JP7843906B2 - 電力変換装置及び空気調和機の室外機 - Google Patents

Description

本開示は、商用電源から供給される交流電力を整流した後に交流電力に変換して出力する電力変換装置及びこれを備えた空気調和機の室外機に関する。

商用電源から供給される交流電力を整流した後に交流電力に変換して出力する電力変換装置においては、特許文献１に開示されるように、母線電圧の検出値より電源電圧の相電圧の振幅値を求め、求めた相電圧振幅と有効電流成分とに基づいて入力電力を求めている。

特開２００９－０８９４６９号公報

特許文献１に開示される電力変換装置は、電源の振幅値と有効電流とから入力電力を求めており、電源電圧の交流量に係る情報が得られないため、入力電力の精度が低下してしまう。電源電圧の交流量を検出するために、その検出を行う回路を実装すると、実装するための基板サイズ及び部品コストが増大してしまうという問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、基板サイズ及び部品コストの増大を抑制しかつ入力電力を高精度で推定可能な電力変換装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る電力変換装置は、交流電源から供給された交流電力を整流するコンバータと、コンバータが整流した電力を平滑する主回路コンデンサと、コンバータと主回路コンデンサとの間に設けられたリアクトルと、コンバータが整流した電力を交流電力に変換してモータに出力するインバータと、モータを駆動するための駆動信号を生成してインバータに出力する駆動信号生成部とを備える。電力変換装置は、インバータの入力部の電圧を検出する第１の電圧検出部と、交流電源とコンバータとを接続する電源配線において少なくとも一つの電圧ゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、交流電源から供給される交流電力の電流値を検出する電流検出部と、ゼロクロス検出部が検出した電圧ゼロクロス点と、第１の電圧検出部が検出したインバータの入力部の電圧とに基づいて、交流電源から供給される交流電力の交流量に係る情報を復元する電源電圧復元部と、電源電圧復元部が復元した交流量に係る情報と、電流検出部が検出した交流電力の電流値とに基づいて、交流電源から入力される入力電力を計算する電力計算部とを備える。

本開示に係る電力変換装置は、基板サイズ及び部品コストの増大を抑制しかつ入力電力を高精度で推定することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る電力変換装置の構成を示す図 実施の形態１に係る電力変換装置が備える制御部を実現するハードウェア構成の一例を示す図 実施の形態１に係る電力変換装置の電源電圧波形と検出信号との関係の一例を示す図 実施の形態２に係る電力変換装置の構成を示す図 実施の形態２に係る電力変換装置の電源電圧波形と検出信号との関係の一例を示す図 実施の形態３に係る電力変換装置の構成を示す図 実施の形態３に係る電力変換装置の三相電源不平衡発生時の電源電圧と整流回路出力電圧とを示す図 実施の形態４に係る電力変換装置の構成を示す図 実施の形態５に係る電力変換装置の構成を示す図 実施の形態６に係る電力変換装置の構成を示す図 実施の形態７に係る空気調和機の室外機の構成を示す図 実施の形態７に係る空気調和機の室外機が備える電力変換装置の構成を示す図

以下に、実施の形態に係る電力変換装置及び空気調和機の室外機を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電力変換装置の構成を示す図である。実施の形態１に係る電力変換装置１００は、交流電源１から供給された交流電圧を整流するコンバータ２と、整流した電圧を平滑する主回路コンデンサ４と、コンバータ２と主回路コンデンサ４との間に設けられたリアクトル３と、平滑化した整流電圧を交流電圧に変換してモータ６に出力するインバータ５と、モータ６を駆動するためにインバータ５に駆動信号を生成及び送出する駆動信号生成部７と、インバータ５の入力部の電圧Ｖｄｃを検出する第１の電圧検出部８と、少なくとも一つの相間の電圧ゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部９と、交流電力の電流値を検出する電流検出部１０とを備える。主回路コンデンサ４には、電解コンデンサ、フィルムコンデンサいずれを用いても良い。

駆動信号生成部７は、外部から入力される不図示の電圧指令に基づいて、インバータ５による電力変換動作を制御するための駆動信号を生成し、インバータ５に送出する。駆動信号生成部７は、公知の一般的な方法を用いて駆動信号を生成する。インバータ５からモータ６へ出力される電圧は、インバータ５の入力部の電圧Ｖｄｃに依存するため、第１の電圧検出部８で検出したインバータ５の入力部の電圧Ｖｄｃの情報に基づいて駆動信号を生成しても良い。

