WO2023238292A1 - Power conversion device, motor drive device, and refrigeration cycle applied equipment - Google Patents

Power conversion device, motor drive device, and refrigeration cycle applied equipment Download PDF

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知宏 沓木
貴昭 ▲高▼原
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泰章 古庄
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Abstract

A power conversion device (1) that performs conversion of electric power includes one or more switching elements (311a to 311f) included in an inverter (310) that converts direct current electric power into alternating current electric power, a waveform shape changing unit (340) that is capable of changing waveform shapes of switching waveforms of the switching elements (311a to 311f), a physical quantity detecting unit (501, 502, 504, 505) that detects a physical quantity having a correlation with at least one of electromagnetic noise and loss occurring in the power conversion device (1) due to switching of the switching elements (311a to 311f), and a waveform shape control signal output unit (420) that outputs a control signal when changing the switching waveforms of the switching elements (311a to 311f) at the waveform shape changing unit (340), in accordance with the physical quantity.

Description

電力変換装置、モータ駆動装置および冷凍サイクル適用機器Power conversion equipment, motor drive equipment, and refrigeration cycle application equipment
 本開示は、電力変換を行う電力変換装置、モータ駆動装置および冷凍サイクル適用機器に関する。 The present disclosure relates to a power conversion device, a motor drive device, and a refrigeration cycle application device that performs power conversion.
 従来、スイッチング素子に異なるゲート抵抗値のゲート抵抗を切り替えて接続することで、スイッチング素子のスイッチング速度を変化させることが行われている。例えば、特許文献1には、複数のスイッチング素子を有するインバータ主回路を備えるインバータ制御装置において、スイッチング素子のゲート駆動波形を変更する際、スイッチング素子に接続するゲート抵抗について、スイッチを用いて異なるゲート抵抗値のゲート抵抗に切り替える技術が開示されている。 Conventionally, the switching speed of a switching element has been changed by switching and connecting gate resistors with different gate resistance values to the switching element. For example, in Patent Document 1, in an inverter control device including an inverter main circuit having a plurality of switching elements, when changing the gate drive waveform of the switching element, the gate resistance connected to the switching element is changed to a different gate using a switch. A technique for switching to a resistive gate resistor is disclosed.
特開2012-200042号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-200042
 特許文献1に記載のインバータ制御装置は、発生するノイズおよび損失の両方を考慮した運転をしている。しかしながら、特許文献1に記載のインバータ制御装置は、直流母線電圧、インバータ主回路から圧縮機に流れる電流などを検出し、検出値を用いて実際にスイッチング素子のスイッチング速度を変化させたことによる影響などを監視しているが、スイッチング速度を変化させるためのゲート抵抗値の個数には限りがある。そのため、特許文献1に記載のインバータ制御装置は、検出値を用いてフィードバック制御を行っても、スイッチング素子のスイッチング速度を最適な条件にできず、所望の運転状態にできない場合がある、という問題があった。 The inverter control device described in Patent Document 1 operates in consideration of both generated noise and loss. However, the inverter control device described in Patent Document 1 detects the DC bus voltage, the current flowing from the inverter main circuit to the compressor, etc., and uses the detected values to actually change the switching speed of the switching elements. However, there is a limit to the number of gate resistance values that can be used to change the switching speed. Therefore, the inverter control device described in Patent Document 1 has a problem in that even if feedback control is performed using the detected value, the switching speed of the switching elements cannot be set to the optimal condition, and the desired operating state may not be achieved. was there.
 本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、フィードバック制御によって所望の運転状態に制御可能な電力変換装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and aims to provide a power conversion device that can be controlled to a desired operating state by feedback control.
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、電力変換を行う電力変換装置である。電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータに含まれる1以上のスイッチング素子と、スイッチング素子のスイッチング波形の波形形状を変更可能な波形形状変更部と、スイッチング素子のスイッチングによって電力変換装置で発生する電磁ノイズおよび損失のうち少なくとも1つと相関のある物理量を検出する物理量検出部と、物理量に応じて、波形形状変更部でスイッチング素子のスイッチング波形を変更する際の制御信号を出力する波形形状制御信号出力部と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, the present disclosure is a power conversion device that performs power conversion. The power conversion device includes one or more switching elements included in an inverter that converts DC power into AC power, a waveform shape changing section that can change the waveform shape of a switching waveform of the switching element, and a power conversion device by switching the switching elements. a physical quantity detection unit that detects a physical quantity that is correlated with at least one of electromagnetic noise and loss generated in A shape control signal output section.
 本開示に係る電力変換装置は、フィードバック制御によって所望の運転状態に制御できる、という効果を奏する。 The power conversion device according to the present disclosure has the effect that it can be controlled to a desired operating state by feedback control.
実施の形態1に係る電力変換装置の構成例を示す第1の図A first diagram showing a configuration example of a power conversion device according to Embodiment 1. 実施の形態1に係る電力変換装置の構成例を示す第2の図A second diagram showing a configuration example of the power conversion device according to Embodiment 1 実施の形態1に係る電力変換装置の構成例を示す第3の図Third diagram illustrating a configuration example of the power conversion device according to Embodiment 1 実施の形態1に係る電力変換装置においてインバータのスイッチング素子のスイッチング速度を遅くしたときのターンオンジュール損失、ターンオン電流、およびターンオン電圧の例を示す図A diagram showing an example of turn-on Joule loss, turn-on current, and turn-on voltage when the switching speed of the switching element of the inverter is slowed down in the power conversion device according to Embodiment 1. 実施の形態1に係る電力変換装置においてインバータのスイッチング素子のスイッチング速度を速くしたときのターンオンジュール損失、ターンオン電流、およびターンオン電圧の例を示す図A diagram showing an example of turn-on Joule loss, turn-on current, and turn-on voltage when the switching speed of the switching element of the inverter is increased in the power conversion device according to Embodiment 1. 一般的なスイッチング素子で発生するノイズおよび損失の関係の例を示す図Diagram showing an example of the relationship between noise and loss generated in general switching elements 実施の形態1に係る電力変換装置においてインバータのスイッチング素子のスイッチング速度を変更することによって得られる効果を示す第1の図The first diagram showing the effect obtained by changing the switching speed of the switching element of the inverter in the power conversion device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る電力変換装置においてインバータのスイッチング素子のスイッチング速度を変更することによって得られる効果を示す第2の図A second diagram illustrating the effect obtained by changing the switching speed of the switching element of the inverter in the power conversion device according to Embodiment 1. 実施の形態1に係る電力変換装置の波形形状変更部の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a waveform shape changing section of the power conversion device according to Embodiment 1. 