JPH07336812A

JPH07336812A - 電力変換制御装置

Info

Publication number: JPH07336812A
Application number: JP6120943A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yokoyama; 哲也横山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-06-02
Filing date: 1994-06-02
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】スイッチング素子の搬送波周波数を使い分ける
ことにより、素子の破壊や磁気騒音や高調波障害を低減
する電力変換制御装置を提供する。【構成】スイッチング制御装置６０は、モータ駆動時
に、電流センサ１４から電流をフィードバックし、バッ
テリ１７の電力の直流から交流へのインバータ変換と該
交流のモータ１６への供給とを制御する。また、バッテ
リ充電時に、コネクタ６１が商用電源１１に接続され接
続センサ６２により接続信号が発信されると、マイコン
１８は、受信した該信号に基づいてバッテリ充電モード
と判定し、コンタクタ１３を接続させる。さらに、搬送
波切替手段２０は、搬送波周波数をモータ駆動時の１０
ｋＨｚからバッテリ充電時の２０ｋＨｚへ切り替える。
そして、スイッチング制御装置６０は、トランス１２を
介し入力された商用電源１１の交流から直流へのコンバ
ータ変換と該直流のバッテリ１７への充電とを制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＩＧＢＴを用いた電力変
換器の電力変換制御装置に係り、特に電気車を制御する
に好適な電力変換制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の電気車に用いられる電力変換
制御装置としては、モータ駆動用のインバータとしての
電力変換器とバッテリ充電用のコンバータとしての電力
変換器を別々に制御する電力変換制御装置と、特開昭６
３―３１４１０３号公報に開示されているような、イン
バータ機能とコンバータ機能を兼用する１つの電力変換
器を制御する一体型の電力変換制御装置がある。この一
体型の方が制御回路などが部分的に共用化するのでスペ
ースやコスト上有利である。

【０００３】ところで、電気車のモータ駆動には大きな
電力が必要で、搭載するバッテリの電圧は、積載容積等
を考慮し２８８Ｖまたは３３６Ｖと高いものである。そ
して、バッテリ電圧が３００Ｖでモータに供給する電力
が最大６０ｋＷであれば、損失分を無視し力率が１であ
る場合、モータリアクタンス電圧降下は１５０Ｖ、出力
電流は４００Ａ位となる。従って、電力変換器に用いら
れるスイッチング素子に対し、これだけの電圧と電流に
耐えられることが望まれる。

【０００４】その要望に応えられるものとして、近年Ｉ
ＧＢＴ( Insulated Gate BipolarTransistor )と呼称
されるスイッチング素子が開発使用されている。

【０００５】このＩＧＢＴの特徴は、従来のパワートラ
ンジスタよりスイッチング周波数を高く設定できる点に
あり、さらに大容量化と低損失化の改良が進められてい
る。そして、該特徴は、交流変換であれば、電圧または
電流波形がより正弦波状に近似させれるので、交流モー
タの発生する振動やノイズが低減する利点に、直流変換
であれば、商用電源からの変換に関する電流振動（電流
リップル）の低減や高力率化に対応できる利点に結び付
いている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モータ
駆動時に、スイッチング素子のスイッチング周波数、即
ち搬送波周波数を高くすると、次のような問題が生じ
る。

【０００７】即ち、スイッチング素子における熱損失、
モータにおける電流損失、モータの空隙アンバランスや
回転子共振による騒音などが増大する。特に、モータ駆
動時の電流値がバッテリ充電時に比べると最大で約２０
倍と大きいので、その分損失は大きい。損失が大きいと
ＩＧＢＴでの発熱が増大し劣化または破壊に繋がる。

【０００８】また、バッテリ充電時の搬送波周波数が可
聴周波数領域にあると、変圧器等から振動や磁気音が発
生する。変圧器等の鉄心の締め付け強度や素材または作
り方などにて対処すれば、振動はある程度低減可能であ
るが、磁気音はそれほど低減されず、耳障りな音が残
る。

【０００９】一方、充電時の入力電力は商用電源である
ため、スイッチングによる短絡電流と開放電流が繰返し
流れると、商用電源ラインに高調波が発生する。近年こ
の高調波に対し、規制する動きが出て来てここにも課題
の１つがある。

