部９０３がフィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足しない、または、三相交流電源１０の位相がフィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相ではない場合に、フィルタ電流をリップルの中央で検出し、検出したフィルタ電流に基づいて電流補正部１００に指令電流値を送信し、コンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。具体的には、電流制御部９０３は、図５に示すように、インテリジェントパワーモジュール７０のパワーデバイスをスイッチングするＰＷＭ信号を生成するための三角波（図４、５では「比較キャリア」と記載）がリプル電流の中央となるタイミングでフィルタ電流を取得し、そのフィルタ電流でコンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。
記憶部９０４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。

三相交流電源１０は、第１端子、第２端子、第３端子を備える。
系統電圧検出部２０は、第１端子、第２端子、第３端子を備える。
コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ａ、カレントトランス３０１ｂのそれぞれは、第１端子、第２端子を備える。
ノイズフィルタ４０は、第１入力端子、第２入力端子、第３入力端子、第１出力端子、第２出力端子を備える。
ダイオードモジュール５０は、第１入力端子、第２入力端子、第１出力端子、第２出力端子を備える。
平滑コンデンサ６０は、第１端子、第２端子を備える。
インテリジェントパワーモジュール７０は、第１入力端子、第２入力端子、第１出力端子、第２出力端子、第３出力端子を備える。
コンプレッサモータ８０は、第１端子、第２端子、第３端子を備える。
アクティブフィルタ９０は、第１端子ａ１、第２端子ａ２、第３端子ａ３、第４端子ｂ１、第５端子ｂ２を備える。
平滑リアクトル１１０は、第１端子、第２端子を備える。

三相交流電源１０の第１端子は、系統電圧検出部２０の第１端子、コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ａの第１端子、アクティブフィルタ９０の第１端子ａ１のそれぞれに接続される。三相交流電源１０の第２端子は、系統電圧検出部２０の第２端子、ノイズフィルタ４０の第２入力端子、アクティブフィルタ９０の第２端子ａ２のそれぞれに接続される。三相交流電源１０の第３端子は、系統電圧検出部２０の第３端子、コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ｂの第１端子、アクティブフィルタ９０の第３端子ａ３のそれぞれに接続される。

コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ａの第２端子は、ノイズフィルタ４０の第１入力端子に接続される。コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ｂの第２端子は、ノイズフィルタ４０の第３入力端子に接続される。コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ａが検出する電流値は、アクティブフィルタ９０の第４端子ｂ１に伝えられる。コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ｂが検出する電流値は、アクティブフィルタ９０の第５端子ｂ２に伝えられる。

ノイズフィルタ４０の第１出力端子は、ダイオードモジュール５０の第１入力端子に接続される。ノイズフィルタ４０の第２出力端子は、ダイオードモジュール５０の第２入力端子に接続される。

ダイオードモジュール５０の第１出力端子は、平滑リアクトル１１０の第１端子に接続される。ダイオードモジュール５０の第２出力端子は、平滑コンデンサ６０の第２端子、インテリジェントパワーモジュール７０の第２入力端子のそれぞれに接続される。

平滑コンデンサ６０の第１端子は、インテリジェントパワーモジュール７０の第１入力端子、平滑リアクトル１１０の第１端子のそれぞれに接続される。
インテリジェントパワーモジュール７０の第１出力端子は、コンプレッサモータ８０の第１端子に接続される。インテリジェントパワーモジュール７０の第２出力端子は、コンプレッサモータ８０の第２端子に接続される。インテリジェントパワーモジュール７０の第３出力端子は、コンプレッサモータ８０の第３端子に接続される。

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６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。

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。
系統電圧検出部２０は、検出した電圧を示す電圧信号を切替部９０１に送信する。

切替部９０１は、系統電圧検出部２０から電圧信号を受信する。
切替部９０１は、受信した電圧信号が示す電圧値から電圧の位相を特定する（ステップＳ１）。例えば、切替部９０１は、Ｒ相の電圧のゼロクロス点を示す時刻を位相の基準である０度とする。なお、切替部９０１は、Ｒ相ではなくＳ相またはＴ相の電圧のゼロクロス点を示す時刻を位相の基準としてもよい。

切替部９０１は、電圧の１周期を６つの範囲に分けて、制御対象とする相を切り替える。
切替部９０１は、位相の基準と、６つのそれぞれの位相の範囲と、その位相の範囲における制御対象とする相とを含む制御対象情報を電流制御部９０３と条件判定部９０２とに送信する。