また、電力変換装置１００は、ゼロクロス検出部９で検出した電圧ゼロクロス点と、第１の電圧検出部８で検出した電圧検出値とに基づいて、電源電圧の交流量に係る情報を復元する電源電圧復元部１１と、復元した電源電圧と電流検出部１０で検出した電流検出値とに基づいて入力電力を計算する電力計算部１２とを備える。ここで、「交流量」とは、交流電圧の波形の特性を示す値であり、交流電圧の振幅及び位相を含む。

ゼロクロス検出部９は、交流電源１から供給された電源電圧が電圧ゼロクロス点を通過したことを検出し、検出信号ＺＣを電源電圧復元部１１に出力する。

駆動信号生成部７、電源電圧復元部１１及び電力計算部１２は、制御部４００に設けられている。図２は、実施の形態１に係る電力変換装置が備える制御部を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。制御部４００は、各種処理を実行するプロセッサ９１と、メインメモリであるメモリ９２と、情報を記憶する記憶装置９３とによって実現される。

プロセッサ９１は、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、又はＤＳＰ(Digital Signal Processor)といった演算手段であってもよい。また、メモリ９２には、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)といった不揮発性又は揮発性の半導体メモリを用いることができる。記憶装置９３には、コンデンサ負荷抑制制御処理を実行するためのプログラムが格納されている。プロセッサ９１は、記憶装置９３に格納されているプログラムをメモリ９２に読み出して実行する。プロセッサ９１が記憶装置９３に格納されているプログラムをメモリ９２に読み出して実行することにより、制御部４００の機能が実現される。

なお、駆動信号生成部７、電源電圧復元部１１及び電力計算部１２は、共通のプロセッサ９１の機能により実現されてもよいし、各々が別々のプロセッサ９１の機能によって実現されてもよい。

図３は、実施の形態１に係る電力変換装置の電源電圧波形と検出信号との関係の一例を示す図である。ゼロクロス検出部９は、電源電圧波形が電圧ゼロクロス点を通過する際に、ハイレベルの検出信号ＺＣを電源電圧復元部１１に出力し、次の電圧ゼロクロス点を通過する時にはローレベルの検出信号ＺＣを電源電圧復元部１１に出力する。そして、次の電圧ゼロ点を通過する時に再びハイレベルの検出信号ＺＣを出力するというように、電源電圧が電圧ゼロクロス点を通過するタイミングで信号の出力レベルのハイレベルとローレベルとの切り替えを繰り返す。

なお、図３には、電源電圧が正の電圧である期間にハイレベルの検出信号ＺＣを出力し、電源電圧が負の電圧である期間にローレベルの検出信号ＺＣを出力する形態を示したが、この例に限らず、電源電圧が正の電圧である期間にローレベルの検出信号ＺＣを出力し、負の電圧となる期間にハイレベルの検出信号ＺＣを出力する形態であってもよい。

電源電圧復元部１１は、電源電圧の位相と振幅とを求め、求めた位相及び振幅に基づいて電源電圧波形を復元する。すなわち、電源電圧復元部１１は、位相の復元、振幅の復元及び電源電圧波形の復元を行う。

まず、位相の復元について説明する。電源電圧復元部１１は、検出信号ＺＣがローレベルからハイレベルに変化したタイミングを０［ｒａｄ］、ハイレベルからローレベルに変化したタイミングをπ［ｒａｄ］、１周期を２π［ｒａｄ］として電源電圧位相を表し、電源電圧が電圧ゼロクロス点を通過するタイミングからの経過時間ｔ［ｓ］をカウントし、経過時間から電源電圧位相を算出し、算出した電源電圧位相に同期した正弦波信号Ｘを生成する。

電源電圧位相がθａｃ［ｒａｄ］、電源電圧周波数がωａｃ［ｒａｄ／ｓ］、検出信号ＺＣがローレベルからハイレベルに変化したタイミングからの経過時間がｔ［ｓ］であるとき、電源電圧復元部１１は、θａｃ＝ωａｃ・ｔの関係から電源電圧位相を求める。なお、電源電圧周波数は電源仕様に基づいて概ね一定であるが、電源供給が不安定の場合には、周波数変動が発生して一様な電源電圧周波数ωａｃで電源電圧が供給されなくなってしまう。このため、電源電圧復元部１１は、電源電圧の電圧ゼロクロス点を通過するタイミングから次の同タイミングまでの時間をカウントしておき、電源電圧周波数ωａｃを適宜修正しても良い。このようにして、電源電圧復元部１１は、算出した電源電圧位相θａｃに基づいて、正弦波信号Ｘ＝ｓｉｎ（θａｃ）を生成する。

