WO2017183102A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2017183102A1
WO2017183102A1 PCT/JP2016/062334 JP2016062334W WO2017183102A1 WO 2017183102 A1 WO2017183102 A1 WO 2017183102A1 JP 2016062334 W JP2016062334 W JP 2016062334W WO 2017183102 A1 WO2017183102 A1 WO 2017183102A1
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祐介 荒尾
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株式会社日立産機システム
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the present invention relates to a power conversion device that drives an AC load.
  • Patent Document 1 As a background art in the technical field to which the present invention belongs, there is JP-A-2004-348862 (Patent Document 1). According to this publication, “When the power switch 25 is pressed, the CPU 11 activates the BIOS stored in the BIOS-ROM 18 and executes system initialization. In this system initial processing, the system configuration determination unit 181 Various device information is acquired, the system configuration is determined, and the AC adapter 1 is estimated, and the AC adapter setting unit 182 registers the PSC 26 in order to execute the maximum rated current control corresponding to the estimated AC adapter 1. On the other hand, the PSC 26 executes the maximum rated current control corresponding to the AC adapter 1 indicated by the value of the register 261. Then, when this system initialization is completed, the CPU 11 is stored in the HDD 20. The OS is loaded into the system memory 13 and started up. " (See summary)
  • Patent Document 1 describes a method of estimating an AC adapter from a system configuration of an electronic device and executing maximum rated current control for the estimated AC adapter.
  • a power conversion device used for general purposes when the method of Patent Document 1 is adopted in the power conversion device and the system is to be recognized, the system connected to the power conversion device used for general use is greatly increased by the user. Different.
  • General-purpose power converters are used in light load systems such as fans and pumps, medium load systems such as conveyors and windings, and heavy load systems such as cranes and lifts. Therefore, the combination of the systems differs for each user, and the load current and the operation frequency are greatly different. Therefore, in a general-purpose power conversion device, the method shown in Patent Document 1 is used to estimate the connected system and detect the maximum rated current required for the power conversion device. Therefore, there is a problem that the combination of usage, load current, and driving operation frequency becomes extremely large and estimation becomes very difficult.
  • the load current of the AC adapter connected to the personal computer can be estimated in advance.
  • the magnitude and frequency of increase / decrease of the current flowing through the system connected by the user and the operation of the power conversion device set by the user are different. Therefore, when the user selects a power conversion device, if a power conversion device having a large margin with respect to the system constructed by the user is employed, there is no problem as an operating state, but the cost is significantly increased.
  • the power converter is strictly selected according to the system constructed by the user, it is necessary to check the operation state etc. by trial operation. Is the power converter optimal or has enough margin? Has a problem that it cannot be easily judged.
  • a power converter includes an AC converter that outputs AC power, a current detector that detects a current flowing through the AC converter, and a current operation detected by the current detector.
  • a storage unit for storing, a determination unit for determining an optimum value of the rated current value, and a display / operation unit for command operation and output display; the determination unit receives a rating determination command from the display / operation unit; The optimum value of the rated current value is judged by comparing the current operation input from the storage unit with various current reference values at a predetermined rated capacity, and the setting of the optimum value of the rated current value is displayed on the display / operation unit. The output is displayed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power conversion device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a determination procedure by the optimal determination unit 112 included in the power conversion apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of current operation detected based on an acquisition command by automatic setting in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a table showing a relationship among a plurality of power converters having different adaptive motor rated capacities, a plurality of rated currents, and a plurality of protection currents in the first embodiment.
  • FIG. 5 shows a state where the display / operation unit 115 according to the first embodiment displays a state.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of current operation detected based on an acquisition command by automatic setting in the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of current operation detected based on an acquisition command by automatic setting in the third embodiment.
  • FIG. 8 is a table illustrating a reference example of the rated current and cycle of the power conversion device according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a table showing a relationship among a plurality of power converters having different adaptive motor rated capacities, a plurality of rated currents, and a plurality of protection currents in the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power conversion apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power conversion apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a determination procedure performed by the optimal determination unit 112 included in the power conversion apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the temperature operation detected based on the acquisition command by automatic setting in the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a table illustrating a reference example of the operating temperature and cycle of the power conversion device according to the fifth embodiment.
  • Examples 1 to 5 will be described below with reference to the drawings.
  • an operation example will be described in which an optimum power conversion device and its rating are determined by automatic setting in a trial operation of a power conversion device that drives an AC load such as an AC motor connected to a user system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power conversion device according to the first embodiment of the present invention and an AC motor used by a user system connected to the power conversion device.
  • the power converter according to the present invention includes a three-phase AC power source 101, a DC converter 102, a smoothing capacitor 103, an AC converter 104, a current detector 106, a control unit 111, an optimum determination unit 112, a storage unit 113, and a current detection unit. 114 and a display / operation unit 115. Then, the AC motor 105 is driven to operate by the power converter according to the present invention.
  • the three-phase AC power source 101 is, for example, a three-phase AC voltage supplied from an electric power company or an AC voltage supplied from a generator, and serves as an input to the DC converter 102.
  • the DC conversion unit 102 includes, for example, a DC conversion circuit using a diode or a DC conversion circuit using an IGBT and a flywheel diode.
  • the DC converter 102 converts the AC voltage input from the three-phase AC power source 101 into a DC voltage and outputs the DC voltage to the smoothing capacitor 103.
  • the DC converter 12 shown in FIG. 1 is an example of a DC converter configured with a diode.
  • the smoothing capacitor 103 smoothes the DC voltage input from the DC converter 102 and outputs it to the AC converter 104.
  • the smoothing capacitor 103 may directly input the DC voltage from the generator without going through the DC converter 102.
  • the AC conversion unit 104 is configured by an AC conversion circuit using, for example, an IGBT and a flywheel diode. Using the DC voltage of smoothing capacitor 103 as an input, the DC voltage is converted into an AC voltage in accordance with an output command from control unit 111 and output to AC motor 105.
  • the AC conversion unit 104 when the AC conversion unit 104 is configured by an AC conversion device that performs AC-AC conversion without using the smoothing capacitor 103, the AC conversion unit 104 converts the input AC voltage into an AC voltage having a different frequency and outputs the AC voltage to the AC motor 105. May be.
  • the current detector 106 is composed of, for example, a hall CT or a shunt resistor.
  • the current detector 106 is arranged on the output side of the power converter, detects an alternating current flowing through the AC motor 105, and outputs the detected current data to the current detection unit 114.
  • the current detector 106 may be disposed anywhere as long as it is disposed at a location where the output current flowing through the AC converter 104 can be estimated or directly detected.
  • FIG. 1 is an example of detecting the current flowing through the AC motor 105.
  • Control unit 111 gives a PWM output command to AC conversion unit 104 using the current operation data of the detected current fed back from current detection unit 114 in accordance with an output command calculated from a command for driving AC electric motor 105.
  • the optimum determination unit 112 determines input information as current operation detection trigger information based on the current operation detection command input from the display / operation unit 115, and instructs the storage unit 113 to acquire current operation.
  • the current operation detection command instructed from the display / operation unit 115 is, for example, an on / off signal command, a signal indicating that the operation is in progress, a time designation from the start setting time, and the like, and the start / end of the current operation detection command is determined. .
  • the current operation characteristic stored in the storage unit 113 is acquired.