条件判定部９０２は、切替部９０１から制御対象情報を受信する。条件判定部９０２は、制御対象情報に含まれる位相の基準を示す時刻と同期をとる。条件判定部９０２は、受信した制御対象情報に基づいて切替部９０１の切り替えによるコンバータ電流を補正する電流フィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足しているか否かを判定する（ステップＳ２）。

条件判定部９０２が電流フィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足していないと判定した場合（ステップＳ２においてＮＯ）、電流制御部９０３は、制御対象の相について、フィルタ電流をリップルの中央で検出する（ステップＳ４）。電流制御部９０３は、検出したフィルタ電流に基づいて電流補正部１００に指令電流値を送信し、コンバータ電流の歪みを補償する制御を行う（ステップＳ５）。電流制御部９０３は、ステップＳ１の処理に戻す。

条件判定部９０２は、電流フィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足していると判定した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、三相交流電源１０の位相が、フィルタ電流が急激に変化するタイミングを示す位相であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

条件判定部９０２は、三相交流電源１０の位相が、フィルタ電流が急激に変化するタイミングを示す位相ではないと判定した場合（ステップＳ３においてＮＯ）、ステップＳ４の処理に進める。
条件判定部９０２が、三相交流電源１０の位相がフィルタ電流が急激に変化するタイミングを示す位相であると判定した場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、電流制御部９０３は、制御対象の相について、フィルタ電流をリップルのピークで検出する（ステップＳ６）。電流制御部９０３は、検出したフィルタ電流に基づいて電流補正部１００に指令電流値を送信し、コンバータ電流の歪みを補償する制御を行う（ステップＳ７）。

なお、電流補正部１００が端子である場合には、アクティブフィルタ９０のみをアクティブフィルタと呼ぶものであってもよい。また、電流補正部１００がアクティブフィルタ９０からの制御信号に応じて電流を流す場合には、電流補正部１００とアクティブフィルタ９０との両方を含むものをアクティブフィルタと呼ぶものであってもよい。

以上、本発明の第１の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。
本発明の第１の実施形態によるアクティブフィルタ９０において、条件判定部９０２は、電流フィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足しているか否かを判定する。電流制御部９０３は、フィルタ電流に過電流が発生しやすい場合に、フィルタ電流をリップルのピークで検出し、検出したフィルタ電流に基づいて電流補正部１００に指令電流値を送信し、コンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。
こうすることで、コンバータ電流が過電流となるタイミングのフィルタ電流を低減することができる。その結果、アクティブフィルタ９０において、過電流が流れることを抑制することができる。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態によるモータ駆動装置について説明する。
本発明の第２の実施形態によるモータ駆動装置１は、本発明の第１の実施形態によるモータ駆動装置１と同様に、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。本発明の第２の実施形態によるモータ駆動装置１は、三相交流電源１０からダイオードモジュール５０へ流れるコンバータ電流が過電流となるタイミングのフィルタ電流を低減することができる装置である。

本発明の第２の実施形態による条件判定部９０２は、フィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足しているか否かを判定する。
また、本発明の第２の実施形態による条件判定部９０２は、フィルタ電流の絶対値が所定の電流値よりも大きいか否かを判定する。

電流制御部９０３は、切替部９０１が切り替えた制御対象の相について、フィルタ電流に過電流が発生しやすい場合に、フィルタ電流をリップルのピークで検出し、検出したフィルタ電流に基づいて電流補正部１００に指令電流値を送信し、コンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。例えば、電流制御部９０３は、切替部９０１が切り替えた制御対象の相について、電流制御部９０３がフィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足し、フィルタ電流の絶対値が所定の電流値よりも大きい場合に、フィルタ電流をリップルのピークで検出し、検出したフィルタ電流に基づいて電流補正部１００に指令電流値を送信し、コンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。
また、電流制御部９０３は、切替部９０１が切り替えた制御対象の相について、フィルタ電流に過電流が発生しづらい場合に、フィルタ電流をリップルの中央で検出し、検出したフィルタ電流に基づいて電流補正部１００に指令電流値を送信し、コンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。例えば、電流制御部９０３は、切替部９０１が切り替えた制御対象の相について、電流制御部９０３がフィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足しない、または、フィルタ電流の絶対値が所定の電流値よりも大きい場合に、フィルタ電流をリップルの中央で検出し、検出したフィルタ電流に基づいてコンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。