次に、振幅の復元について説明する。コンバータ２に単相の全波整流回路が用いられており、かつ、リアクトル３における電圧降下が小さいと仮定すると、インバータ５の入力部の電圧を検出する第１の電圧検出部８で検出されるインバータ５の入力部の電圧Ｖｄｃの平均値と、電源電圧の振幅Ｖａｍｐとの関係は、Ｖａｍｐ＝（π／２）Ｖｄｃとなる。

なお、主回路コンデンサ４の容量が小さく、Ｖｄｃの検出値の脈動が大きい場合は、検出値の脈動を平滑化するようなフィルタをハードウェア又はソフトウェアとして備える構成としてもよい。検出値の脈動を平滑化するフィルタを実現するソフトウェアとしては、平均化演算といったフィルタリング演算を行うソフトウェアを例に挙げることができる。

上記の例では、コンバータ２に単相の全波整流回路を用いた場合について説明したが、コンバータ２には、全波整流回路以外の整流回路、力率改善回路又は昇圧回路を用いても良い。この場合、振幅の復元処理で用いる演算式は上記の式とは異なるが、同様に振幅を復元することは可能である。

次に、電源電圧波形の復元について説明する。電源電圧復元部１１は、正弦波信号Ｘと振幅Ｖａｍｐの復元結果とに基づき、電源電圧ＶａｃをＶａｃ＝（π／２）Ｖｄｃ・ｓｉｎ（θａｃ）により算出し、電源電圧波形を復元する。

電力計算部１２は、電流検出部１０で検出した交流電力の電流値と復元した電源電圧Ｖａｃとに基づいて入力電力Ｐを計算する。電力計算部１２は、単相の交流電力の電流の瞬時値Ｉａを用いて、入力電力Ｐを、Ｐ＝Ｖａｃ・Ｉａにより算出する。

実施の形態１に係る電力変換装置１００は、電力変換装置１００の入力電力を計算するために必要である電源電圧の交流量に係る情報を、電源電圧センサなどの直接検出する検出手段を設けることなく検出可能である。特に、ゼロクロス検出部９は、基板実装の電子部品で構成される単純な回路であり、基板上の占有面積も小さく安価に構成できる。このため、電源電圧センサを用いて電源電圧を直接検出する構成の電力変換装置と比較して、小型化及び低コスト化を実現できる。

なお、図１に示した電力変換装置１００は、母線上に直流リアクトルであるリアクトル３を配置しているが、交流電源１とコンバータ２との間の電源配線上に交流リアクトルを設けた構成としても良い。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る電力変換装置の構成を示す図である。実施の形態２に係る電力変換装置１００ａは、三相交流電源１ａから電力供給を受ける。三相交流電源１ａとコンバータ２ａとは、Ｒ相、Ｔ相及びＳ相の電源配線で接続されている。電流検出部１０ａは、Ｒ相及びＳ相の電流値を検出する。電力計算部１２ａには、Ｒ相の電流の瞬時値Ｉｒ及びＳ相の電流の瞬時値Ｉｓが入力される。

ゼロクロス検出部９は、少なくとも一つの相間の電圧ゼロクロス点を検出する。ここでは、Ｓ相の電圧ＶｓとＴ相の電圧Ｖｔとの線間電圧であるＶｓｔのゼロクロス点と、Ｒ相の電圧Ｖｒとｔ相の電圧Ｖｔとの線間電圧であるＶｓｔのゼロクロス点を検出するものとする。なお、以下の説明において、ゼロクロス検出部９は、電源のＲ相、Ｓ相及びＴ相のうち、Ｓ相の電圧ＶｓとＴ相の電圧Ｖｔとの線間電圧であるＶｓｔのゼロクロス点の検出について説明するが、Ｒ相の電圧Ｖｒとｔ相の電圧Ｖｔとの線間電圧であるＶｓｔも同様に検出される。