  • the optimum determination unit 112 determines the optimum value of the rated value from the current operation input from the storage unit 113 and outputs it to the display / operation unit 115.
  • the storage unit 113 is composed of, for example, an element (such as a RAM) that temporarily stores data, an EEPROM or a data flash ROM that retains the memory even when the power is turned off, and a command from the display / operation unit 115 is set as set value data.
  • Current operation data from the current detector 114 is stored as detected value data.
  • the storage unit 113 outputs current operation data to the optimum determination unit 112.
  • the current detection unit 114 converts detected current data input from the current detector 106 into current operation data for calculation and outputs the current operation data to the control unit 111 and the storage unit 113.
  • the display / operation unit 115 indicates a user interface such as a smartphone, a smart watch, a tablet terminal, or a personal computer provided with an operation panel and input / output terminals, for example. For example, input information operated by the user or an input signal obtained from an external device is output to the optimum determination unit 112.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for automatic setting performed by the optimum determination unit 112.
  • the optimum determining unit 112 first acquires the trigger information for starting the determination of the rating determination command from the display / operation unit 115 in step 201 (S201) in order to start the rating determination. (S201).
  • the optimum determination unit 112 determines whether or not it is a trigger to start determination. If there is a trigger (Yes), a current operation acquisition command is stored in the storage unit 113 in step 203 (S203). Command.
  • step 204 the optimum determination unit 112 inputs a rating determination command from the display / operation unit 115 and updates the state of the current operation acquisition command.
  • step 205 the optimum determination unit 112 determines whether or not the state of the updated current operation acquisition command satisfies the operation acquisition end condition (S205), and does not satisfy the operation acquisition end condition (No). Then, the process returns to step 203 (S203), and the current operation acquisition command is continuously commanded to the storage unit 113.
  • Step 206 the optimum determination unit 112 determines whether or not the operation acquisition end condition is normally ended in Step 206 (S206).
  • the optimum determination unit 112 acquires the operation state from the control unit 111, causes the storage unit 113 to acquire the current operation when the operation is started, and stops the operation. When it is done, it is determined to end.
  • the operation setting is performed from the display / operation unit 115, and the optimum determination unit 112 is triggered by the acquired start signal and the start signal is input. It is determined that the process is finished after counting for 24 hours.
  • the optimum determination unit 112 acquires the current operation in Step 207 (S207), and subsequently, Step 208 (S208).
  • the optimum value of the rated value is determined from the current operation.
  • the current operation to be acquired for example, current waveform data in a detection state is stored, or a current setting allowable level determined by the power converter is stored in advance, and how often the allowable level is set. It is also possible to store data indicating whether the time has been exceeded.
  • the optimum determination unit 112 notifies the display / operation unit 115 of the optimum rated value.
  • the optimum judgment unit 112 detects an abnormal end in step 206 (S206) (No)
  • the optimum judgment unit 112 acquires the current operation in step 210 (S210), and if it is an error due to the current operation, operates the current judgment. If there is a possibility that the rated capacity of the power conversion device is insufficient, or if the error is due to other factors, it is determined that there is a system abnormality, and the determination result is displayed / operated unit 115 in step 211 (S211). (S211).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of current operation detected based on an acquisition command by automatic setting in the first embodiment.
  • (1) shows an example of a plurality of power converters having different rated capacities determined according to the applicable AC motor capacity
  • the apparatus used for the trial run in Example 1 is the apparatus 1.
  • the rated capacity is represented by the product of the rated voltage and the rated current. When the voltage is constant, the rated capacity and the rated current have an equivalent relationship.
  • FIG. 3 shows a state in which the start and end of automatic setting (current operation detection section) are determined based on the output state.
  • the optimum determination unit 112 detects how long currents exceeding the various current reference values in the rated capacity predetermined for each power converter have been flowing from the detected current operation. Then, the optimum determination unit 112 determines each setting of the rated capacity and the rated current comprehensively based on, for example, the temperature characteristics of the hardware of the AC conversion unit 104.
  • power converters having a plurality of capacity lineups power converters having a high rated current are generally more expensive. For example, in FIG. 4, device 1 is the most expensive and device 3 is the least expensive.
  • the higher the rated current the faster the protection is required when it is used in a state exceeding the rated current, the limit value such as the operating temperature is low, and the error occurrence level for the rated current is also low Lower.
  • the rated current is 110% of the rated current for 60 seconds
  • the rated 6-2 is 120% of the rated current. It is assumed that the device can withstand 60 seconds at 150% of the rated current for 60 seconds, 60 seconds at 180% of the rated current for 60 seconds, and an error that protects the element. These currents can be set with a margin with respect to the damage level of the element.
  • the optimum judgment unit 112 measures time from the current operation acquired through the storage unit 113.
  • Optimal determination unit 112 may acquire the current operation from storage unit 113 in real time (in FIG. 2, acquired in step 204 (S204)), or may acquire the current acquisition command at once (in FIG. 2). , Acquired in step 207 (S207)).
  • the current operation of FIG. 3 for example, it is shown that the operation continued for 38 seconds at 60A (a-1), 100 seconds at 28A (b-1), and 28 seconds at 400 seconds (c-1).
  • the optimum determining unit 112 may measure the current excess time based on the current value determined in advance according to the characteristics of the power conversion device shown in FIG. 4, and does not necessarily acquire all continuous current values. It is not necessary to judge.
  • the optimum determination unit 112 can determine that the rated current value needs to exceed 28 A in order to operate for 60 seconds or more at 30 A or less, for example, based on various current reference values. That is, in the table relating to the rated current in FIG. 4A, a combination of a device having a rated current value exceeding 28 A and a rating is a selection candidate. That is, as a selection candidate from the rated current value, the device 1 is rated 6-1, 6-2 and 6-3, the device 2 is rated 6-1 and 6-2, or the device 3 is rated 6- 1 corresponds.
  • the optimum determination unit 112 operates at 38 A for 60 seconds in the current operation shown in FIG. 3, it can be determined that the protection current value needs to be selected exceeding 38 A. That is, in the table relating to the protection current in FIG. 4B, a combination of a device having a protection current value exceeding 38 A and a rating is a selection candidate. That is, as the selection candidate from the protection current value, the ratings 6-1, 6-2 and 6-3 for the device 1 or the ratings 6-1 for the device 2 are applicable.
  • the optimum determination unit 112 selects a device and a rating from candidates that satisfy both the rated current value and the protection current value. For example, in Example 1, since the rating 6-1 of the device 2 which is less expensive than the device 1 can be selected, it is determined that the rating 6-1 of the device 2 is optimal. Further, the optimum determination unit 112 may determine the optimum value of the rated value for each power conversion device. When the device 1 is adopted, the use temperature limit is high and there is a margin until an error occurs. Among them, it may be determined that the rating 6-3 of the device 1 is optimal, and the user may be allowed to select an optimal setting from a plurality of candidates. Furthermore, in the first embodiment, the optimum determination unit 112 automatically changes the setting of the apparatus 1 as the optimum setting value when the optimum rating setting of the apparatus 1 itself that has determined the automatic setting is selected. can do.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the display / operation unit 115 receives notification of the optimum value from the optimum determination unit 112 and displays the state.
  • the display / operation unit 115 automatically changes the setting of the power conversion device without displaying it, for example. Or, as the display content, “Do you want to apply the settings as they are? ”Or the like, and when the user approves, the power converter may be set automatically.