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７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、図７に示す処理フローは、図６で示した処理フローにおけるステップＳ３の処理がステップＳ８に置き替わったものである。

条件判定部９０２は、電流フィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足していると判定した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、フィルタ電流の絶対値が所定の電流値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ８）。

条件判定部９０２は、フィルタ電流の絶対値が所定の電流値以下であると判定した場合（ステップＳ８においてＮＯ）、ステップＳ４の処理に進める。
条件判定部９０２がフィルタ電流の絶対値が所定の電流値よりも大きいと判定した場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、電流制御部９０３は、制御対象の相について、フィルタ電流をリップルのピークで検出する（ステップＳ６）。

以上、本発明の第２の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。
本発明の第２の実施形態によるアクティブフィルタ９０において、条件判定部９０２は、電流フィルタ電流に過電流が発生しやすい条件を満足しているか否かを判定する。電流制御部９０３は、フィルタ電流に過電流が発生しやすい場合に、フィルタ電流をリップルのピークで検出し、検出したフィルタ電流に基づいて電流補正部１００に指令電流値を送信し、コンバータ電流の歪みを補償する制御を行う。
こうすることで、コンバータ電流が過電流となるタイミングのフィルタ電流を低減することができる。その結果、アクティブフィルタ９０において、過電流が流れることを抑制することができる。

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。

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、アクティブフィルタ９０、その他の制御装置は内部に、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。コンピュータの具体例を以下に示す。
図８は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５は、図８に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
例えば、上述のモータ駆動装置１、アクティブフィルタ９０、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。

ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。

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・・・切替部
９０２・・・条件判定部
９０３・・・電流制御部
９０４・・・記憶部

Claims (6)

1. コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、
   前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定する条件判定部と、
   前記条件判定部が前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいと判定した場合、リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償する電流制御部と、
   を備え、
   前記条件判定部は、
   前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定し、
   前記電流制御部は、
   前記条件判定部が前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合に、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償し、
   前記三相交流電源と前記コンバータとの間のコンバータ電流が流れる経路に接続されているアクティブフィルタ。
2. コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、
   前記三相交流電源の３相のうちの１相の電圧のゼロクロス点を示す時刻に対応する位相を基準に電圧の１周期を６つの範囲に分ける切替部と、
   前記基準と前記６つの範囲とに基づいて、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定する条件判定部と、
   リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償する電流制御部と、
   を備え、
   前記条件判定部は、
   前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定し、
   前記電流制御部は、
   前記条件判定部が前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合に、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償し、
   前記三相交流電源と前記コンバータとの間のコンバータ電流が流れる経路に接続されているアクティブフィルタ。
3. コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、
   前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定することと、
   前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定することと、
   前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償することと、
   を含む、前記三相交流電源と前記コンバータとの間のコンバータ電流が流れる経路に接続されているアクティブフィルタによる制御方法。
4. コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、
   前記三相交流電源の３相のうちの１相の電圧のゼロクロス点を示す時刻に対応する位相を基準に電圧の１周期を６つの範囲に分けることと、
   前記基準と前記６つの範囲とに基づいて、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定することと、
   前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定することと、
   前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合に、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償することと、
   を含む、前記三相交流電源と前記コンバータとの間のコンバータ電流が流れる経路に接続されているアクティブフィルタによる制御方法。
5. コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、
   コンピュータに、
   フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定することと、
   前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定することと、
   前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償することと、
   を実行させるプログラム。
6. コンバータ電流は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと三相交流電源との間を流れる電流であり、フィルタ電流は、アクティブフィルタの出力電流であり、前記コンバータ電流の歪みを補償するために、前記コンバータと前記三相交流電源との間に供給される電流であって、
   コンピュータに、
   前記三相交流電源の３相のうちの１相の電圧のゼロクロス点を示す時刻に対応する位相を基準に電圧の１周期を６つの範囲に分けることと、
   前記基準と前記６つの範囲とに基づいて、前記フィルタ電流に過電流が発生しやすいか否かを判定することと、
   前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であるか否かを判定することと、
   前記フィルタ電流に過電流が発生しやすく、かつ、前記三相交流電源の位相が前記フィルタ電流のリップルが大きくなる所定の位相であると判定した場合に、前記リップルのピークで検出した前記フィルタ電流に基づいて、前記コンバータ電流の歪みを補償することと、
   を実行させるプログラム。

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