図５は、実施の形態２に係る電力変換装置の電源電圧波形と検出信号との関係の一例を示す図である。ゼロクロス検出部９は、Ｓ相とＴ相との線間電圧Ｖｓｔの電圧波形が電圧ゼロクロス点を通過する際に、ハイレベルの検出信号ＺＣを電源電圧復元部１１に出力し、次の電圧ゼロ点を通過する時にはローレベルの検出信号ＺＣを電源電圧復元部１１に出力する。そして、次の電圧ゼロ点を通過する時に再びハイレベルの検出信号ＺＣを出力するというように、Ｓ相とＴ相との線間電圧Ｖｓｔの電圧波形が電圧ゼロクロス点を通過するタイミングで信号の出力レベルのハイレベルとローレベルとの切り替えを繰り返す。

なお、図５には、Ｓ相とＴ相との線間電圧Ｖｓｔの電圧波形が正の電圧である期間にハイレベルの検出信号ＺＣを出力し、Ｓ相とＴ相との線間電圧Ｖｓｔの電圧波形が負の電圧である期間にローレベルの検出信号ＺＣを出力する形態を示したが、この例に限らず、Ｓ相とＴ相との線間電圧Ｖｓｔの電圧波形が正の電圧である期間にローレベルの検出信号ＺＣを出力し、負の電圧となる期間にハイレベルの検出信号ＺＣを出力する形態であってもよい。

コンバータ２ａに三相全波整流回路を用い、かつ、リアクトル３における電圧降下が小さいと仮定する場合、電源電圧復元部１１は、電源電圧の振幅Ｖａｍｐを、インバータ５の入力部の電圧を検出する第１の電圧検出部８で検出される電圧Ｖｄｃの平均値を用いて、Ｖａｍｐ＝（π／３）Ｖｄｃにより算出する。後述するように入力電力をブロンデルの定理によって算出する都合上、電源電圧復元部１１は、Ｓ相とＴ相との間の線間電圧Ｖａｃ（ｓｔ）及びＴ相とＲ相との間の線間電圧Ｖａｃ（ｔｒ）を復元する。なお、入力電力演算においてはブロンデルの定理以外の計算方法を用いても良い。

電力計算部１２ａは、Ｒ相の電流の瞬時値Ｉｒ及びＳ相の電流の瞬時値Ｉｓを用いて、入力電力Ｐを、Ｐ＝Ｖａｃ（ｓｔ）・Ｉｒ＋Ｖａｃ（ｔｒ）・Ｉｓにより算出する。

上記の説明では、電流検出部１０ａにおいて二つの相の電流を検出し、ゼロクロス検出部９において１箇所のゼロクロス点を検出するケースを示したが、電流の検出相数又はゼロクロス点の検出箇所を増やすと、各相のバラツキを考慮して電力を求めることができる。さらに、交流電力の電流値の検出、交流電圧の電圧ゼロクロス点の検出においては、この実施の形態に限らず、複数のポイントで検出し、これらの復元を実施、入力電力を計算しても良い。また、三相電源の場合における検出相の選択において、先述の選択相に限定されるものではない。

実施の形態２に係る電力変換装置１００ａは、電力変換装置１００ａの入力電力を計算するために必要である三相交流電源１ａの電源電圧の交流量に係る情報を、電源電圧センサなどの直接検出する検出手段を設けることなく検出可能である。

実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係る電力変換装置の構成を示す図である。実施の形態３に係る電力変換装置１００ｂにおいて、電源電圧復元部１１ａは、三相交流電源１ａから供給されるＲ相、Ｓ相及びＴ相の電圧に電圧不平衡が発生しているか否かを判断する。電源電圧復元部１１ａは、電圧不平衡が発生していると判断した場合には、電圧不平衡が発生していることを駆動信号生成部７ａに通知する。電圧不平衡が発生していることを通知された駆動信号生成部７ａは、インバータ５の出力を抑制する駆動信号を生成する。この他は、実施の形態２に係る電力変換装置１００ａと同様である。

図７は、実施の形態３に係る電力変換装置の三相電源不平衡発生時の電源電圧と整流回路出力電圧とを示す図である。ＶｒはＲ相の電圧であり、ＶｓはＳ相の電圧であり、ＶｔはＴ相の電圧である。図７は、Ｓ相の振幅がＲ相及びＴ相の振幅と比較して小さい例である。コンバータ２ａが三相全波整流回路である場合、図７に示すように、各相の電圧の中の最大値と最小値との差電圧がコンバータ２ａの出力電圧となる。なお、ここでの電圧の最小値とは、符号が負かつ絶対値が最大の電圧値である。図７に示すように、コンバータ２ａの出力電圧には、電源周期の１／６ごとに極大値が現れる。三相電源が平衡であれば、各極大値は同じになるが、図７に示す例ではＳ相の振幅がＲ相及びＴ相の振幅と比較して小さく電圧不平衡が発生しているため、極大値が変動している。