【００１０】従って、本発明の第１の目的は、素子の破
壊や騒音が低減する電力変換制御装置を提供することに
ある。

【００１１】そして、本発明の第２の目的は、高調波障
害のない電力変換制御装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、スイ
ッチング素子にて構成されバッテリから供給される直流
電力を交流電力に変換するインバータ機能と商用電源か
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
機能とを有する電力変換器と、該電力変換器のスイッチ
ング素子を制御するスイッチング制御装置とを備える電
力変換制御装置において、スイッチング制御装置は、電
力変換器がコンバータ機能で変換するときよりインバー
タ機能で変換するときに、スイッチング素子のスイッチ
ング周波数を低くするよう切り替える周波数切替手段を
備えることにより達成される。

【００１３】そして、第２の目的を達成する電力変換制
御装置は、スイッチング素子にて構成され商用電源から
供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換器
と、該電力変換器のスイッチング素子を制御するスイッ
チング制御装置とを備える電力変換制御装置において、
スイッチング制御装置は、所定周波数範囲でスイッチン
グ素子を制御するスイッチング周波数を変動させる周波
数変動手段を有するものである。

【００１４】

【作用】このような構成において、スイッチング素子の
スイッチング周波数、即ち搬送波周波数は、モータ駆動
時の可聴周波数とバッテリ充電時の超可聴周波数周波数
の２種類に切り替えられ、使い分けられる。従って、電
流が大きいモータ駆動時は、電力変換可能な範囲の周波
数にまで低くし、スイッチング素子における熱損失を減
らすことにより、素子の劣化または破壊を防止すること
ができる。また、電流が小さいバッテリ充電時は、周波
数を可聴領域から外れるまで高くすることにより、変圧
器等からの磁気騒音を解消することができる。

【００１５】上記の切り替えは、マイコンがバッテリ充
電時またはモータ駆動時かを判断し、マイコン自身ある
いはリレーを有する電気回路で行うものである。

【００１６】一方、マイコンにインテグレーテッド・タ
イマ・パルス・ユニットを有するものを用いて、バッテ
リ充電時に、マイコン内部で周期的またはランダムに搬
送波周波数を変化させ、商用電源ラインに発生する高調
波を分散させ、高調波レベルを小さくする。これによ
り、高調波障害は回避される。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照し本発明の実施例について
説明する。図１は、本発明による一実施例の電力変換制
御装置を用いた電気車の制御回路を示す図である。この
電気車の制御回路は、主に、電気車を駆動する３相交流
のモータ１６と、スイッチング素子から構成されバッテ
リ１７または商用電源１１の電力を変換する電力変換器
１５と、インバータ機能とコンバータ機能を兼用した電
力変換器１５のスイッチング素子を制御するスイッチン
グ制御装置６０とから構成されている。

【００１８】この場合において、電力変換制御装置は、
電力変換器１５とスイッチング制御装置６０とから構成
されている。そして、スイッチング制御装置６０は、マ
イクロコンピュータ（以下、マイコンと言う）１８と搬
送波切替手段２０とを有している。

【００１９】モータ駆動時、即ちインバータ機能として
電力変換器１５が制御される時は、スイッチング制御装
置６０は、電流センサ１４から電流をフィードバック
し、バッテリ１７の電力の直流から交流への変換と、モ
ータ１６への該交流の供給とを制御する。

【００２０】バッテリ充電時、即ちコンバータ機能とし
て制御される時は、まず、スイッチング制御装置６０
は、交流の商用電源１１に充電用のコネクタ６１が接続
されたとき接続センサ６２が該商用電源１１の誘起電圧
を検出し発信した、接続信号を受信する。該接続信号に
基づいて、スイッチング制御装置６０のマイコン１８
は、バッテリ充電モードと判定し、コンタクタ１３を接
続させる。

【００２１】そして、スイッチング制御装置６０は、電
流センサ１４から電流をフィードバックし、インダクタ
ンスを有する巻き線構造物のトランス１２を介し入力さ
れた商用電源１１の交流から直流への変換と、バッテリ
１７の充電とを制御する。このような双方向の電力変換
の制御が、スイッチング制御装置６０により行われる。