実施の形態1に係る電力変換装置において波形形状変更部が出力するゲート電流およびスイッチング素子の立ち上がりの速度を示すゲート電圧の関係を示す第1の図The first diagram showing the relationship between the gate current output by the waveform shape changing unit and the gate voltage indicating the rising speed of the switching element in the power conversion device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る電力変換装置において波形形状変更部が出力するゲート電流およびスイッチング素子の立ち上がりの速度を示すゲート電圧の関係を示す第2の図A second diagram showing the relationship between the gate current output by the waveform shape changing unit and the gate voltage indicating the rising speed of the switching element in the power conversion device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る電力変換装置において波形形状変更部が出力するゲート電流およびスイッチング素子の立ち上がりの速度を示すゲート電圧の関係を示す第3の図3 is a third diagram showing the relationship between the gate current output by the waveform shape changing unit and the gate voltage indicating the rising speed of the switching element in the power converter according to the first embodiment; FIG. 実施の形態1に係る電力変換装置において基本パルス生成部が出力する基本パルスおよび波形形状変更部が出力するゲート電流の関係の例を示す図A diagram showing an example of the relationship between the basic pulse output by the basic pulse generation unit and the gate current output by the waveform shape changing unit in the power conversion device according to Embodiment 1. 実施の形態1に係る電力変換装置においてスイッチング素子のスイッチング波形の波形形状を変更する動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of changing the waveform shape of the switching waveform of the switching element in the power conversion device according to Embodiment 1 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A diagram illustrating an example of a hardware configuration that implements a control unit included in the power conversion device according to Embodiment 1. 実施の形態2に係る電力変換装置の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a power conversion device according to Embodiment 2 実施の形態2に係る電力変換装置の特徴量抽出部における抽出対象の物理量および抽出後の特徴量の例を示す図A diagram illustrating an example of a physical quantity to be extracted and a feature quantity after extraction in the feature quantity extraction unit of the power conversion device according to Embodiment 2. 実施の形態3に係る電力変換装置の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a power conversion device according to Embodiment 3 実施の形態4に係る電力変換装置の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a power conversion device according to Embodiment 4 実施の形態5に係る電力変換装置の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a power conversion device according to Embodiment 5 実施の形態5に係る電力変換装置の物理量検出部のトロイダルコアの部分のイメージを示す図A diagram showing an image of a toroidal core portion of a physical quantity detection unit of a power conversion device according to Embodiment 5. 実施の形態7に係る電力変換装置の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a power conversion device according to Embodiment 7 実施の形態7に係る電力変換装置が備える速度推定装置の構成例を示す図A diagram illustrating a configuration example of a speed estimating device included in a power conversion device according to Embodiment 7. 実施の形態8に係る電力変換装置の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a power conversion device according to Embodiment 8 比較例として、コンデンサで整流部から出力される電流を平滑化し、インバータに流れる電流を一定にした場合の各電流およびコンデンサのコンデンサ電圧の例を示す図As a comparative example, a diagram showing examples of each current and the capacitor voltage of the capacitor when the current output from the rectifier is smoothed with a capacitor and the current flowing to the inverter is kept constant. 実施の形態8に係る電力変換装置の制御部がインバータの動作を制御してコンデンサに流れる電流を低減したときの各電流およびコンデンサのコンデンサ電圧の例を示す図A diagram showing an example of each current and the capacitor voltage of the capacitor when the control unit of the power conversion device according to Embodiment 8 controls the operation of the inverter to reduce the current flowing to the capacitor. 実施の形態9に係る電力変換装置の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a power conversion device according to Embodiment 9 実施の形態10に係る電力変換装置の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a power conversion device according to Embodiment 10 実施の形態11に係る冷凍サイクル適用機器の構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle application device according to Embodiment 11
 以下に、本開示の実施の形態に係る電力変換装置、モータ駆動装置および冷凍サイクル適用機器を図面に基づいて詳細に説明する。 Below, a power conversion device, a motor drive device, and a refrigeration cycle application device according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail based on the drawings.
実施の形態1.
 図1は、実施の形態1に係る電力変換装置1の構成例を示す第1の図である。電力変換装置1は、商用電源110およびモータ314に接続される。電力変換装置1は、商用電源110から供給される電源電圧Vsの第1の交流電力を所望の振幅および位相を有する第2の交流電力に電力変換し、モータ314に供給する。商用電源110は、図1の例では三相交流電源であるが、単相交流電源であってもよい。電力変換装置1は、物理量検出部501と、整流部130と、コンデンサ210と、物理量検出部502と、インバータ310と、物理量検出部504と、物理量検出部505と、制御部400と、を備える。なお、電力変換装置1およびモータ314によって、モータ駆動装置2を構成している。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a first diagram showing a configuration example of a power conversion device 1 according to the first embodiment. Power conversion device 1 is connected to commercial power source 110 and motor 314. The power conversion device 1 converts the first AC power of the power supply voltage Vs supplied from the commercial power supply 110 into second AC power having a desired amplitude and phase, and supplies the second AC power to the motor 314. Although the commercial power source 110 is a three-phase AC power source in the example of FIG. 1, it may be a single-phase AC power source. The power conversion device 1 includes a physical quantity detection section 501, a rectification section 130, a capacitor 210, a physical quantity detection section 502, an inverter 310, a physical quantity detection section 504, a physical quantity detection section 505, and a control section 400. . Note that the power conversion device 1 and the motor 314 constitute a motor drive device 2.
 物理量検出部501は、インバータ310が備える後述するスイッチング素子311a~311fのスイッチングによって電力変換装置1で発生する電磁ノイズと相関のある物理量を検出する。物理量検出部501は、例えば、設置された部分に流れる電流の脈動、設置された部分に掛かる電圧の脈動などによって、電力変換装置1で発生する電磁ノイズと相関のある物理量を検出する。電力変換装置1で発生する電磁ノイズには、電力変換装置1で発生する伝導ノイズ、および電力変換装置1で発生する放射ノイズが含まれる。なお、電力変換装置1において、物理量検出部501の設置位置は図1の例に限定されない。また、電力変換装置1は、図1の例では物理量検出部501を1つ備えているが、複数の物理量検出部501を備えていてもよい。 The physical quantity detection unit 501 detects a physical quantity that is correlated with electromagnetic noise generated in the power conversion device 1 by switching of switching elements 311a to 311f, which will be described later, included in the inverter 310. The physical quantity detection unit 501 detects a physical quantity that is correlated with electromagnetic noise generated in the power conversion device 1, for example, based on pulsations in the current flowing through the installed portions, pulsations in the voltage applied to the installed portions, and the like. The electromagnetic noise generated in the power conversion device 1 includes conduction noise generated in the power conversion device 1 and radiation noise generated in the power conversion device 1. Note that in the power conversion device 1, the installation position of the physical quantity detection unit 501 is not limited to the example shown in FIG. Further, although the power conversion device 1 includes one physical quantity detection section 501 in the example of FIG. 1, it may include a plurality of physical quantity detection sections 501.
 整流部130は、商用電源110から供給される電源電圧Vsの交流電力を整流して直流電力に変換する。整流部130は、例えば、図示しない4つの整流素子から構成されるブリッジ回路、およびリアクトルを備え、商用電源110から供給される電源電圧Vsの交流電力を整流する。なお、整流部130は、昇圧チョッパ回路などを有していてもよい。 The rectifier 130 rectifies the AC power of the power supply voltage Vs supplied from the commercial power supply 110 and converts it into DC power. The rectifier 130 includes, for example, a bridge circuit including four rectifiers (not shown) and a reactor, and rectifies the AC power of the power supply voltage Vs supplied from the commercial power supply 110. Note that the rectifier 130 may include a boost chopper circuit or the like.