  • the display / operation unit 115 displays, for example, the device 1 in the first embodiment as the display content when the user designates the device 2 as the display content. Must be replaced. Or the like may be issued to prompt the necessity of device change.
  • the optimum power conversion device and its rated setting can be determined.
  • the configuration of the second embodiment has the same function as the configuration having the same reference numerals shown in FIG. .
  • the user system connected to the AC motor 105 is connected with a heavier load than the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of current operation detected based on an acquisition command by automatic setting in the second embodiment.
  • FIG. 6 shows a state in which the operating current has grown (increased) to a current level that the power conversion device recognizes as abnormal.
  • the optimum determination unit 112 starts the determination operation using the output state as a trigger in the procedure shown in FIG. For example, when the current error level of the current converter is 80 A, an error is generated when the operating current reaches 80 A, and the state is updated (step 204 (S204) in FIG. 2).
  • the optimum determination unit 112 determines that the process is abnormally terminated when an error is detected (step 206 (S206) in FIG. 2), and acquires a current operation (step 210 (S210) in FIG. 2).
  • the optimum determination unit 112 determines that there is a possibility that the rated capacity and the rated current of the power conversion device are low, and returns to the display / operation unit 115. Notify the abnormality and notify that the capacity is insufficient.
  • the display / operation unit 115 displays an abnormal end and a state where the capacity of the power converter is insufficient.
  • the user can determine that a higher capacity is necessary if there is no abnormality in the system operation.
  • it is possible to determine whether or not the rated setting is possible even when a power conversion device having a capacity necessary for the system is not attached.
  • the configuration of the third embodiment has the same function as the configuration denoted by the same reference numeral shown in FIG. .
  • the current operation detection command received by the display / operation unit 115 and the determination content of the optimum determination unit 112 are different from those in the first embodiment.
  • the detection is automatically performed after the current operation is detected. finish.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of current operation detected based on an acquisition command by automatic setting in the third embodiment.
  • FIG. 8 is a table showing a rated current value of the power converter and a reference example of the power cycle.
  • the power cycle is, for example, the number of cycles of the life of the IGBT module due to thermal stress, and can be calculated from the power cycle tolerance provided by an IGBT element manufacturer or the like based on the rise and fall of the module temperature. In Example 3, the temperature rises when a current flows through the module, and the temperature drops when the current is interrupted.
  • FIG. 8 is a table showing a rated current value of the power converter and a reference example of the power cycle.
  • the power cycle is, for example, the number of cycles of the life of the IGBT module due to thermal stress, and can be calculated from the power cycle tolerance provided by an IGBT element manufacturer or the like based on the rise and fall of the module temperature. In Example 3, the temperature rises when a current flows through the module, and the temperature
  • the optimum determination unit 112 may measure, for example, based on a rated current value and a power cycle that are determined in advance based on the characteristics of the power conversion device shown in FIG. 8, and does not necessarily acquire and determine all continuous current values. I don't need it.
  • the optimum determination unit 112 determines a device that can operate at a current value of 25 A for 20 cycles or more from the detected current operation in FIG. That is, in the table of FIG. 8, a combination in which the rated current value and the power cycle exceed 25 A and 20 cycles is a selection candidate. Selection candidates satisfying both the rated current value and the cycle correspond to the ratings 8-2 and 8-3 for the device 1, or the rating 8-2 for the device 2. In the third embodiment, since the rating 8-2 of the device 2 which is less expensive than the device 1 can be selected, it is determined that the rating 8-2 of the device 2 is optimal.
  • the optimal determination part 112 may determine the optimal value of a rated value for every power converter device.
  • the apparatus 1 is adopted in FIG. 8, since the use temperature limit is high and there is a margin until an error occurs, it is determined that the rating 8-3 of the apparatus 1 is optimal among the candidates. Or you may make a user choose the optimal setting from several candidates. As described above, the optimum power conversion device and its rated setting can be determined.
  • the configuration of the fourth embodiment has the same function as the configuration having the same reference numerals shown in FIG. .
  • the determination content of the optimum determination unit 112 is different from that of the first embodiment.
  • the fourth embodiment is suitable, for example, when the user wants to select a power converter with a margin. Specifically, it is assumed that the user wants to set the rated current with a margin of 10 A from the standard selection reference value.
  • the optimum determination unit 112 determines the reference value in FIG. As in 9 (1), 10A is all subtracted to execute the determination. That is, in the current operation of FIG. 3, the optimum determination unit 112 continues, for example, at 38A for 60 seconds (a-1), 28A for 100 seconds (b-1), and 28A for 400 seconds (c-1). It shows how it worked.
  • the optimum judging unit 112 Since the optimum judging unit 112 operates at 30 A or less for 60 seconds or more, it can be judged that the rated current value needs to exceed 28 A. That is, in the table relating to the rated current in FIG. 9A, a combination of a device having a rated current value exceeding 28 A and a rating is a selection candidate. As a selection candidate from the rated current value, ratings 9-1 and 9-2 for the device 1 or ratings 9-1 for the device 2 are applicable.
  • the optimum judgment unit 112 since the optimum judgment unit 112 operates at 38A for 60 seconds, it can be judged that the protection current value needs to be selected beyond 38A. That is, in the table relating to the protection current in FIG. 9B, a combination of a device having a protection current value exceeding 38 A and a rating is a selection candidate. Here, the protection current value is calculated by the ratio from the rated current value in the same manner as in the first embodiment. Since only the rating 9-1 is selected as the selection candidate from the protection current value, the optimum determination unit 112 has the rating 9-1 of the device 1 that is a candidate satisfying both the rated current value and the protection current value. Judge as optimal. As described above, it is possible to determine an optimum power conversion device having a margin and its rated setting.
  • the present embodiment is a modification of the first embodiment, and the configuration of the fifth embodiment has the same function as the configuration having the same reference numerals shown in FIG. Omitted.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the power conversion device according to the fifth embodiment and an AC motor used by a user system connected to the power conversion device.
  • the fifth embodiment focuses on the temperature operation, while the first embodiment focuses on the current operation, and the first embodiment differs from the first embodiment in that the temperature detector 1001 and the temperature detection unit 1014 are provided.
  • the determination contents of the unit 112 are different.
  • the temperature detector 1001 is, for example, a thermistor resistance, and detects the temperature of six IGBTs arranged in the AC conversion unit 104 and outputs detected temperature data to the temperature detection unit 1014.
  • the temperature detection unit 1014 converts the detected temperature data input from the temperature detector 1001 into calculation temperature operation data, and outputs it to the control unit 111 and the storage unit 113.
  • the detected value data stored in the storage unit 113 is temperature operation data from the temperature detection unit 1014.
  • the storage unit 113 outputs temperature operation data to the optimum determination unit 112.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an automatic setting procedure performed by the optimum determination unit 112. Steps that perform the same operations as in FIG. 2 are given the same reference numerals. In the following, only steps that are different from the flowchart shown in FIG. 2 will be described.
  • step 202 when the optimum determining unit 112 determines that there is a trigger for starting the determination (Yes), in step 1103 (S1103), a temperature operation acquisition command is commanded to the storage unit 113.