【００２２】この電力変換の制御方法として、モータ駆
動とバッテリ充電の両機能に正弦波状の電流を制御する
ことを目的としたパルス幅変調制御方式（以下、ＰＷＭ
制御方式と言う）が用いられ、そしてこのＰＷＭ制御方
式のパルス、即ち搬送波周波数により、電力変換器１５
のスイッチング素子がスイッチングさせられている。

【００２３】本発明の特徴は、搬送波切替手段２０でス
イッチング素子をスイッチングする搬送波周波数を、モ
ータ駆動時とバッテリ充電時とで切り替え、使い分ける
ことにある。

【００２４】即ち、モータ駆動時は、例えば、搬送波周
波数を１０ｋＨｚに設定する。モータ駆動時の電流は、
非常に大きい値であるので、可能な範囲でスイッチング
の回数を少なくし、スイッチング素子での損失を小さな
ものとする。可能な範囲とは、ＩＧＢＴであれば、周波
数２５０Ｈｚ〜１６ｋＨｚの範囲を指している。

【００２５】２５０Ｈｚ未満の範囲であれば、正弦波状
の電流波形の確保が困難であり、１６ｋＨｚを越える範
囲であれば、スイッチング素子の劣化または破壊に繋が
る虞れがあるからである。電力変換に有効に用いられる
電流波形は、周波数１０ｋＨｚ程度で十分に正弦波状と
なるので、これ以上むやみに搬送波周波数を上げるのは
得策でない。

【００２６】一方、バッテリ充電時は、例えば、搬送波
周波数を２０ｋＨｚに設定する。バッテリ充電時の電流
は、比較的小さい値にするので、スイッチング周波数を
高くしても、スイッチング素子での損失は大きくはなら
ない。従って、搬送波周波数を超可聴周波数領域の周波
数にして、騒音問題を解消する。尚、超可聴周波数領域
は、一般に１６ｋＨｚ以上の範囲と言われている。

【００２７】さらに、充電時の搬送波周波数を２０ｋＨ
ｚのように高くすることにより、商用電源ラインに流れ
る電流の電流リップルを小さくすることができる。これ
は、スイッチング時間幅が短くなり１回のスイッチング
による電流変化量が少なくなるからである。これによ
り、高調波レベルが低減し、誤動作などと言う他の電気
機器への高調波障害が減る効果が生じる。また、リアク
トルやコンデンサの容量を大きくしないで電流リップル
の低減が図れると言う効果も生じる。

【００２８】図２は、図１の実施例の搬送波切替えのフ
ローチャートを示す図である。マイコン１８を用いて搬
送波の切替設定を行う場合の一例が示されている。

【００２９】まず、Ｓ１にて、マイコン１８が立ち上が
る。Ｓ２にて、図１に示されたコネクタ６１が商用電源
１１に接続された時に、接続センサ６２が発した接続信
号が読み込まれる。次に、Ｓ３にて、接続信号の有無が
判定される。ＹＥＳであればバッテリ充電モードと、Ｎ
Ｏであればモータ駆動モードと判定される。

【００３０】モータ駆動モードであれば、Ｓ４へ進み、
モータ駆動の準備が為される。そして、Ｓ５にて、搬送
波周波数は１０ｋＨｚに設定される。

【００３１】バッテリ充電モードであれば、Ｓ６へ進
み、図１のコンタクタ１３を投入するなどと言ったバッ
テリ充電の準備が為される。そして、Ｓ７にて、搬送波
周波数は２０ｋＨｚに設定される。

【００３２】そして、Ｓ８にて、搬送波の切替設定が終
了する。

【００３３】図３は、図１に示された電力変換器１５の
詳細な構成回路を示す図である。電力変換器１５には、
ＩＧＢＴと呼称されるスイッチング素子が用いられてい
て、Ｕ相ＩＧＢＴ３３・３４、Ｖ相ＩＧＢＴ３５・３
６、Ｗ相ＩＧＢＴ３７・３８、およびＣ相ＩＧＢＴ３
１・３２と、複数のダイオード５０と、平滑用の電解コ
ンデンサ２２とが図のように並列接続されている。尚、
この図の場合は、昇圧のためにリアクトル２１が用いら
れている。