 コンデンサ210は、整流部130の出力端に接続され、整流部130によって変換された直流電力を平滑化する。コンデンサ210は、例えば、電解コンデンサ、フィルムコンデンサなどである。なお、電力変換装置1は、インバータ310に直流電力を供給できればよいので、商用電源110、整流部130、およびコンデンサ210の部分を、直流電源、バッテリーなどに置き換えてもよい。 The capacitor 210 is connected to the output end of the rectifier 130 and smoothes the DC power converted by the rectifier 130. The capacitor 210 is, for example, an electrolytic capacitor, a film capacitor, or the like. Note that the power converter 1 only needs to be able to supply DC power to the inverter 310, so the commercial power supply 110, rectifier 130, and capacitor 210 may be replaced with a DC power supply, a battery, or the like.
 インバータ310は、コンデンサ210の両端に接続される電力変換器である。インバータ310は、スイッチング素子311a~311f、および還流ダイオード312a~312fを有する。インバータ310は、制御部400の制御によってスイッチング素子311a~311fをオンオフし、整流部130およびコンデンサ210から出力される電力を所望の振幅および位相を有する第2の交流電力に変換、すなわち第2の交流電力を生成して、モータ314に出力する。スイッチング素子311a~311fは、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、バイポーラトランジスタなどであるが、これらに限定されない。インバータ310の回路構成は、フルブリッジ回路、単相ブリッジ回路、ハーフブリッジ回路など、特に問わない。また、本実施の形態において、インバータ310は、スイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を変更可能な波形形状変更部340を備える。波形形状変更部340は、スイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状として、2以上の波形形状を出力可能である。図1の例では、波形形状変更部340は、スイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を変更可能な構成としているが、スイッチング素子311a~311fのうち少なくとも1つのスイッチング素子のスイッチング波形の波形形状を変更可能とする。また、インバータ310は、スイッチング素子311a~311fごとに波形形状変更部340を備える構成であってもよい。波形形状変更部340の詳細な動作については後述する。 The inverter 310 is a power converter connected to both ends of the capacitor 210. Inverter 310 has switching elements 311a to 311f and free wheel diodes 312a to 312f. The inverter 310 turns on and off the switching elements 311a to 311f under the control of the control unit 400 and converts the power output from the rectifier 130 and the capacitor 210 into second AC power having a desired amplitude and phase. AC power is generated and output to the motor 314. The switching elements 311a to 311f are, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tr). transistors), bipolar transistors, etc., but are not limited to these. The circuit configuration of the inverter 310 is not particularly limited, and may be a full bridge circuit, a single-phase bridge circuit, a half bridge circuit, or the like. Furthermore, in this embodiment, the inverter 310 includes a waveform shape changing section 340 that can change the waveform shape of the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f. The waveform shape changing section 340 can output two or more waveform shapes as the waveform shapes of the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f. In the example of FIG. 1, the waveform shape changing unit 340 is configured to be able to change the waveform shape of the switching waveform of the switching elements 311a to 311f, but the waveform shape of the switching waveform of at least one switching element among the switching elements 311a to 311f is The shape can be changed. Furthermore, the inverter 310 may be configured to include a waveform shape changing section 340 for each of the switching elements 311a to 311f. The detailed operation of the waveform shape changing section 340 will be described later.
 物理量検出部502は、インバータ310が備えるスイッチング素子311a~311fのスイッチングによって電力変換装置1で発生する損失と相関のある物理量を検出する。物理量検出部502は、例えば、熱電対であり、設置された部分で発生する熱、すなわち温度を検出することによって、電力変換装置1で発生する損失と相関のある物理量を検出する。物理量検出部502が熱電対の場合、物理量検出部502は、例えば、スイッチング素子311a~311fの周辺、スイッチング素子311a~311fなどが実装される図示しない基板、ヒートシンクなどに設置される。なお、電力変換装置1において、物理量検出部502の設置位置は図1の例に限定されない。また、電力変換装置1は、図1の例では、物理量検出部502を1つ備えているが、複数の物理量検出部502を備えていてもよい。物理量検出部504は、電力変換装置1で発生する電磁ノイズまたは損失と相関のある物理量を検出する。物理量検出部504は、例えば、コンデンサ210からインバータ310に供給される直流電力の電流値などを検出する。物理量検出部505は、電力変換装置1で発生する電磁ノイズまたは損失と相関のある物理量を検出する。物理量検出部505は、例えば、スイッチング素子311b,311d,311fに流れる電流などを検出する。 The physical quantity detection unit 502 detects a physical quantity that is correlated with the loss that occurs in the power conversion device 1 due to switching of the switching elements 311a to 311f included in the inverter 310. The physical quantity detection unit 502 is, for example, a thermocouple, and detects a physical quantity correlated with the loss generated in the power conversion device 1 by detecting the heat generated in the installed portion, that is, the temperature. When the physical quantity detection unit 502 is a thermocouple, the physical quantity detection unit 502 is installed, for example, around the switching elements 311a to 311f, a substrate (not shown) on which the switching elements 311a to 311f, etc. are mounted, a heat sink, or the like. Note that in the power conversion device 1, the installation position of the physical quantity detection unit 502 is not limited to the example shown in FIG. Further, although the power conversion device 1 includes one physical quantity detection section 502 in the example of FIG. 1, it may include a plurality of physical quantity detection sections 502. The physical quantity detection unit 504 detects a physical quantity correlated with electromagnetic noise or loss generated in the power conversion device 1. The physical quantity detection unit 504 detects, for example, the current value of the DC power supplied from the capacitor 210 to the inverter 310. The physical quantity detection unit 505 detects a physical quantity correlated with electromagnetic noise or loss generated in the power conversion device 1. The physical quantity detection unit 505 detects, for example, current flowing through the switching elements 311b, 311d, and 311f.
 制御部400は、物理量検出部501,502,504,505から、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量を取得し、取得した物理量に基づいて、インバータ310の動作を制御、具体的には、インバータ310のスイッチング素子311a~311fのオンオフを制御する。制御部400は、基本パルス生成部410と、波形形状制御信号出力部420と、を備える。 The control unit 400 acquires the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505 from the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505, and controls the operation of the inverter 310 based on the acquired physical quantities. Specifically, the switching elements 311a to 311f of the inverter 310 are controlled to be turned on or off. The control section 400 includes a basic pulse generation section 410 and a waveform shape control signal output section 420.