  • the optimum determination unit 112 determines the normal end or the abnormal end of the temperature operation acquisition. For example, when it is desired to make a determination in one cycle of operation, the optimum determination unit 112 acquires the operation state from the control unit 111, causes the storage unit 113 to acquire the temperature operation when the operation is started, and the operation stops. When it is done, it is determined to end. Further, for example, when the user wants to determine the setting of the rating from the operation for one day, the operation is set from the display / operation unit 115, and the optimum determination unit 112 uses the acquired start signal as a trigger, and the start signal is input. It is determined to be finished after counting for 24 hours.
  • step 206 when the optimum determining unit 112 detects the normal end of the temperature operation acquisition (Yes), the temperature operation is acquired in step 1107 (S1107), and then the temperature is acquired in step 208 (S208). Determine the optimum rated value from the operation.
  • the temperature operation to be acquired for example, temperature waveform data in a detection state is stored, or an allowable level of temperature setting determined in advance by the power converter is stored, and how often the allowable level is set. It is also possible to store data indicating whether the time has been exceeded.
  • the optimum judgment unit 112 detects the abnormal end of the temperature operation acquisition in step 206 (S206) (No), the temperature operation is acquired in step 1110 (S1110). If there is a possibility that the rated capacity of the operating power converter is insufficient, or if the error is due to other factors, it is determined that there is a system abnormality, and the determination result is displayed in step 211 (S211). The operation unit 115 is notified.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the temperature operation detected based on the acquisition command by automatic setting in the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a table showing a reference example of the operating temperature and power cycle of the power converter.
  • the optimum determination unit 112 may measure based on the temperature and power cycle determined in advance based on the characteristics of the power converter shown in FIG. 13, for example, and does not necessarily need to acquire and determine all the continuous temperatures.
  • the optimum determination unit 112 determines a device that can operate at 80 ° C. for 20 cycles or more from the detected temperature operation in FIG. That is, in the table of FIG. 13, a combination having a temperature and power cycle of 80 ° C. and 20 cycles or more is a selection candidate. Selection candidates satisfying both the temperature and the power cycle are rated 12-1 and 12-2 for the device 1, rated 12-1 for the device 2, or rated 12-1 for the device 3. In the fifth embodiment, since the rating 12-1 of the device 3 which is less expensive than the devices 1 and 2 can be selected, it is determined that the rating 12-1 of the device 3 is optimal. Further, the optimum determination unit 112 may determine an optimum rating for each power conversion device.
  • the use temperature limit is high and there is a margin until an error occurs. It is determined that the rating 12-2 of the device 1 is optimal. Or you may make a user choose the optimal setting from several candidates. As described above, even when attention is paid to the temperature operation, the optimum power converter and its rated setting can be determined.
  • this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • the processes (functions) and the like executed by the optimum determination unit described above may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit, or a processor (not shown) performs each process. It may be realized by software by interpreting and executing a program for realizing (function).