電源電圧復元部１１ａにおいてＳ相とＴ相との線間電圧Ｖｓｔを復元したとすると、図７に示すように、上記の極大値はＶｓｔの位相［ｒａｄ］がπ／６，π／２，５π／６，７π／６，２π／３，１１π／６の時に現れる。そこで、Ｒ相とＳ相との線間電圧Ｖｒｓの復元値Ｖａｃ（ｒｓ）の位相とこれらの位相が一致する時の電圧瞬時値を第１の電圧検出部８で検出しておき、検出ごとの電圧にバラツキがあれば電圧不平衡が発生したと判断する。すなわち、第１の電圧検出部８で検出した極大値の中において最大値と最小値との差が予め定められた値を超過した場合に、電圧不平衡が発生したと判断する。

なお、電圧不平衡の発生の判断は、電源周期の１／６ごとに発生する極大値に限らず、同じく電源周期の１／６ごとに発生し、Ｖｓｔの位相［ｒａｄ］が０，π／３，２π／３，π，４π／３，５π／３の時に現れる極小値に基づいて判断しても良い。

インバータ５の出力を抑制するにあたって、駆動信号生成部７ａは、インバータ５の出力電流、すなわちモータ６の電流を小さくするような駆動信号を生成する。又は、インバータ５の出力を抑制するにあたって、駆動信号生成部７ａは、インバータ５の出力電圧の周波数、すなわちモータ６の回転数を下げるような駆動信号を生成する。

電圧不平衡が発生した場合、コンバータ２ａの出力電圧の変動幅が大きくなることで電流の瞬時最大値も大きくなり、過電流が発生するが、実施の形態３に係る電力変換装置１００ｂは、インバータ５の出力を抑制することで、コンバータ２ａからインバータ５に流れる電流を小さくし、電力変換装置１００ｂの各構成要素の過電流による破損を抑制することができる。

実施の形態４．
図８は、実施の形態４に係る電力変換装置の構成を示す図である。実施の形態４に係る電力変換装置１００ｃは、電力計算部１２の計算値に基づいて、電力に相関する指標値を表示する表示部１３を有する点で実施の形態１に係る電力変換装置１００と相違する。

表示部１３は、電力計算部１２の計算値に基づいて、入力電力に相関する指標値を表示する。表示部１３は、電力変換装置１００ｃに組み込まれたモニタであってもよい。また、表示部１３は、電力変換装置１００ｃと有線通信を介して電力変換装置１００ｃの操作及び状態のモニタリングを行うためのパソコンなどの端末であってもよいし、電力変換装置１００ｃと無線通信を介して電力変換装置１００ｃの操作及び状態のモニタリングを行うためのリモートコントローラ又は携帯端末であっても良い。

電力に相関する指標値は、例えば、電力計算部１２において逐次計算されるモータ６の駆動中の瞬時電力、又は、計算された電力を逐次加算して求めた累積電力値であり、また、後述の電力料金換算値、空気調和機における周知の指標である通年エネルギー消費効率（Annual Performance Factor，ＡＰＦ）など、演算の際に電力の情報を用いる指標を含む。また、値が時間的に変化する場合は、予め定められた期間で平均化処理を行い、平均化した値を表示する方法でも良い。

実施の形態４に係る電力変換装置１００ｃは、電力に相関する指標値を表示することで、電力変換装置１００ｃが組み込まれた空気調和機のような装置が現在果たしている機能と、電力に相関する指標値との適切なバランスをユーザ側で判断でき、ユーザが該装置への操作に対してフィードバックできる。

実施の形態５．
図９は、実施の形態５に係る電力変換装置の構成を示す図である。実施の形態５に係る電力変換装置１００ｄは、電力計算部１２の計算値に基づいて、電力に相関する指標値を記憶し保持するデータ記憶部１４を有する点で実施の形態１に係る電力変換装置１００と相違する。