 基本パルス生成部410は、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量に応じたデューティ比を有し、インバータ310のスイッチング素子311a~311fの動作を制御するための基本パルスを生成する。基本パルスは、例えば、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量に応じたデューティ比を有するPWM(Pulse Width Modulation)信号である。なお、基本パルス生成部410は、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量の他、例えば、コンデンサ210からインバータ310に供給される直流電力の電圧値および電流値、インバータ310から負荷であるモータ314に供給される第2の交流電力の電圧値および電流値などを図示しない検出部から取得し、取得したこれらの検出値を用いて、インバータ310のスイッチング素子311a~311fの動作を制御するための基本パルスを生成してもよい。基本パルス生成部410は、インバータ310のスイッチング素子311a~311fの動作を制御するための基本パルスを波形形状制御信号出力部420に出力する。 The basic pulse generation unit 410 has a duty ratio according to the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505, and generates basic pulses for controlling the operation of the switching elements 311a to 311f of the inverter 310. do. The basic pulse is, for example, a PWM (Pulse Width Modulation) signal having a duty ratio according to the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505. In addition to the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505, the basic pulse generation unit 410 generates, for example, the voltage value and current value of the DC power supplied from the capacitor 210 to the inverter 310, and the The voltage value, current value, etc. of the second AC power supplied to the motor 314, which is a load, are acquired from a detection unit (not shown), and the acquired detected values are used to control the operation of the switching elements 311a to 311f of the inverter 310. A basic pulse may be generated to control the The basic pulse generation section 410 outputs basic pulses for controlling the operations of the switching elements 311a to 311f of the inverter 310 to the waveform shape control signal output section 420.
 波形形状制御信号出力部420は、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量に応じて、インバータ310の波形形状変更部340でスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形を変更する際のスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を設定し、設定した波形形状を示す制御信号を出力する。具体的には、波形形状制御信号出力部420は、基本パルス生成部410で生成されたインバータ310のスイッチング素子311a~311fの動作を制御するための基本パルスに基づいてスイッチング素子311a~311fをオンオフする際、インバータ310の波形形状変更部340が実際にスイッチング素子311a~311fを駆動するためにスイッチング素子311a~311fに出力する駆動信号の大きさ、および駆動信号を出力するタイミングを制御する。波形形状制御信号出力部420は、波形形状変更部340の動作を制御するための制御信号を波形形状変更部340に出力する。制御部400は、インバータ310がスイッチング素子311a~311fごとに波形形状変更部340を備える、すなわち6個の波形形状変更部340を備える場合、波形形状変更部340ごとに波形形状制御信号出力部420を備える、すなわち6個の波形形状制御信号出力部420を備える構成であってもよい。波形形状制御信号出力部420は、図1に示すように、設定部421を備える。設定部421が行う具体的な動作については後述する。 The waveform shape control signal output section 420 controls the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f in the waveform shape changing section 340 of the inverter 310 according to the physical quantities detected by the physical quantity detecting sections 501, 502, 504, and 505. The waveform shape of the switching waveform of the switching elements 311a to 311f is set, and a control signal indicating the set waveform shape is output. Specifically, the waveform shape control signal output unit 420 turns on and off the switching elements 311a to 311f based on the basic pulse generated by the basic pulse generation unit 410 for controlling the operation of the switching elements 311a to 311f of the inverter 310. At this time, the waveform shape changing unit 340 of the inverter 310 controls the magnitude of the drive signal output to the switching elements 311a to 311f and the timing of outputting the drive signal in order to actually drive the switching elements 311a to 311f. The waveform shape control signal output section 420 outputs a control signal for controlling the operation of the waveform shape modification section 340 to the waveform shape modification section 340 . When the inverter 310 includes a waveform shape changing section 340 for each of the switching elements 311a to 311f, that is, six waveform shape changing sections 340, the control section 400 controls a waveform shape control signal output section 420 for each waveform shape changing section 340. In other words, the configuration may include six waveform shape control signal output sections 420. The waveform shape control signal output section 420 includes a setting section 421, as shown in FIG. The specific operations performed by the setting unit 421 will be described later.
 なお、制御部400は、図1の例では、物理量検出部501,502,504,505から、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量を取得し、取得した物理量に基づいて、インバータ310の動作を制御していたが、これに限定されない。制御部400は、物理量検出部501,502,504,505のうち少なくとも1つの物理量検出部から取得した物理量に基づいて、インバータ310の動作を制御することが可能である。図2は、実施の形態1に係る電力変換装置1の構成例を示す第2の図である。図3は、実施の形態1に係る電力変換装置1の構成例を示す第3の図である。図2に示す電力変換装置1は、図1に示す電力変換装置1から物理量検出部502を削除したものであり、物理量検出部501を備える。また、図3に示す電力変換装置1は、図1に示す電力変換装置1から物理量検出部501を削除したものであり、物理量検出部502を備える。このように、電力変換装置1は、スイッチング素子311a~311fのスイッチングによって電力変換装置1で発生する電磁ノイズおよび損失のうち少なくとも1つと相関のある物理量を検出する物理量検出部を備えていればよい。電力変換装置1は、物理量検出部501,502,504,505を図1の通り全て配置する必要は無い。電力変換装置1は、図示されている以外の位置でも運転状態が検出できれば運転状態検出部をどこに備えていてもよい。以降では、図1に示す電力変換装置1を例にして説明する。また、後述する実施の形態2以降についても図1に示す電力変換装置1を例にして説明するが、全ての実施の形態は、図2に示す電力変換装置1、および図3に示す電力変換装置1にも適用可能である。 In addition, in the example of FIG. 1, the control unit 400 acquires the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505 from the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505, and based on the acquired physical quantities. , the operation of the inverter 310 is controlled, but the invention is not limited thereto. The control unit 400 can control the operation of the inverter 310 based on the physical quantity acquired from at least one of the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505. FIG. 2 is a second diagram showing a configuration example of the power conversion device 1 according to the first embodiment. FIG. 3 is a third diagram showing a configuration example of the power conversion device 1 according to the first embodiment. The power conversion device 1 shown in FIG. 2 is obtained by removing the physical quantity detection section 502 from the power conversion device 1 shown in FIG. 1, and includes a physical quantity detection section 501. Further, the power conversion device 1 shown in FIG. 3 is obtained by removing the physical quantity detection unit 501 from the power conversion device 1 shown in FIG. 1, and includes a physical quantity detection unit 502. In this way, the power converter 1 only needs to include a physical quantity detection unit that detects a physical quantity that is correlated with at least one of electromagnetic noise and loss generated in the power converter 1 due to switching of the switching elements 311a to 311f. . The power conversion device 1 does not need to arrange all the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505 as shown in FIG. The power conversion device 1 may include the operating state detection section anywhere as long as the operating state can be detected at a position other than that shown in the figure. Hereinafter, the power conversion device 1 shown in FIG. 1 will be described as an example. Embodiment 2 and subsequent embodiments to be described later will also be explained using the power conversion device 1 shown in FIG. 1 as an example, but all embodiments are based on the power conversion device 1 shown in FIG. It is also applicable to device 1.