  • Information such as a program, a table, and a file for that purpose can be placed in a recording device such as a memory, a hard disk, and an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, and a DVD.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Three-phase alternating current power supply, 102 ... DC converting part, 103 ... Smoothing capacitor, 104 ... AC converting part, 105 ... AC motor, 106 ... Current detector, 111 ... Control part, 112 ... Optimal judgment part, 113 ... Memory

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Abstract

ユーザが適用システムに合わせて電力変換装置を厳密に選定する場合は、試運転で動作を確かめる必要があるところ、その電力変換装置が最適か余裕を持ちすぎかは容易に判断できない。電力変換装置は、交流電力を出力する交流変換部と、交流変換部を流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出した電流動作を記憶する記憶部と、定格電流値の最適値を判断する判断部と、指令操作および出力表示のための表示・操作部とを備え、判断部は、表示・操作部から定格判断指令を受けて、記憶部から入力した電流動作と所定の定格容量における種々の電流基準値とを比較することにより定格電流値の最適値を判断し、当該定格電流値の最適値の設定を表示・操作部に出力表示させる。

Description

電力変換装置
　本発明は、交流負荷を駆動する電力変換装置に関する。
　本発明が属する技術分野の背景技術として、特開２００４－３４８６６２号公報（特許文献１）がある。この公報には、「電源スイッチ２５が押下されると、ＣＰＵ１１は、ＢＩＯＳ－ＲＯＭ１８に格納されたＢＩＯＳを起動してシステム初期化を実行する。このシステム初期処理において、システム構成判別部１８１は、各種デバイス情報を取得してシステム構成を判別し、ＡＣアダプタ１を推定する。また、ＡＣアダプタ設定部１８２は、その推定されたＡＣアダプタ１に対応した最大定格電流制御を実行させるべくＰＳＣ２６のレジスタ２６１を更新する。一方、ＰＳＣ２６は、このレジスタ２６１の値で示されるＡＣアダプタ１に対応した最大定格電流制御を実行する。そして、このシステム初期化が終了すると、ＣＰＵ１１は、ＨＤＤ２０に格納されたＯＳをシステムメモリ１３にロードして起動する。」と記載されている。（要約参照）
特開２００４－３４８６６２号公報
　特許文献１には、電子機器のシステムの構成からＡＣアダプタを推定し、その推定したＡＣアダプタを対象とする最大定格電流制御を実行する方法が記載されている。汎用的に用いられる電力変換装置では、特許文献１の方法を電力変換装置に採用して、システムを認識しようとする場合、汎用的に用いられる電力変換装置に接続されたシステムは、ユーザによって大きく異なる。
　汎用の電力変換装置は、例えば、ファンやポンプといった軽負荷のシステム、コンベアや巻き取りといった中程度の負荷のシステムおよびクレーンやリフトといった重い負荷のシステムでの用途で使用される。そのため、そのシステムの組み合わせは、ユーザごとに異なり、その負荷電流や運転動作頻度も大きく異なる。それゆえに、汎用的な電力変換装置では、特許文献１で示された方法を用いて、接続されているシステムを推定し、電力変換装置に必要な最大定格電流を検出しようとすると、ユーザによってシステムが異なるため、用途や負荷電流、運転動作頻度の組み合わせが非常に膨大となり、推定が非常に困難となる、という課題がある。
　また、特許文献１では、パーソナルコンピュータに接続されるＡＣアダプタの負荷電流は予め推定が可能である。一方で、電力変換装置は、ユーザが接続したシステムと、ユーザが設定した電力変換装置の動作によって流れる電流は、その大きさやその増減頻度が異なる。そのため、ユーザが電力変換装置を選定する場合、ユーザが構築したシステムに対して大きく余裕を持った電力変換装置を採用すれば、動作状態として問題はないが、大幅にコストがかかってしまう。他方、ユーザが構築したシステムに合わせて、電力変換装置を厳密に選定するならば、試運転で動作状態等を確かめる必要があるところ、その電力変換装置が最適であるか、余裕を持ち過ぎているかは、容易に判断できない、という課題がある。
　上記課題を解決するために、本発明に係る電力変換装置は、交流電力を出力する交流変換部と、交流変換部を流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出した電流動作を記憶する記憶部と、定格電流値の最適値を判断する判断部と、指令操作および出力表示のための表示・操作部とを備え、判断部は、表示・操作部から定格判断指令を受けて、記憶部から入力した電流動作と所定の定格容量における種々の電流基準値とを比較することにより定格電流値の最適値を判断し、当該定格電流値の最適値の設定を表示・操作部に出力表示させることを特徴とする。
　本発明によれば、ユーザが構築したシステムに適合した最適な電力変換装置とその定格設定を自動で判断する仕組みを提供することができる。
　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
図１は、本発明の実施例１に係る電力変換装置の構成の一例を示す図である。 図２は、実施例１に係る電力変換装置が備える最適判断部１１２による判断手順を示すフローチャートである。 図３は、実施例１において、自動設定による取得指令に基づいて検出した電流動作の例を示す図である。 図４は、実施例１において、適応電動機定格容量の違う複数の電力変換装置と複数の定格電流および複数の保護電流の関係を示す表である。 図５は、実施例１の表示・操作部１１５が状態を表示している様子である。 図６は、実施例２において、自動設定による取得指令に基づいて検出した電流動作の例を示す図である。 図７は、実施例３において、自動設定による取得指令に基づいて検出した電流動作の例を示す図である。 図８は、実施例３に係る電力変換装置の定格電流とサイクルの基準例を示す表である。 図９は、実施例４において、適応電動機定格容量の違う複数の電力変換装置と複数の定格電流および複数の保護電流の関係を示す表である。 図１０は、本発明の実施例５に係る電力変換装置の構成の一例を示す図である。 図１１は、実施例５に係る電力変換装置が備える最適判断部１１２による判断手順を示すフローチャートである。 図１２は、実施例５において、自動設定による取得指令に基づいて検出した温度動作の例を示す図である。 図１３は、実施例５に係る電力変換装置の動作温度とサイクルの基準例を示す表である。
　本発明の実施形態として、実施例１～５を、図面を用いて以下に説明する。
　以下の各実施例では、ユーザシステムにつながれた交流電動機等の交流負荷を駆動する電力変換装置の試運転において、最適な電力変換装置とその定格を自動設定により決定する場合の動作例を説明する。
　図１は、本発明の実施例１に係る電力変換装置の構成と該電力変換装置に接続されたユーザシステムが使用する交流電動機の一例を示す図である。
　本発明に係る電力変換装置は、三相交流電源１０１、直流変換部１０２、平滑コンデンサ１０３、交流変換部１０４、電流検出器１０６、制御部１１１、最適判断部１１２、記憶部１１３、電流検出部１１４および表示・操作部１１５を有する。そして、本発明に係る電力変換装置により交流電動機１０５が運転駆動される。
　三相交流電源１０１は、例えば電力会社から供給される三相交流電圧や発電機から供給される交流電圧であり、直流変換部１０２の入力となる。
　直流変換部１０２は、例えばダイオードを用いた直流変換回路やＩＧＢＴとフライホイールダイオードを用いた直流変換回路などで構成される。直流変換部１０２は、三相交流電源１０１から入力された交流電圧を直流電圧に変換して平滑コンデンサ１０３に出力する。図１に示す直流変換部１２は、ダイオードで構成された直流変換部の例である。
　平滑コンデンサ１０３は、直流変換部１０２から入力された直流電圧を平滑化し、交流変換部１０４に出力する。なお、発電機の出力を直流電圧とする場合、平滑コンデンサ１０３は、直流変換部１０２を介さずに直接発電機から直流電圧を入力しても構わない。