電力計算部１２の計算値に基づいて算出する電力に相関する指標値の中には、運転中の瞬時の消費電力のように逐次演算及び更新できる指標値もあるが、指標によっては、過去のモータ６の駆動条件の履歴、ある定められた期間の消費電力の履歴を用いて計算する必要があるものも存在する。例えば、消費電力の履歴から計算される一定期間の電力料金換算値及び空気調和機における通年エネルギー消費効率などといった指標値は、ある定められた期間の消費電力の履歴を用いて計算する必要がある。

データ記憶部１４は、電力に相関する指標値を算出する際に必要な、過去のモータ６の駆動条件の履歴及び電力の履歴を記憶する。データ記憶部１４は、マイクロコントローラのメモリ機能を用いて実現できる。なお、データ記憶部１４を実現するマイクロコントローラのメモリ機能は、上記の駆動信号生成部７、電源電圧復元部１１及び電力計算部１２の機能が実装されているマイクロコントローラが備えていてもよいし、上記の駆動信号生成部７、電源電圧復元部１１及び電力計算部１２の機能が実装されているマイクロコントローラとは異なるマイクロコントローラが備えていてもよい。

実施の形態５に係る電力変換装置１００ｄは、一定期間の電力料金換算値などといった消費電力の履歴から演算される電力に相関する指標値の演算が可能であるため、ユーザに有用な電力に係る情報を提供できる。

実施の形態６．
図１０は、実施の形態６に係る電力変換装置の構成を示す図である。実施の形態６に係る電力変換装置１００ｅは、リアクトル３の電圧を検出する第２の電圧検出部１５を備える点で実施の形態１に係る電力変換装置１００と相違する。

電源電圧復元部１１ｂは、ゼロクロス検出部９で検出した電圧ゼロクロス点と、第１の電圧検出部８で検出した電圧検出値と、第２の電圧検出部１５で検出した電圧検出値とに基づいて電源電圧の交流量に係る情報を復元する。

実施の形態１では、リアクトル３における電圧降下が小さいと仮定したが、電源高調波対策のために容量の大きいリアクトル３を用いる場合、主に巻線抵抗に起因してリアクトル３で発生する電圧降下の直流成分の大きさが無視できなくなる。その結果、電源電圧復元部１１ｂにおける復元精度に影響が生じる。このため、実施の形態６に係る電力変換装置１００ｅは、リアクトル３における電圧降下分を電力計算に考慮するために、リアクトル３の電圧ＶＬを検出する第２の電圧検出部１５を備えている。

振幅の復元において、実施の形態１に係る電力変換装置１００では、第１の電圧検出部８で検出される電圧Ｖｄｃから電源電圧の振幅Ｖａｍｐを求めたが、実施の形態６に係る電力変換装置１００ｅでは、巻線抵抗における電圧降下の直流成分の大きさを考慮し、第１の電圧検出部８で検出される電圧Ｖｄｃにリアクトル３の電圧ＶＬの直流成分を加えた値に基づいて電源電圧の振幅Ｖａｍｐを求める。なお、リアクトル３に流れる電流を検出する不図示の電流検出手段を新たに設けて、リアクトル３の電圧ＶＬと電流とに基づいて、リアクトル３で発生する電力を計算し、先述の電力計算部１２で計算した電力にリアクトル３で発生する電力を加算したものを入力電力としても良い。

第２の電圧検出部１５を実現する際、電源電圧を検出するセンサなどを用いる必要が生じるが、リアクトル３の両端間電圧は、電源電圧の大きさと比較して小さいことから、電源電圧を検出するための検出手段と比較して小型かつ低コストのセンサで実現できる。

実施の形態６に係る電力変換装置１００ｅは、電源電圧の交流量に係る情報を復元する際、リアクトル３で発生する電圧降下の分も考慮するため、交流量の復元の精度が向上し、入力電力の計算精度も向上する。

実施の形態７．
図１１は、実施の形態７に係る空気調和機の室外機の構成を示す図である。実施の形態７に係る空気調和機２００は、室外機１２０と室内機１３０とを備える。室外機１２０は、電力変換装置１００ｆと、モータを駆動源とする圧縮機６０と、ファン６３と、ファン６３の駆動源であるファンモータ６２と、ファン６３を制御するファン駆動装置１０１と、冷凍サイクル１１０の一部である四方弁１２１及び熱源側熱交換器１２２とを備える。圧縮機６０は、圧縮機モータ６ａ及び圧縮要素６１を備える。室内機１３０は、冷凍サイクル１１０の一部である膨張装置１３１及び負荷側熱交換器１３２を備える。