 モータ314は、電力変換装置1に接続される負荷である。モータ314は、例えば、圧縮機駆動用の圧縮機モータである。モータ314は、インバータ310から供給される第2の交流電力の振幅および位相に応じて回転し、圧縮動作を行う。例えば、圧縮機が密閉型圧縮機の場合、圧縮機を駆動するモータ314の負荷トルクは定トルク負荷とみなせる場合が多い。モータ314は、図示しないモータ巻線について、Y結線であってもよいし、Δ結線であってもよいし、Y結線とΔ結線とが切り替え可能な仕様であってもよい。また、電力変換装置1すなわちインバータ310に接続される負荷は、圧縮機駆動用のモータ314に限定されず、ファンモータなどであってもよい。また、電力変換装置1に接続される負荷はモータ314に限定されるものではなく、モータ314以外の負荷であってもよい。 The motor 314 is a load connected to the power converter 1. The motor 314 is, for example, a compressor motor for driving a compressor. The motor 314 rotates according to the amplitude and phase of the second AC power supplied from the inverter 310, and performs a compression operation. For example, when the compressor is a hermetic compressor, the load torque of the motor 314 that drives the compressor can often be regarded as a constant torque load. The motor 314 may have a Y-connection, a Δ-connection, or a specification in which the Y-connection and the Δ-connection can be switched for motor windings (not shown). Further, the load connected to the power conversion device 1, that is, the inverter 310 is not limited to the compressor driving motor 314, but may be a fan motor or the like. Further, the load connected to the power converter 1 is not limited to the motor 314, and may be a load other than the motor 314.
 本実施の形態において、電力変換装置1は、波形形状制御信号出力部420および波形形状変更部340によって、インバータ310のスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を変更することができる。具体的には、電力変換装置1は、インバータ310のスイッチング素子311a~311fのスイッチング速度、遅延時間などを変更することができる。 In the present embodiment, the power conversion device 1 can change the waveform shapes of the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f of the inverter 310 using the waveform shape control signal output section 420 and the waveform shape changing section 340. Specifically, the power conversion device 1 can change the switching speed, delay time, etc. of the switching elements 311a to 311f of the inverter 310.
 図4は、実施の形態1に係る電力変換装置1においてインバータ310のスイッチング素子311a~311fのスイッチング速度を遅くしたときのターンオンジュール損失、ターンオン電流、およびターンオン電圧の例を示す図である。図5は、実施の形態1に係る電力変換装置1においてインバータ310のスイッチング素子311a~311fのスイッチング速度を速くしたときのターンオンジュール損失、ターンオン電流、およびターンオン電圧の例を示す図である。図4および図5において、Aはターンオンジュール損失を示し、Bはターンオン電流を示し、Cはターンオン電圧を示している。図4および図5において、横軸は時間を示している。例えば、ターンオン電流はスイッチング素子311aに流れる電流であり、ターンオン電圧はスイッチング素子311aの両端にかかる電圧であり、ターンオンジュール損失はターンオン電流とターンオン電圧とを乗算したものであるが、測定対象はスイッチング素子311aに限定されず、他のスイッチング素子311b~311fでもよい。なお、図4および図5は、インバータ310のスイッチング素子311a~311fのスイッチング速度による各特性の違いを示すものであり、スイッチング速度の「遅い」および「速い」の具体的な数値は特に問わない。図4および図5に示すように、スイッチング速度を遅くすることで、Bのターンオン電流のピーク値で示されるノイズは小さくなるが、Aのターンオンジュール損失の面積で示される損失は大きくなる。また、図4および図5に示すように、スイッチング速度を速くすることで、Bのターンオン電流のピーク値で示されるノイズは大きくなるが、Aのターンオンジュール損失の面積で示される損失は小さくなる。すなわち、スイッチング素子311a~311fにおいて、発生するノイズおよび損失はトレードオフの関係にある。 FIG. 4 is a diagram showing examples of turn-on Joule loss, turn-on current, and turn-on voltage when the switching speeds of switching elements 311a to 311f of inverter 310 are slowed down in power converter 1 according to Embodiment 1. FIG. 5 is a diagram showing an example of turn-on Joule loss, turn-on current, and turn-on voltage when the switching speed of switching elements 311a to 311f of inverter 310 is increased in power converter 1 according to the first embodiment. In FIGS. 4 and 5, A indicates turn-on joule loss, B indicates turn-on current, and C indicates turn-on voltage. In FIGS. 4 and 5, the horizontal axis indicates time. For example, the turn-on current is the current flowing through the switching element 311a, the turn-on voltage is the voltage applied across the switching element 311a, and the turn-on Joule loss is the product of the turn-on current and the turn-on voltage, but the measurement target is the switching element 311a. It is not limited to the element 311a, and other switching elements 311b to 311f may be used. Note that FIGS. 4 and 5 show the differences in each characteristic depending on the switching speed of the switching elements 311a to 311f of the inverter 310, and the specific values of "slow" and "fast" in the switching speed are not particularly important. . As shown in FIGS. 4 and 5, by slowing down the switching speed, the noise represented by the peak value of the turn-on current of B becomes smaller, but the loss represented by the area of the turn-on joule loss of A becomes larger. Furthermore, as shown in FIGS. 4 and 5, by increasing the switching speed, the noise indicated by the peak value of the turn-on current of B increases, but the loss indicated by the area of the turn-on joule loss of A decreases. . That is, in the switching elements 311a to 311f, there is a trade-off relationship between noise and loss generated.
 電力変換装置1では、波形形状変更部340を、デジタルゲートドライバによって構成する。或いは、電力変換装置1では、インバータ310のスイッチング素子311a~311fおよび波形形状変更部340を、デジタルゲートドライバモジュールによって構成する。これにより、電力変換装置1は、ハードウェアを変更することなく、ソフトウェアの指令値を変更することで、インバータ310のスイッチング素子311a~311fのスイッチング速度を変更することができ、スイッチング素子311a~311fで発生するノイズおよび損失を所望の状態に制御することができる。 In the power conversion device 1, the waveform shape changing unit 340 is configured by a digital gate driver. Alternatively, in the power conversion device 1, the switching elements 311a to 311f of the inverter 310 and the waveform shape changing section 340 are configured by a digital gate driver module. Thereby, the power conversion device 1 can change the switching speed of the switching elements 311a to 311f of the inverter 310 by changing the command value of the software without changing the hardware, and the switching elements 311a to 311f It is possible to control noise and loss generated in a desired state.
 図6は、一般的なスイッチング素子で発生するノイズおよび損失の関係の例を示す図である。前述のように、スイッチング素子で発生するノイズおよび損失はトレードオフの関係にある。そのため、一般的なスイッチング素子は、図6に示すように、スイッチング速度を速くすることでノイズは大きくなるが損失は小さくなり、スイッチング速度を遅くすることでノイズは小さくなるが損失は大きくなる。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship between noise and loss generated in a general switching element. As mentioned above, there is a trade-off relationship between noise and loss generated in switching elements. Therefore, as shown in FIG. 6, in general switching elements, increasing the switching speed increases noise but decreases loss, and decreasing the switching speed decreases noise but increases loss.