　交流変換部１０４は、例えばＩＧＢＴとフライホイールダイオードを用いた交流変換回路で構成される。平滑コンデンサ１０３の直流電圧を入力として、制御部１１１の出力指令に応じて直流電圧を交流電圧に変換し、交流電動機１０５に出力する。また、交流変換部１０４は、平滑コンデンサ１０３を介さず、交流－交流変換を行う交流変換装置で構成される場合には、入力交流電圧を異なる周波数の交流電圧に変換して交流電動機１０５に出力してもよい。
　電流検出器１０６は、例えばホールＣＴやシャント抵抗で構成される。電流検出器１０６は、電力変換装置の出力側に配置され、交流電動機１０５に流れる交流電流を検出し、電流検出部１１４へ検出電流データとして出力する。電流検出器１０６は、交流変換部１０４に流れる出力電流を推定、または直接検出できる箇所に配置されるならば、どこに配置してもよい。図１は、交流電動機１０５に流れる電流を検出する例である。
　制御部１１１は、交流電動機１０５を駆動するための指令から演算された出力指令に従い、電流検出部１１４からフィードバックされる検出電流の電流動作データを用いて交流変換部１０４にＰＷＭ出力指令を与える。
　最適判断部１１２は、表示・操作部１１５から入力された電流動作検出指令により、入力情報を電流動作検出のトリガ情報として判断し、記憶部１１３に電流動作取得を指令する。表示・操作部１１５から指示する電流動作検出指令は、例えば、オンオフの信号指令、運転状態中である信号、開始設定時からの時間指定などであって、電流動作検出指令の開始終了を判断する。ここで、終了と判断された場合に、記憶部１１３に格納された電流動作特性を取得する。最適判断部１１２は、記憶部１１３から入力された電流動作から、定格値の最適値を判断し、表示・操作部１１５に出力する。
　記憶部１１３は、例えば一時的にデータを記憶する素子（ＲＡＭなど）、電源遮断でも記憶を保持するＥＥＰＲＯＭまたはデータフラッシュＲＯＭで構成され、表示・操作部１１５からの指令等を設定値データとして、電流検出部１１４からの電流動作データを検出値データとしてそれぞれ記憶する。記憶部１１３は、最適判断部１１２に電流動作データを出力する。
　電流検出部１１４は、例えば、電流検出器１０６から入力した検出電流データを演算用の電流動作データに変換し、制御部１１１および記憶部１１３に出力する。
　表示・操作部１１５は、例えば操作パネルや入出力端子を備えた、スマートフォン、スマートウォッチ、タブレット端末またはパーソナルコンピュータなどのユーザインターフェースを示す。例えばユーザが操作した入力情報、あるいは外部機器から得られた入力信号を最適判断部１１２に出力する。
　図２は、最適判断部１１２が行う自動設定の手順を示すフローチャートである。
　最適判断部１１２は、自動設定で定格判断を行う場合、まず定格判断を開始するために、ステップ２０１（Ｓ２０１）で、表示・操作部１１５からの定格判断指令の判断開始のトリガ情報を取得する（Ｓ２０１）。
　ステップ２０２（Ｓ２０２）で、最適判断部１１２は、判断開始のトリガであるかどうかを判断し、トリガがあった場合（Ｙｅｓ）、ステップ２０３（Ｓ２０３）で、電流動作取得指令を記憶部１１３に指令する。
　ステップ２０４（Ｓ２０４）で、最適判断部１１２は、表示・操作部１１５からの定格判断指令を入力し、電流動作取得指令の状態を更新する。
　ステップ２０５（Ｓ２０５）で、最適判断部１１２は、更新された電流動作取得指令の状態が動作取得終了条件を満たしたかどうかを判断し（Ｓ２０５）、動作取得終了条件を満たしていない場合（Ｎｏ）、ステップ２０３（Ｓ２０３）に戻り、継続して電流動作取得指令を記憶部１１３に指令する。動作取得終了条件を満たしている場合（Ｙｅｓ）、最適判断部１１２は、ステップ２０６（Ｓ２０６）で、正常に終了したかどうかを判断する。
　例えば、運転の１サイクルでの判断を行いたい場合、最適判断部１１２は、制御部１１１から運転状態を取得し、運転が開始された時点で記憶部１１３に電流動作を取得させ、運転が停止した時点で終了と判断する。また、ユーザが１日間の動作から定格の設定を判断させたい場合は、表示・操作部１１５から動作設定を行い、最適判断部１１２は、取得した開始信号をトリガとし、開始信号が入力されてから２４時間のカウント後に終了と判断する。
　最適判断部１１２は、ステップ２０６（Ｓ２０６）での正常終了の判断から、正常終了を検知した場合（Ｙｅｓ）、ステップ２０７（Ｓ２０７）で、電流動作を取得し、続いて、ステップ２０８（Ｓ２０８）で、電流動作から定格値の最適値を判断する。ここで、取得する電流動作としては、例えば、検出状態における電流波形データとするか、予め電力変換装置で決まる電流設定の許容レベルを記憶しておいてその許容レベルをどの程度の頻度でどれ位の時間超えたかを記憶したデータでもよい。そして、最適判断部１１２は、ステップ２０９（Ｓ２０９）で、定格値の最適値を表示・操作部１１５に通知する。
　一方で、最適判断部１１２は、ステップ２０６（Ｓ２０６）で異常終了を検知した場合（Ｎｏ）、ステップ２１０（Ｓ２１０）で、電流動作を取得し、電流動作によるエラーであれば、現在動作させている電力変換装置の定格容量が不足の可能性があること、その他の要因によるエラーであれば、システム異常があることを判断し、ステップ２１１（Ｓ２１１）で、その判断結果を表示・操作部１１５に通知する（Ｓ２１１）。
　図３は、実施例１において、自動設定による取得指令に基づいて検出した電流動作の例を示す図である。
　図４では、（１）に、適応される交流電動機容量に準じて決めた定格容量の違う複数の電力変換装置の例と、（２）に、複数の定格電流および複数の保護電流との関係を示している。なお、実施例１で試運転に使用される装置は、装置１である。また、定格容量は、定格電圧と定格電流の積で表され、電圧を一定とすると、定格容量と定格電流は等価の関係にある。
　図３には、自動設定の開始と終了（電流動作検出区間）を出力状態で判断する様子が示されている。ここで、最適判断部１１２は、検出した電流動作から、予め電力変換装置毎に決められた定格容量における種々の電流基準値以上の電流が、どれくらいの期間流れていたかを検出する。そして、最適判断部１１２により、定格容量および定格電流の各設定は、例えば、交流変換部１０４のハードウェアの温度特性などから総合的に決定される。複数の容量ラインナップを持つ電力変換装置は、総体的に定格電流が高い電力変換装置の方が高価である。例えば、図４では、装置１が最も高価であり、装置３が最も安価である。電力変換装置単体の特性は、定格電流が高いほど、定格電流を超えた状態で使用された場合に保護を速くかける必要があり、使用温度などの制限値は低く、定格電流に対するエラー発生レベルも低くなる。保護電流の設定については、例えば、図４の（１）と（２）との関係のごとく、定格６－１では定格電流の１１０％で６０秒、定格６－２では定格電流の１２０％で６０秒、定格６－３では定格電流の１５０％で６０秒および定格６－４では定格電流の１８０％で６０秒、素子を保護するエラーが発生するまで耐えることができるとする。これらの電流は、素子の破損レベルに対し余裕をもって設定することが可能である。
　最適判断部１１２は、記憶部１１３を通して取得した電流動作から時間を計測しておく。最適判断部１１２は、記憶部１１３からリアルタイムに電流動作を取得しても（図２では、ステップ２０４（Ｓ２０４）にて取得）、電流取得指令が終了後に一括で取得しても（図２では、ステップ２０７（Ｓ２０７）にて取得）、どちらでも構わない。図３の電流動作では、例えば、３８Ａで６０秒間（ａ－１）、２８Ａで１００秒間（ｂ－１）および２８Ａで４００秒間（ｃ－１）、継続して動作した様子が示されている。また、最適判断部１１２は、例えば、図４に示される、予め電力変換装置の特性で決まる電流値を基準に、電流の超過時間を計測すればよく、必ずしも全ての連続した電流値を取得して判断することを要しない。
　ここで、最適判断部１１２は、種々の電流基準値を基に、例えば３０Ａ以下で６０秒以上動作するためには、定格電流値は２８Ａを超えている必要があると判断できる。すなわち、図４（１）の定格電流に係る表において、２８Ａを超えている定格電流値の装置と定格の組み合わせが選択候補になる。すなわち、定格電流値からの選択候補としては、装置１では定格６－１、６－２および６－３、または、装置２では定格６－１および６－２、または、装置３では定格６－１、が該当する。
　また、最適判断部１１２は、図３に示す電流動作では３８Ａで６０秒動作しているため、保護電流値は３８Ａを超えて選択する必要があると判断できる。すなわち、図４（２）の保護電流に係る表において、３８Ａを超えている保護電流値の装置と定格の組み合わせが選択候補になる。すなわち、保護電流値からの選択候補としては、装置１では定格６－１、６－２および６－３、または、装置２では定格６－１、が該当する。