【００３４】また、電流センサ１４は、Ｕ相ＩＧＢＴ３
３・３４に共用された通電線に、且つモータ駆動時とバ
ッテリ充電時とに共通する通電線の１ヵ所に設けられて
いる。これにより、スイッチング制御装置６０への入力
ポートが共通化され、マイコン１８のプログラムソフト
が簡素化できる特徴がある。

【００３５】比較的電力容量の大きい電力変換器１５
は、この図のような回路であるが、小電力容量の場合、
図２のＣ相ＩＧＢＴ３１・３２を削減しダイオード５０
のみの回路とすることができる。この方が電気効率は良
い。このような２種類の回路が一般に知られていて、い
ずれの回路にも本発明を適用することができる。

【００３６】そしてモータ駆動時、図示されていないス
イッチング制御装置６０から出力されたＰＷＭ信号４８
は、Ｕ相ＩＧＢＴ３３・３４と、Ｖ相ＩＧＢＴ３５・３
６と、Ｗ相ＩＧＢＴ３７・３８とに入力される。この場
合、Ｃ相のＩＢＧＴには、ＰＷＭ信号４８は入力されな
い。

【００３７】一方、バッテリ充電時、Ｕ相ＩＧＢＴ３３
に入力されるＰＷＭ信号４８は、Ｃ相ＩＧＢＴ３２にも
入力され、Ｕ相ＩＧＢＴ３４に入力されるＰＷＭ信号４
８は、Ｃ相ＩＧＢＴ３１にも入力される。この時、Ｖ相
ＩＧＢＴ３５・３６とＷ相ＩＧＢＴ３７・３８へのＰＷ
Ｍ信号４８の入力は、スイッチング制御装置６０のマイ
コン１８によって遮断される。このように充電時は、Ｖ
相とＷ相を用いないので、交流モータ１６が駆動すると
言うような誤動作は回避される。そして、Ｕ相のＰＷＭ
信号を用いて力率を１に近づける通流率制御が行われ
る。

【００３８】図４は、図３に示された電力変換器１５を
ＰＷＭ制御するアナログ回路の一例を示すブロック図で
ある。ＰＷＭ制御には、周波数制御と電流制御がある
が、図示されているのは電流制御で、モータ駆動時はモ
ータ電流の大きさを可変制御し、バッテリ充電時は充電
電流の大きさを可変制御するものである。

【００３９】電流制御回路５１は、正弦波電流指令発生
回路５６から発生する電流指令信号４６と電流センサ１
４からの検出電流信号６５と比較積分演算する回路であ
る。搬送波発生回路５５は、搬送波４５を発生する回路
である。例えば、モータ駆動時は周波数１０ｋＨｚの搬
送波４５を発生し、バッテリ充電時は周波数２０ｋＨｚ
である。

【００４０】ＰＷＭ発生回路５２は、電流制御回路５１
の電流出力信号４７と搬送波４５を比較してＰＷＭ信号
４８を発生し、スイッチング素子に送信する回路であ
る。

【００４１】正弦波電流指令発生回路５６からの正弦波
状の電流指令信号４６は、電力変換器１５のスイッチン
グ素子に流したい電流の設定値である。そして、実際に
流れる電流が電流センサ１４でフィードバックされ、そ
の検出電流信号６５が該設定値に追従するよう制御され
る。

【００４２】即ち、電流制御回路５１は、検出された検
出電流信号６５と設定された電流指令信号４６との差を
演算し、その差を積分し、電流出力信号４７を出力す
る。そして、電流出力信号４７は搬送波４５と比較さ
れ、０か１のＰＷＭ信号４８がＰＷＭ発生回路５２から
送信される。

【００４３】図５は、図１の搬送波切替手段２０の一実
施例を示す図である。搬送波の切り替えをアナログ回路
で実行する一例を示したものである。図４の搬送波発生
回路５５と組み合わせることができるものである。

【００４４】搬送波発生回路５５が発生する搬送波４５
の周波数は、周波数設定用コンデンサ５７と周波数設定
用抵抗５８の時定数で決まる図のような回路により設定
される。そして、モータ駆動時に用いられる周波数１０
ｋＨｚの搬送波４５は、所定のコンデンサ値と抵抗値で
発生させられる。