 図7は、実施の形態1に係る電力変換装置1においてインバータ310のスイッチング素子311a~311fのスイッチング速度を変更することによって得られる効果を示す第1の図である。電力変換装置1は、電力変換装置1が搭載される製品で規定されているノイズの範囲内で運転していても、モータ314の負荷状態が軽負荷から重負荷に変化すると、図7に示すようにスイッチング素子311a~311fで発生するノイズおよび損失の特性を示すカーブは右上の方に推移し、結果的にノイズが増えることになる。すなわち、電力変換装置1では、負荷が重くなるほど、ノイズが増加する。そのため、電力変換装置1は、スイッチング素子311a~311fのスイッチング速度を遅くすることで、スイッチング素子311a~311fで発生するノイズを小さくすることができる。同様に、電力変換装置1は、電力変換装置1が搭載される製品で規定されている損失の範囲内で運転していても、モータ314の負荷状態が軽負荷から重負荷に変化すると、図7に示すようにスイッチング素子311a~311fで発生するノイズおよび損失の特性を示すカーブは右上の方に推移し、結果的に損失が増えることになる。すなわち、電力変換装置1では、負荷が重くなるほど、損失が増加する。そのため、電力変換装置1は、スイッチング素子311a~311fのスイッチング速度を速くすることで、スイッチング素子311a~311fで発生する損失を小さくすることができる。 FIG. 7 is a first diagram showing the effects obtained by changing the switching speeds of switching elements 311a to 311f of inverter 310 in power conversion device 1 according to Embodiment 1. Even if the power converter 1 is operated within the noise range specified by the product in which the power converter 1 is installed, when the load state of the motor 314 changes from light load to heavy load, the power converter 1 will cause the noise shown in FIG. 7 to change from light load to heavy load. As such, the curve showing the characteristics of noise and loss generated in the switching elements 311a to 311f moves toward the upper right, resulting in an increase in noise. That is, in the power conversion device 1, the heavier the load, the more noise increases. Therefore, the power converter 1 can reduce the noise generated in the switching elements 311a to 311f by slowing down the switching speed of the switching elements 311a to 311f. Similarly, even if the power converter 1 is operated within the loss range specified by the product in which the power converter 1 is installed, when the load state of the motor 314 changes from light load to heavy load, the As shown in 7, the curve showing the characteristics of noise and loss generated in the switching elements 311a to 311f moves toward the upper right, and as a result, the loss increases. That is, in the power conversion device 1, the heavier the load, the more the loss increases. Therefore, the power conversion device 1 can reduce the loss generated in the switching elements 311a to 311f by increasing the switching speed of the switching elements 311a to 311f.
 モータ314の負荷状態が軽負荷から重負荷に変化した場合、波形形状制御信号出力部420は、スイッチング素子311a~311fで発生するノイズが規定された要件を満たしつつ、スイッチング素子311a~311fで発生する損失を低減するように、スイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を変更する。または、モータ314の負荷状態が軽負荷から重負荷に変化した場合、波形形状制御信号出力部420は、スイッチング素子311a~311fで発生する損失が規定された要件を満たしつつ、スイッチング素子311a~311fで発生するノイズを低減するように、スイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を変更する。 When the load state of the motor 314 changes from a light load to a heavy load, the waveform shape control signal output unit 420 controls the noise generated in the switching elements 311a to 311f while satisfying the specified requirements. The waveform shapes of the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f are changed to reduce the loss caused by the switching elements 311a to 311f. Alternatively, when the load state of the motor 314 changes from a light load to a heavy load, the waveform shape control signal output unit 420 outputs a signal to the switching elements 311a to 311f while satisfying the specified requirements for loss generated in the switching elements 311a to 311f. The waveform shapes of the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f are changed so as to reduce the noise generated in the switching elements 311a to 311f.
 図8は、実施の形態1に係る電力変換装置1においてインバータ310のスイッチング素子311a~311fのスイッチング速度を変更することによって得られる効果を示す第2の図である。電力変換装置1、具体的には波形形状変更部340は、スイッチング素子311a~311fの1回のスイッチング動作において、例えば、ターンオン期間またはターンオフ期間を2以上の期間に分割し、分割した各期間においてスイッチング素子311a~311fに対するゲート電流またはゲート電圧の振幅を異なる大きさに変更する。電力変換装置1は、図8に示すようにスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形を最適化することで、図6に示すような一般的なスイッチング素子では得られなかったスイッチング素子311a~311fで発生するノイズおよび損失の特性を得ることができる。 FIG. 8 is a second diagram showing the effect obtained by changing the switching speeds of switching elements 311a to 311f of inverter 310 in power conversion device 1 according to Embodiment 1. The power conversion device 1, specifically the waveform shape changing unit 340, divides a turn-on period or a turn-off period into two or more periods in one switching operation of the switching elements 311a to 311f, and in each divided period, The amplitudes of the gate currents or gate voltages for the switching elements 311a to 311f are changed to different magnitudes. The power conversion device 1 optimizes the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f as shown in FIG. noise and loss characteristics can be obtained.
 ここで、波形形状変更部340の構成について説明する。ここでは一例として、説明を簡単にするため、波形形状変更部340が1つのスイッチング素子311aのスイッチング波形の波形形状を変更可能な場合について説明する。図9は、実施の形態1に係る電力変換装置1の波形形状変更部340の構成例を示す図である。図9は、波形形状変更部340およびスイッチング素子311aによって構成される1つのデジタルゲートドライバモジュールの構成例を示す図でもある。波形形状変更部340は、図1に示すように、スイッチング素子311aを含む電力変換器であるインバータ310に含まれる。波形形状変更部340は、ターンオン用としてn個のPチャネル型のMOSFETであるPMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor)、n個のPMOSを動作させるためのn個のPreDriver、ターンオフ用としてn個のNチャネル型のMOSFETであるNMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor)、およびn個のNMOSを動作させるためのn個のPreDriverを備える。 Here, the configuration of the waveform shape changing section 340 will be explained. Here, as an example, in order to simplify the explanation, a case will be described in which the waveform shape changing section 340 can change the waveform shape of the switching waveform of one switching element 311a. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of waveform shape changing section 340 of power conversion device 1 according to Embodiment 1. FIG. 9 is also a diagram showing a configuration example of one digital gate driver module configured by the waveform shape changing section 340 and the switching element 311a. As shown in FIG. 1, the waveform shape changing section 340 is included in the inverter 310, which is a power converter including a switching element 311a. The waveform shape changing unit 340 includes n PMOSs (P-channel Metal Oxide Semiconductor) which are P-channel MOSFETs for turn-on, n PreDrivers for operating the n PMOSs, and n PreDrivers for turn-off. It includes an NMOS (N-channel Metal Oxide Semiconductor) that is an N-channel MOSFET, and n PreDrivers for operating the n NMOS.