圧縮機モータ６ａは、図１に示すモータ６に相当する。なお、冷凍サイクル１１０は、必ずしも例示した構成に限定されず、公知の他の構成としてもよい。

図１２は、実施の形態７に係る空気調和機の室外機が備える電力変換装置の構成を示す図である。図１２に示すように、電力変換装置１００ｆにおいては、電流検出部１０を圧縮機６０側とファン駆動装置１０１側との分岐よりも交流電源１側に設けることにより、圧縮機６０側に流れる電流とファン駆動装置１０１側に流れる電流との和を電流検出部１０で検出し、電力計算部１２で計算される電力にファン６３の駆動に使用される電力が含まれるようにしている。

実施の形態７に係る電力変換装置１００ｆは、電源電圧センサを用いて電源電圧を直接検出する構成の電力変換装置と比較して、小型化及び低コスト化を実現できる。このため、電力変換装置１００ｆを備える室外機１２０についても、小型化及び低コスト化を実現できる。

なお、電力変換装置１００ｆには、実施の形態４に示した表示部１３を設けてもよい。また、空気調和機２００に表示部１３を設けてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 交流電源、１ａ 三相交流電源、２，２ａ コンバータ、３ リアクトル、４ 主回路コンデンサ、５ インバータ、６ モータ、６ａ 圧縮機モータ、７，７ａ 駆動信号生成部、８ 第１の電圧検出部、９ ゼロクロス検出部、１０，１０ａ 電流検出部、１１，１１ａ，１１ｂ 電源電圧復元部、１２，１２ａ 電力計算部、１３ 表示部、１４ データ記憶部、１５ 第２の電圧検出部、６０ 圧縮機、６１ 圧縮要素、６２ ファンモータ、６３ ファン、９１ プロセッサ、９２ メモリ、９３ 記憶装置、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ 電力変換装置、１０１ ファン駆動装置、１１０ 冷凍サイクル、１２０ 室外機、１２１ 四方弁、１２２ 熱源側熱交換器、１３０ 室内機、１３１ 膨張装置、１３２ 負荷側熱交換器、２００ 空気調和機、４００ 制御部。

Claims (7)

1. 交流電源から供給された交流電力を整流するコンバータと、
   前記コンバータが整流した電力を平滑する主回路コンデンサと、
   前記コンバータと前記主回路コンデンサとの間に設けられたリアクトルと、
   前記コンバータが整流した電力を交流電力に変換してモータに出力するインバータと、
   前記モータを駆動するための駆動信号を生成して前記インバータに出力する駆動信号生成部と、
   前記インバータの入力部の電圧を検出する第１の電圧検出部と、
   前記交流電源と前記コンバータとを接続する電源配線において少なくとも一つの電圧ゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、
   前記交流電源から供給される交流電力の電流値を検出する電流検出部と、
   前記ゼロクロス検出部が検出した電圧ゼロクロス点と、前記第１の電圧検出部が検出した前記インバータの入力部の電圧とに基づいて、前記交流電源から供給される交流電力の交流量に係る情報を復元する電源電圧復元部と、
   前記電源電圧復元部が復元した交流量に係る情報と、前記電流検出部が検出した前記交流電力の電流値とに基づいて、前記交流電源から入力される入力電力を計算する電力計算部とを備える電力変換装置。
2. 前記交流電源は、三相交流の電源である、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記電源電圧復元部は、前記三相交流の相間に電圧不平衡が発生していることを前記駆動信号生成部に通知し、
   前記駆動信号生成部は、三相交流の相間に電圧不平衡が発生していることを前記電源電圧復元部から通知されると、前記インバータの出力電力を抑制する前記駆動信号を前記インバータに出力する請求項２に記載の電力変換装置。
4. 情報を表示する表示部を備え、
   前記電力計算部は、前記入力電力に相関する指標値を算出し、算出した前記指標値を前記表示部に表示させる請求項１に記載の電力変換装置。
5. 前記電力計算部が算出した前記入力電力を記憶するデータ記憶部を備え、
   前記電力計算部は、前記データ記憶部が記憶する前記入力電力の履歴データに基づいて、前記入力電力に相関する指標値を算出する請求項１に記載の電力変換装置。
6. 前記リアクトルの電圧を検出する第２の電圧検出部を備える請求項１に記載の電力変換装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の電力変換装置を備えた空気調和機の室外機。