【００４５】次に、バッテリ充電時、リレー回路５３を
用いて、所定の周波数可変用抵抗５４を周波数設定用抵
抗５８に並列に接続し時定数を変え、搬送波発生回路５
５から２０ｋＨｚの搬送波４５が発生するように切替設
定するものである。

【００４６】上記のリレー回路５３は、図２に示したよ
うなマイコン１８のバッテリ充電モードの判定によりＯ
Ｎされるような回路である。そして、リレー単品はノー
マルオープンタイプのものであり、バッテリ充電時はク
ローズ、モータ駆動時はオープンの切替動作をする。

【００４７】尚、バッテリ充電時にリレー回路５３がオ
ンしない場合、そのまま充電しても故障とはならない
が、磁気音が発生するので、故障の報知に利用すること
ができる。

【００４８】図６は、図１の搬送波切替手段２０の他の
実施例を示す図である。搬送波の切り替えをマイコンで
実行する一例を示したものである。インテグレーテッド
・タイマ・パルス・ユニットを有するマイコンに、搬送
波を発生する機能と搬送波切替手段２０の機能を兼ねさ
せるものである。

【００４９】インテグレーテッド・タイマ・パルス・ユ
ニットを有するマイコンであれば、スイッチング素子に
用いる搬送波周波数が得られることは、一般に知られて
いる。搬送波４５を発生させる方法は、マイコン１８の
内部クロックを積分し、タイマ・カウンタ値４１を得
て、得られたタイマ・カウンタ値４１をコンペアマッチ
ング値４２とコンペアマッチングさせ、プログラムソフ
トにより、コンペアマッチング値４２の大きさを制御す
ることで発生させるものである。そして、搬送波周波数
を変化させる方法は、コンペアマッチング値４２を増減
させるものである。搬送波周波数を高くする場合は、コ
ンペアマッチング値４２を小さくする。この場合、搬送
波４５の最大値も小さくなる。従って、搬送波周波数が
変わっても搬送波４５の最大値は変わらないようにする
のが望ましく、そのために補正値を掛け、該最大値が電
流出力信号４７の最大値に近似した値にする必要があ
る。

【００５０】具体的には、所定のコンペアマッチング値
４２を予め２つ設定する。即ちバッテリ充電時は、超可
聴周波数領域の周波数２０ｋＨｚに、モータ駆動時は、
可聴周波数領域の周波数１０ｋＨｚになるように設定す
る。そして、コンペアマッチング値４２の該設定値の切
り替えは、図２に示したようなマイコン１８による切替
方法で行うものである。

【００５１】このように、搬送波の発生と搬送波の切り
替えの全てをマイコン１８のプログラムソフトで実行す
るものである。

【００５２】図７は、バッテリ充電時の搬送波周波数を
可変する手段の一実施例を示す図である。搬送波周波数
を可変する手段は、インテグレーテッド・タイマ・パル
ス・ユニットを内蔵するマイコン１８を用いて行うもの
である。

【００５３】図に示すように、基準の搬送波周波数が１
８ｋＨｚになるように、バッテリ充電時のコンペアマッ
チング値４２を所定の基準値に予め設定する。そして、
該基準値よりコンペアマッチング値４２を小さくして高
周波とし、逆に大きくして低周波とし搬送波周波数を可
変する。具体的には、次に示されている演算をマイコン
１８に遣らせて、±２ｋＨｚの範囲で変化させるもので
ある。

【００５４】例えば、バッテリ充電時に設定するコンペ
アマッチング値をｆ（ｔ）、コンペアマッチング値の変
化量をｄｆ、変化させる時間間隔をｄｔとする。

【００５５】コンペアマッチング値ｆ（ｔ）を、所定
の微小時間ｄｔ毎にコンペアマッチング変化量ｄｆ
分を加減して、コンペアマッチング値を変化させる演算
は、（数１）と（数２）式で表わせる。尚、ｄｔ＝０．
１〜１ｍｓが望ましい。