 波形形状変更部340は、制御電源VddおよびグランドGNDに接続される。波形形状変更部340は、波形形状制御信号出力部420からの制御信号に基づいて動作させるPMOSまたはNMOSの数を変更することで、ターンオン期間およびターンオフ期間の各期間において、スイッチング素子311aに出力する駆動信号であるゲート電流Iの振幅値をn通りに変更し、スイッチング素子311aのスイッチング速度を調整することができる。波形形状変更部340は、動作させるPMOSまたはNMOSの数を多くするほど、スイッチング素子311aに出力するゲート電流Iの絶対値を大きくすることができ、スイッチング素子311aのスイッチング速度を速くすることができる。また、波形形状変更部340は、内部に備えるPMOSおよびNMOSの数が多いほど、より細かなスイッチング素子311aのスイッチング速度の調整が可能になり、ゲート電流Iの増減の応答が速いほど1回のスイッチング期間で細かなゲート電流Iの調整が可能である。波形形状制御信号出力部420からの制御信号については、波形形状変更部340で動作させるPMOSまたはNMOSの数を変更することができればよいので、アナログ信号でもよいし、デジタル信号でもよい。また、図9の例では、波形形状制御信号出力部420から波形形状変更部340への制御信号が並列でm本あることを示しているが、一例であり、制御信号の数はm本に限定されない。制御信号の数は、各PMOSおよび各NMOSの動作の可否を示すことが可能な数であってもよいし、アナログ信号で電圧などを示すものであれば1つにすることも可能である。 The waveform shape changing section 340 is connected to the control power supply Vdd and the ground GND. The waveform shape changing section 340 changes the number of PMOSs or NMOSs to be operated based on the control signal from the waveform shape control signal output section 420, thereby outputting it to the switching element 311a in each of the turn-on period and the turn-off period. The amplitude value of the gate current IG , which is the drive signal, can be changed in n ways to adjust the switching speed of the switching element 311a. The waveform shape changing unit 340 can increase the absolute value of the gate current IG output to the switching element 311a as the number of PMOSs or NMOSs to be operated increases, and the switching speed of the switching element 311a can be increased. can. In addition, the waveform shape changing unit 340 can finely adjust the switching speed of the switching element 311a as the number of PMOSs and NMOSs included therein increases, and the faster the response to increase/decrease the gate current IG , the more finely the switching speed of the switching element 311a can be adjusted. It is possible to finely adjust the gate current IG during the switching period. The control signal from the waveform shape control signal output section 420 may be an analog signal or a digital signal as long as it can change the number of PMOSs or NMOSs operated by the waveform shape changing section 340. In addition, the example in FIG. 9 shows that there are m control signals in parallel from the waveform shape control signal output section 420 to the waveform shape change section 340, but this is just an example, and the number of control signals is m. Not limited. The number of control signals may be a number that can indicate whether each PMOS and each NMOS can operate, or it may be one as long as it is an analog signal that indicates voltage or the like.
 図10は、実施の形態1に係る電力変換装置1において波形形状変更部340が出力するゲート電流Iおよびスイッチング素子311aの立ち上がりの速度を示すゲート電圧Vの関係を示す第1の図である。図11は、実施の形態1に係る電力変換装置1において波形形状変更部340が出力するゲート電流Iおよびスイッチング素子311aの立ち上がりの速度を示すゲート電圧Vの関係を示す第2の図である。波形形状変更部340は、図10および図11に示すように、出力するゲート電流Iを大きくするほど、ゲート電圧Vの立ち上がりを速くする、すなわちスイッチング素子311aのスイッチング速度を速くすることができる。また、波形形状変更部340は、図10および図11に示すように、出力するゲート電流Iを小さくするほど、ゲート電圧Vの立ち上がりを遅くする、すなわちスイッチング素子311aのスイッチング速度を遅くすることができる。これにより、電力変換装置1は、図7に示すように、スイッチング素子311aで発生するノイズを小さくしたいときは出力するゲート電流Iを小さくしてスイッチング速度を遅くし、スイッチング素子311aで発生する損失を小さくしたいときは出力するゲート電流Iを大きくしてスイッチング速度を速くすることができる。なお、図10および図11に示すゲート電流Iおよびゲート電圧Vの波形は理想的な例であって、図4および図5に示すように、実際には、ゲート電流Iが一定の電流値になるまでには時間が掛かることになる。 FIG. 10 is a first diagram showing the relationship between the gate current IG output by the waveform shape changing unit 340 and the gate voltage VG indicating the rising speed of the switching element 311a in the power conversion device 1 according to the first embodiment. be. FIG. 11 is a second diagram showing the relationship between the gate current IG output by the waveform shape changing unit 340 and the gate voltage VG indicating the rising speed of the switching element 311a in the power conversion device 1 according to the first embodiment. be. As shown in FIGS. 10 and 11, the waveform shape changing unit 340 can increase the rise of the gate voltage VG , that is, increase the switching speed of the switching element 311a, as the output gate current IG increases. can. In addition, as shown in FIGS. 10 and 11, the waveform shape changing unit 340 slows down the rise of the gate voltage VG , that is, the switching speed of the switching element 311a, as the output gate current IG becomes smaller. be able to. As a result, as shown in FIG. 7, when the power conversion device 1 wants to reduce the noise generated in the switching element 311a, the output gate current IG is decreased to slow the switching speed, and the noise generated in the switching element 311a is reduced. When it is desired to reduce the loss, the output gate current IG can be increased to increase the switching speed. Note that the waveforms of the gate current IG and gate voltage VG shown in FIGS. 10 and 11 are ideal examples, and in reality, as shown in FIGS. 4 and 5, the gate current IG is constant. It will take time to reach the current value.