　そこで、最適判断部１１２は、定格電流値と保護電流値の両方を満たす候補から、装置と定格を選択する。例えば、実施例１では、装置１に比べ安価な装置２の定格６－１が選択できることから、装置２の定格６－１が最適であると判断する。
　また、最適判断部１１２は、電力変換装置毎に定格値の最適値を判断してもよく、装置１を採用する場合には、使用温度制限が高く、エラー発生まで余裕があることから、候補の中で装置１の定格６－３が最適であると判断し、複数の候補からユーザに最適な設定を選択させてもよい。
　さらにまた、最適判断部１１２は、実施例１において、自動設定の判断を行った装置１自身の最適な定格設定が選ばれた場合には、最適設定値として装置１の設定を自動的に変更することができる。
　図５は、表示・操作部１１５が、最適判断部１１２から最適値の通知を受け、その状態を表示している様子を示す図である。表示・操作部１１５は、表示された最適値がユーザによって選択された場合、それが装置１自身の設定であれば、例えば、未表示のままで自動的に電力変換装置の設定を変更してもよいし、表示内容として『このまま設定を適用しますか？』などのメッセージを出して、ユーザが承認した場合に自動で電力変換装置に設定を行ってもよい。また、表示・操作部１１５は、最適な装置が試運転時とは異なる場合には、例えば、実施例１では装置１で試運転したがユーザが装置２を指定した場合、表示内容として『装置２に置き換える必要があります。』などのメッセージを出し、装置変更の必要性を促してもよい。
　以上のとおり、最適な電力変換装置とその定格設定を決定することができる。
　本実施例は、実施例１の変形例であるところ、実施例２の構成は、既に説明した図１に示す同一の符号を付した構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。
　実施例２では、交流電動機１０５に接続されたユーザシステムが、実施例１よりも負荷の重いものが接続されているものとする。
　図６は、実施例２において、自動設定による取得指令に基づいて検出した電流動作の例を示す図である。
　図６には、電力変換装置が異常と認める電流レベルまで動作電流が成長（増加）した様子が示されている。最適判断部１１２は、実施例１と同様、図２に示す手順で、出力状態をトリガとし、判断動作を開始する。例えば、電流変換装置の電流エラーレベルが８０Ａであった場合、動作電流が８０Ａに到達した時点でエラーを発し、状態を更新する（図２では、ステップ２０４（Ｓ２０４））。最適判断部１１２は、エラーを検出した際に異常終了であることを判断し（図２では、ステップ２０６（Ｓ２０６））、電流動作を取得する（図２では、ステップ２１０（Ｓ２１０））。
　実施例２では、検出した電流動作によるエラーで異常と判断されたので、最適判断部１１２は、電力変換装置の定格容量および定格電流が低い可能性があると判断し、表示・操作部１１５へ異常を通知するとともに、容量不足であることを通知する。表示・操作部１１５は、異常終了と電力変換装置の容量が不足している状態を表示する。これにより、ユーザは、システム動作の異常がなければ、さらに上位の容量が必要だと判断できる。
　以上のとおり、システムに必要な容量の電力変換装置が取り付けられていない場合でも、定格設定の可否を判断することができる。
　本実施例も、実施例１の変形例であるところ、実施例３の構成は、既に説明した図１に示す同一の符号を付した構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。
　実施例３では、表示・操作部１１５が受け付ける電流動作検出指令と最適判断部１１２の判断内容が、実施例１の場合と異なる。実施例３では、ユーザシステムの一日の動作から判断するために、電力変換装置の出力に関わらず、例えばユーザが指定した時間から２４時間を計測して、電流動作検出後自動的に検出を終了する。
　図７は、実施例３において、自動設定による取得指令に基づいて検出した電流動作の例を示す図である。
　図８は、電力変換装置の定格電流値とパワーサイクルの基準例を示した表である。パワーサイクルは、例えば、ＩＧＢＴモジュールの熱ストレスによる寿命のサイクル数であって、モジュールの温度の上昇下降を基に、ＩＧＢＴ素子製造メーカなどから提供されるパワーサイクル耐量から計算できる。実施例３では、モジュールに電流が流れることで温度が上昇し、電流が途切れることで温度が下降するため、この電流動作から寿命となる１日当たりのパワーサイクル数を擬似的に示した例が、図７である。
　図７の検出した電流動作では、例えば、電流値２５Ａ以下の定常動作が一日の動作の中で２０サイクル行われるシステムに接続された様子が示されている。最適判断部１１２は、例えば、図８に示す、予め電力変換装置の特性で決まる定格電流値とパワーサイクルを基準に計測すればよく、必ずしも全ての連続した電流値を取得して判断することを要しない。
　最適判断部１１２は、図７の検出した電流動作から、電流値２５Ａで２０サイクル以上動作可能な装置を判断する。すなわち、図８の表において、定格電流値とパワーサイクルが２５Ａかつ２０サイクルを超えている組み合わせが選択候補になる。
　定格電流値とサイクルのいずれも満足する選択候補としては、装置１では定格８－２および８－３、または、装置２では定格８－２が該当する。実施例３では、装置１に比べ安価な装置２の定格８－２が選択できるため、装置２の定格８－２が最適であると判断する。
　また、最適判断部１１２は、電力変換装置毎に定格値の最適値を判断してもよい。図８で装置１を採用する場合は、使用温度制限が高く、エラー発生まで余裕があることから、候補の中では装置１の定格８－３が最適であると判断する。または、複数の候補からユーザに最適な設定を選ばせてもよい。
　以上のとおり、最適な電力変換装置とその定格設定を決定することができる。
　本実施例は、実施例１の変形例であるところ、実施例４の構成は、既に説明した図１に示す同一の符号を付した構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。
　実施例４では、最適判断部１１２の判断内容が実施例１と異なる。実施例４は、例えばユーザが余裕を持って電力変換装置を選定したい場合に適合する。具体的に、ユーザが定格電流は標準の選定基準値から１０Ａの余裕を持って設定したい場合を想定する。
　表示・操作部１１５を通して、電力変換装置に１０Ａを余裕値として設定した場合、実施例１で行った定格電流値の判断において、最適判断部１１２は、図４（１）の基準値を、図９（１）のように全て１０Ａ減算して判断を実行する。すなわち、最適判断部１１２は、図３の電流動作では、例えば、３８Ａで６０秒間（ａ－１）、２８Ａで１００秒間（ｂ－１）、２８Ａで４００秒間（ｃ－１）、継続して動作した様子が示されている。
　最適判断部１１２は、３０Ａ以下で６０秒以上動作するため、定格電流値は２８Ａを超えている必要があると判断できる。すなわち、図９（１）の定格電流に係る表において、２８Ａを超えている定格電流値の装置と定格との組み合わせが選択候補になる。定格電流値からの選択候補としては、装置１では定格９－１および９－２、または、装置２では定格９－１が該当する。
　また、最適判断部１１２は、３８Ａで６０秒動作しているため、保護電流値は３８Ａを超えて選択する必要があると判断できる。すなわち、図９（２）の保護電流に係る表において、３８Ａを超えている保護電流値の装置と定格との組み合わせが選択候補になる。ここで、保護電流値は、実施例１と同様に定格電流値からの割合で演算している。保護電流値からの選択候補としては、装置１では定格９－１だけであるから、最適判断部１１２は、定格電流値と保護電流値の両方を満たす候補である装置１の定格９－１が最適であると判断する。
　以上のとおり、余裕を持った最適な電力変換装置とその定格設定を決定することができる。
　本実施例は、実施例１の変形例であるところ、実施例５の構成は、既に説明した図１に示す同一の符号を付した構成と同一の機能を有するものについては、それらの説明は省略する。
　図１０は、実施例５に係る電力変換装置の構成と該電力変換装置に接続されたユーザシステムが使用する交流電動機の一例を示す図である。
　実施例５は、実施例１が電流動作に着目したのに対して、温度動作に着目したものであり、実施例１とは、温度検出器１００１および温度検出部１０１４を設けた点と最適判断部１１２の判断内容が異なる。
　温度検出器１００１は、例えばサーミスタ抵抗などであって、交流変換部１０４に６つ配置されたＩＧＢＴの温度を検出し、検出温度データを温度検出部１０１４に出力する。
　温度検出部１０１４は、温度検出器１００１から入力した検出温度データを演算用の温度動作データに変換し、制御部１１１および記憶部１１３に出力する。
　また、記憶部１１３に記憶される検出値データは、温度検出部１０１４からの温度動作データである。記憶部１１３は、最適判断部１１２に温度動作データを出力する。