【００５６】ｆ（ｔ＋ｄｔ）＝ｆ（ｔ）＋ｄｆ（数１）ｆ（ｔ＋ｄｔ）が、所定値以上となり所定の高周波に達
すれば、変化量ｄｆを逆に減少させる。

【００５７】ｆ（ｔ＋ｄｔ）＝ｆ（ｔ）−ｄｆ（数２）そして、所定値以下になれば、再び変化量ｄｆを増加さ
せる方法である。尚、タイマ・カウンタ値４１は、設定
したコンペアマッチング値４２を越えたらカウントダウ
ンさせ、タイマ・カウンタ値４１が０になったらカウン
トアップさせるものとする。

【００５８】以上の処理をマイコン１８に繰り返し実行
させることにより、搬送波周波数を１６ｋＨｚ〜２０ｋ
Ｈｚの範囲で周期的に変化させることができる。

【００５９】そして、搬送波周波数を周期的に変化させ
る方法により、商用電源に発生する高調波電流を分散さ
せピーク値を低く抑えるものである。これにより、他の
電気機器への誤動作などの高調波障害を減らすことがで
きる。また、ピーク値が小さいのでフィルタ回路が簡素
化しコスト低減に繋がる効果がある。

【００６０】図８は、搬送波周波数の固定時と可変時の
高調波レベルの違い示す図である。図８（ａ）は、搬送
波周波数が固定である時の高調波レベルであり、図８
（ｂ）は、可変である時の高調波レベルである。この図
より、発生する高調波が、固定時は周波数１８ｋＨｚに
集中しているが、可変時は１６ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範
囲に分散することが判る。

【００６１】図９は、バッテリ充電時の搬送波周波数を
可変する手段の他の実施例を示す図である。乱数表を用
いて、ランダムに可変する方法である。

【００６２】このランダム方法の乱数は、高級プログラ
ミング言語の命令語を使って容易に得られる。そして、
コンペアマッチング値４２を設定する方法は、該乱数に
基づいた所定の周波数を基準の搬送波周波数に加算する
方法である。

【００６３】例えば、基準の搬送波周波数を１６ｋＨｚ
とする。これに、乱数に基づいて０ｋＨｚ〜４ｋＨｚの
範囲をランダムに変わる所定の周波数を加える。尚、こ
の場合の最大周波数は２０ｋＨｚである。このようにし
てコンペアマッチング値４２を上下させ、搬送波周波数
をランダムに変えることができる。コンペアマッチング
値の書替え周期は、０．１〜１ｍｓが望ましい。タイマ
・カウンタ値４１がコンペアマッチング値４２を越えた
場合、カウント値４１をダウンさせる。カウンタ値４１
が０になったらカウントアップさせることは、前述の実
施例と同じである。

【００６４】

【発明の効果】モータ駆動時とバッテリ充電時とでスイ
ッチング素子の搬送波周波数を使い分けることにより、
モータ駆動時においては、スイッチング素子の劣化また
は破損が低減される。また、バッテリ充電時では、変圧
器等から発生する振動や磁気音、商用電源ラインに発生
する高調波が低減される。尚、リアクトルやコンデンサ
の容量を大きくせずに高調波障害が低減するのでコスト
低減に繋がる効果もある。

【００６５】さらに、バッテリ充電時、搬送波周波数を
ランダムまたは周期的に変化させることにより、高調波
レベルを分散させピーク値を低く抑えることができるの
で、高調波障害が低減すると共に、フィルタ回路が簡素
化しコスト低減に繋がる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の電力変換制御装置を用
いた電気車の制御回路を示す図である。