　図１１は、最適判断部１１２が行う自動設定の手順を示すフローチャートである。図２と同じ動作をするステップについては、同じ符号を付与してある。
　以下では、図２に示すフローチャートと動作が異なるステップについてのみ説明する。
　ステップ２０２（Ｓ２０２）で、最適判断部１１２が判断開始のトリガがあったと判断した場合（Ｙｅｓ）、ステップ１１０３（Ｓ１１０３）で、温度動作取得指令を記憶部１１３に指令する。
　ステップ２０６（Ｓ２０６）で、最適判断部１１２は、温度動作取得の正常終了または異常終了を判断する。例えば、運転の１サイクルでの判断を行いたい場合、最適判断部１１２は、制御部１１１から運転状態を取得し、運転が開始された時点で記憶部１１３に温度動作を取得させ、運転が停止した時点で終了と判断する。また、例えば、ユーザが１日間の動作から定格の設定を判断させたい場合は、表示・操作部１１５から動作設定を行い、最適判断部１１２は、取得した開始信号をトリガとし、開始信号が入力されてから２４時間のカウント後に終了と判断する。
　ステップ２０６（Ｓ２０６）で、最適判断部１１２が温度動作取得の正常終了を検知した場合（Ｙｅｓ）、ステップ１１０７（Ｓ１１０７）で、温度動作を取得し、続いて、ステップ２０８（Ｓ２０８）で、温度動作から定格値の最適値を判断する。ここで、取得する温度動作としては、例えば、検出状態における温度波形データとするか、予め電力変換装置で決まる温度設定の許容レベルを記憶しておいてその許容レベルをどの程度の頻度でどれ位の時間超えたかを記憶したデータでもよい。
　他方、ステップ２０６（Ｓ２０６）で、最適判断部１１２が温度動作取得の異常終了を検知した場合（Ｎｏ）、ステップ１１１０（Ｓ１１１０）で、温度動作を取得し、温度動作によるエラーであれば、現在動作させている電力変換装置の定格容量が不足の可能性があること、その他の要因によるエラーであれば、システム異常があることを判断し、ステップ２１１（Ｓ２１１）で、その判断結果を表示・操作部１１５に通知する。
　図１２は、実施例５において、自動設定による取得指令に基づいて検出した温度動作の例を示す図である。また、図１３は、電力変換装置の動作温度とパワーサイクルの基準例を示す表である。
　図１２の検出した温度動作では、例えば、８０℃以下の定常動作が一日の動作の中で２０サイクル行われるシステムに接続された様子が示されている。最適判断部１１２は、例えば図１３に示す、予め電力変換装置の特性で決まる温度とパワーサイクルを基準に計測すればよく、必ずしも全ての連続した温度を取得して判断することを要しない。
　最適判断部１１２は、図１２の検出した温度動作から、８０℃で２０サイクル以上動作可能な装置を判断する。すなわち、図１３の表において、温度とパワーサイクルが８０℃かつ２０サイクル以上である組み合わせが選択候補になる。温度とパワーサイクルのいずれも満足する選択候補としては、装置１では定格１２－１および１２－２、装置２では定格１２－１、または、装置３では定格１２－１が該当する。実施例５では、装置１および装置２に比べて安価な装置３の定格１２－１が選択できるため、装置３の定格１２－１が最適であると判断する。
　また、最適判断部１１２は、電力変換装置毎に最適な定格を判断してもよく、装置１を採用する場合は、使用温度制限が高く、エラー発生まで余裕があることから、候補の中で装置１の定格１２－２が最適であると判断する。または、複数の候補からユーザに最適な設定を選ばせてもよい。
　上記のようにして、温度動作に着目した場合においても、最適な電力変換装置とその定格設定を決定することができる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、上述した最適判断部が実行する処理（機能）等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよいし、図示しないプロセッサがそれぞれの処理（機能）を実現するプログラムを解釈し実行することによりソフトウェアで実現してもよい。そのためのプログラム、テーブルおよびファイル等の情報は、メモリ、ハードディスクおよびＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカードおよびＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
１０１…三相交流電源、１０２…直流変換部、１０３…平滑コンデンサ、１０４…交流変換部、１０５…交流電動機、１０６…電流検出器、１１１…制御部、１１２…最適判断部、１１３…記憶部、１１４…電流検出部、１１５…表示・操作部、１００１…温度検出器、１０１４…温度検出部

Claims (8)

  1. 　交流電力を出力する交流変換部と、
    　前記交流変換部を流れる電流を検出する電流検出部と、
    　前記電流検出部が検出した電流動作を記憶する記憶部と、
    　定格電流値の最適値を判断する判断部と、
    　指令操作および出力表示のための表示・操作部と
    を備え、
    　前記判断部は、前記表示・操作部から定格判断指令を受けて、前記記憶部から入力した前記電流動作と所定の定格容量における種々の電流基準値とを比較することにより定格電流値の最適値を判断し、当該定格電流値の最適値の設定を前記表示・操作部に出力表示させる
    ことを特徴とする電力変換装置。
  2. 　請求項１に記載の電力変換装置であって、
    　前記記憶部は、前記定格判断指令の有効期間にのみ前記電流動作の記憶を行い、
    　前記記憶部から入力した前記電流動作が、前記有効期間にのみ前記記憶部が記憶した前記電流動作である
    ことを特徴とする電力変換装置。
  3. 　請求項１または２に記載の電力変換装置であって、
    　前記記憶部から入力した前記電流動作が、前記検出した電流が当該電力変換装置で決められた電流許容レベルを超えた頻度および時間である
    ことを特徴とする電力変換装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の電力変換装置であって、
    　前記判断部は、適応負荷に準じて、当該電力変換装置に設けた複数の定格電流値または当該電力変換装置とは異なる定格電流値を持つ他の電力変換装置に設けた複数の定格電流値から、前記定格電流値の最適値に最も近い定格電流値を選択する
    ことを特徴とする電力変換装置。
  5. 　請求項４に記載の電力変換装置であって、
    　前記判断部は、前記表示・操作部から余裕電流値の設定を受けて、当該電力変換装置または前記他の電力変換装置にそれぞれ設けた前記複数の定格電流値から、前記定格電流値の最適値より前記余裕電流値分低い値に最も近い定格電流値を選択する
    ことを特徴とする電力変換装置。
  6. 　交流電力を出力する交流変換部と、
    　前記交流変換部を流れる電流を検出する電流検出部と、
    　前記電流検出部が検出した電流動作を記憶する記憶部と、
    　定格電流値の最適値を判断する判断部と、
    　指令操作および出力表示のための表示・操作部と
    を備え、
    　前記判断部は、前記表示・操作部から定格判断指令を受けて、前記記憶部から入力した所定期間の前記電流動作と前記交流変換部を構成する半導体素子モジュールの寿命を表すパワーサイクルの特性とを比較することにより定格電流値の最適値と前記パワーサイクルとの組み合わせを判断し、当該組み合わせの設定を前記表示・操作部に出力表示させる
    ことを判断することを特徴とする電力変換装置。
  7. 　交流電力を出力する交流変換部と、
    　前記交流変換部で発生する温度を検出する温度検出部と、
    　前記温度検出部が検出した温度動作を記憶する記憶部と、
    　定格電流値の最適値を判断する判断部と、
    　指令操作および出力表示のための表示・操作部と
    を備え、
    　前記判断部は、前記表示・操作部から定格判断指令を受けて、前記記憶部から入力した所定期間の前記温度動作と前記交流変換部を構成する半導体素子モジュールの寿命を表すパワーサイクルの特性とを比較することにより定格電流値の最適値と前記パワーサイクルとの組み合わせを判断し、当該組み合わせの設定を前記表示・操作部に出力表示させる
    ことを特徴とする電力変換装置。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の電力変換装置であって、
    　前記判断部は、当該電力変換装置のエラー情報を検出した場合、前記記憶部から入力した前記電流動作または前記温度動作によるエラーであれば当該電力変換装置の定格容量が不足の可能性があると判断し、前記電流動作または前記温度動作以外の要因によるエラーであればシステム異常があると判断し、当該判断した結果を前記表示・操作部に出力表示させる
    ことを特徴とする電力変換装置。
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