【図２】図１の実施例の搬送波切替のフローチャートを
示す図である。

【図３】図１に示された電力変換器１５の詳細な構成回
路を示す図である。

【図４】図３に示された電力変換器１５をＰＷＭ制御す
るアナログ回路の一例を示すブロック図である。

【図５】図１の搬送波切替手段２０の一実施例を示す図
である。

【図６】図１の搬送波切替手段２０の他の実施例を示す
図である。

【図７】バッテリ充電時の搬送波周波数を可変する手段
の一実施例を示す図である。

【図８】搬送波周波数の固定時と可変時の高調波レベル
の違い示す図である。

【図９】バッテリ充電時の搬送波周波数を可変する手段
の他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１１・商用電源、１２・トランス、１３・コンタクタ、
１４・電流センサ、１５・電力変換装置、１６・モー
タ、1７・バッテリ、１８・マイクロコンピュータ、２
０・搬送波切替手段、２１・リアクトル、２２・電解コ
ンデンサ、３１・３２・Ｃ相ＩＧＢＴ、３３・３４・Ｕ
相ＩＧＢＴ、３５・３６・Ｖ相ＩＧＢＴ、３７・３８・
Ｗ相ＩＧＢＴ、４１・タイマ・カウンタ値、４２・コン
ペアマッチング値、４５・搬送波、４６・電流指令信
号、４７・電流出力信号、４８・ＰＷＭ信号、５０・ダ
イオード、５１・電流制御回路、５２・ＰＷＭ発生回
路、５３・リレー回路、５４・周波数可変用抵抗、５５
・搬送波発生回路、５６・正弦波電流指令発生回路、５
７・周波数設定用コンデンサ、５８・周波数設定用抵
抗、６０・スイッチング制御装置、６１・コネクタ、
６２・接続センサ、６５・検出電流信号。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スイッチング素子にて構成されバッテリか
ら供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ
機能と商用電源から供給される交流電力を直流電力に変
換するコンバータ機能とを有する電力変換器と、該電力
変換器の前記スイッチング素子を制御するスイッチング
制御装置とを備える電力変換制御装置において、前記スイッチング制御装置は、前記電力変換器が前記コ
ンバータ機能で変換するときより前記インバータ機能で
変換するときに、前記スイッチング素子のスイッチング
周波数を低くするよう切り替える周波数切替手段を備え
たことを特徴とする電力変換制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記コンバータ機能で
変換するときの前記スイッチング周波数は、超可聴周波
数であることを特徴とする電力変換制御装置。
【請求項３】請求項１において、前記コンバータ機能で
変換するときの前記スイッチング周波数は１６ｋＨｚ以
上であり、前記インバータ機能で変換するときの前記ス
イッチング周波数は１６ｋＨｚ未満であることを特徴と
する電力変換制御装置。
【請求項４】スイッチング素子にて構成されバッテリか
ら供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ
機能と商用電源から供給される交流電力を直流電力に変
換するコンバータ機能とを有する電力変換器と、該電力
変換器の前記スイッチング素子を制御するスイッチング
制御装置とを備える電力変換制御装置において、前記スイッチング制御装置は、前記電力変換器が前記コ
ンバータ機能で変換する場合、前記スイッチング素子を
超可聴周波数のスイッチング周波数で制御するものであ
ることを特徴とする電力変換制御装置。
【請求項５】請求項１または請求項４において、前記ス
イッチング制御装置は、前記コンバータ機能で変換する
ときに、所定周波数範囲で前記スイッチング周波数を変
動させる周波数変動手段を有することを特徴とする電力
変換制御装置。
【請求項６】スイッチング素子にて構成され商用電源か
ら供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換器
と、該電力変換器の前記スイッチング素子を制御するス
イッチング制御装置とを備える電力変換制御装置におい
て、前記スイッチング制御装置は、所定周波数範囲で前記ス
イッチング素子を制御するスイッチング周波数を変動さ
せる周波数変動手段を有することを特徴とする電力変換
制御装置。
【請求項７】請求項５または請求項６において、前記周
波数変動手段は、前記スイッチング周波数を周期的に変
動させるものであることを特徴とする電力変換制御装
置。
【請求項８】請求項５または請求項６において、前記周
波数変動手段は、前記スイッチング周波数をランダムに
変動させるものであることを特徴とする電力変換制御装
置。
【請求項９】スイッチング素子にて構成されバッテリか
ら供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ
機能と商用電源から供給される交流電力を直流電力に変
換するコンバータ機能とを有する電力変換器と、該電力
変換器の前記スイッチング素子を制御するスイッチング
制御装置とを備える電気車において、前記スイッチング制御装置は、前記スイッチング素子の
スイッチング周波数を、前記電力変換器が前記コンバー
タ機能で変換するときより前記インバータ機能で変換す
るときの方を低くするように、切り替える周波数切替手
段を備えたことを特徴とする電気車。