 図12は、実施の形態1に係る電力変換装置1において波形形状変更部340が出力するゲート電流Iおよびスイッチング素子311aの立ち上がりの速度を示すゲート電圧Vの関係を示す第3の図である。波形形状変更部340は、図12に示すように、ターンオン期間を分割し、各期間でゲート電流Iの大きさを変更することができる。すなわち、波形形状変更部340は、1回のターンオン期間において、ゲート電流Iの大きさを細かく調整することができる。これにより、電力変換装置1は、ターンオン期間中同じゲート電流Iを出力する場合と比較して、図8に示すように、スイッチング素子311aで発生するノイズを小さくしつつ、スイッチング素子311aで発生する損失を小さくするような制御を行うことができる。 FIG. 12 is a third diagram showing the relationship between the gate current IG output by the waveform shape changing unit 340 and the gate voltage VG indicating the rising speed of the switching element 311a in the power conversion device 1 according to the first embodiment. be. As shown in FIG. 12, the waveform shape changing unit 340 can divide the turn-on period and change the magnitude of the gate current IG in each period. That is, the waveform shape changing section 340 can finely adjust the magnitude of the gate current IG during one turn-on period. As a result, the power converter 1 can reduce the noise generated in the switching element 311a while reducing the noise generated in the switching element 311a, as shown in FIG. 8, compared to the case where the same gate current IG is output during the turn-on period. control can be performed to reduce the loss caused by
 図10から図12を用いてスイッチング素子311aのターンオン期間を例にして説明したが、スイッチング素子311aのターンオフ期間についても同様である。図13は、実施の形態1に係る電力変換装置1において基本パルス生成部410が出力する基本パルスおよび波形形状変更部340が出力するゲート電流Iの関係の例を示す図である。図13において、|Ig2|>|Ig1|とする。波形形状変更部340は、スイッチング素子311aのターンオン期間においてゲート電流Iを出力する期間を分割し、最初に振幅の大きい電流Ig2のゲート電流Iを出力してから次に振幅の小さい電流Ig1のゲート電流Iを出力してもよいし、最初に振幅の小さい電流Ig1のゲート電流Iを出力してから次に振幅の大きい電流Ig2のゲート電流Iを出力してもよい。同様に、波形形状変更部340は、スイッチング素子311aのターンオフ期間においてゲート電流Iを出力する期間を分割し、最初に振幅の大きい電流-Ig2のゲート電流Iを出力してから次に振幅の小さい電流-Ig1のゲート電流Iを出力してもよいし、最初に振幅の小さい電流-Ig1のゲート電流Iを出力してから次に振幅の大きい電流-Ig2のゲート電流Iを出力してもよい。 Although the turn-on period of the switching element 311a has been described as an example using FIGS. 10 to 12, the same applies to the turn-off period of the switching element 311a. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the relationship between the basic pulse outputted by the basic pulse generation unit 410 and the gate current IG outputted by the waveform shape modification unit 340 in the power conversion device 1 according to the first embodiment. In FIG. 13, it is assumed that |Ig2|>|Ig1|. The waveform shape changing unit 340 divides the period in which the gate current IG is output during the turn-on period of the switching element 311a, first outputs the gate current IG with a large amplitude current Ig2, and then outputs the gate current IG with a small amplitude current Ig1. The gate current IG of the current Ig1 with a small amplitude may be outputted first, and then the gate current IG of the current Ig2 with a large amplitude may be outputted. Similarly, the waveform shape changing unit 340 divides the period in which the gate current IG is output during the turn-off period of the switching element 311a, first outputs the gate current IG with a large amplitude - Ig2, and then outputs the gate current IG with a large amplitude. You may output the gate current IG with a small current -Ig1, or first output the gate current IG with a small amplitude current -Ig1, and then output the gate current IG with a large amplitude current -Ig2. You can also output it.
 このように、波形形状変更部340は、波形形状制御信号出力部420から出力される制御信号に基づいて、スイッチング素子311aのスイッチング波形の波形形状について、スイッチング素子311aのターンオン期間およびターンオフ期間のうち少なくとも1つの期間を2以上に分割し、分割した各期間においてスイッチング素子311aに対するゲート電流Iの振幅を異なる大きさに変更可能である。また、波形形状変更部340は、複数のトランジスタを備え、波形形状制御信号出力部420から出力される制御信号に基づいて動作させるトランジスタの数を変更することで、ゲート電流Iの振幅を変更することができる。 In this way, the waveform shape changing section 340 changes the waveform shape of the switching waveform of the switching element 311a between the turn-on period and the turn-off period of the switching element 311a based on the control signal output from the waveform shape control signal output section 420. At least one period can be divided into two or more periods, and the amplitude of the gate current IG to the switching element 311a can be changed to a different magnitude in each divided period. Further, the waveform shape changing section 340 includes a plurality of transistors, and changes the amplitude of the gate current IG by changing the number of transistors to be operated based on the control signal output from the waveform shape control signal output section 420. can do.
 また、波形形状変更部340は、スイッチング素子311aのスイッチング周期ごとにゲート電流Iの出力パターンを変更することができる。波形形状変更部340は、電力変換装置1の動作中において、スイッチング素子311aのスイッチング周期ごとに異なる波形形状のスイッチング波形に変更可能である。この場合、波形形状制御信号出力部420は、スイッチング素子311aのスイッチング周期と同じ周期で、スイッチング素子311aのスイッチング波形の波形形状を変更することができる。波形形状制御信号出力部420は、スイッチング素子311aのスイッチング周期の正の整数倍の周期で、スイッチング素子311aのスイッチング波形の波形形状を変更してもよい。 Further, the waveform shape changing section 340 can change the output pattern of the gate current IG every switching period of the switching element 311a. The waveform shape changing unit 340 can change the switching waveform to a different waveform shape every switching period of the switching element 311a while the power conversion device 1 is in operation. In this case, the waveform shape control signal output section 420 can change the waveform shape of the switching waveform of the switching element 311a at the same cycle as the switching cycle of the switching element 311a. The waveform shape control signal output unit 420 may change the waveform shape of the switching waveform of the switching element 311a at a cycle that is a positive integer multiple of the switching cycle of the switching element 311a.
 なお、波形形状変更部340の構成について、図9に示す波形形状変更部340の構成は一例であって、これに限定されない。このように、波形形状変更部340は、複数のMOS(Metal Oxide Semiconductor)によるデジタル制御によって、特許文献1に記載したようなゲート抵抗を物理的に切り替えるようなアナログ制御の場合と比較して、スイッチング素子311aのスイッチング速度をより細かに調整することができる。また、波形形状変更部340は、内部で使用するトランジスタについて、MOS以外のトランジスタを使用してもよい。 Note that the configuration of the waveform shape changing unit 340 shown in FIG. 9 is an example, and the configuration of the waveform shape changing unit 340 is not limited thereto. In this way, the waveform shape changing unit 340 uses digital control using a plurality of MOSs (Metal Oxide Semiconductors), compared to analog control in which the gate resistance is physically switched as described in Patent Document 1. The switching speed of the switching element 311a can be adjusted more finely. Furthermore, the waveform shape changing section 340 may use transistors other than MOS as internally used transistors.
 また、波形形状変更部340は、上記の例では取得した制御信号に応じて動作させるPMOSまたはNMOSの数を変更し、動作させるPMOSまたはNMOSの数に応じたゲート電流Iをスイッチング素子311aに出力していたが、これに限定されない。波形形状変更部340は、制御信号に応じたゲート電流Iの出力パターンすなわち波形形状を予め記憶しておき、取得した制御信号に応じた出力パターンすなわち波形形状でゲート電流Iを出力してもよい。また、波形形状変更部340は、過去に取得した制御信号および過去に取得した制御信号のときのゲート電流Iの出力パターンすなわち波形形状を記憶しておき、同じ制御信号を取得した際に記憶していた出力パターンすなわち波形形状でゲート電流Iを出力してもよい。波形形状変更部340は、制御信号に応じたゲート電流Iの出力パターンすなわち波形形状を記憶しておくことで、ゲート電流Iを出力する際の処理負荷を低減することができる。 Further, in the above example, the waveform shape changing unit 340 changes the number of PMOSs or NMOSs to be operated according to the acquired control signal, and applies a gate current IG to the switching element 311a according to the number of PMOSs or NMOSs to be operated. However, the output is not limited to this. The waveform shape changing unit 340 stores in advance an output pattern, that is, a waveform shape, of the gate current IG in accordance with the control signal, and outputs the gate current IG in the output pattern, that is, the waveform shape, in accordance with the acquired control signal. Good too. Further, the waveform shape changing unit 340 stores the control signal acquired in the past and the output pattern, that is, the waveform shape, of the gate current IG for the control signal acquired in the past, and stores it when the same control signal is acquired. The gate current IG may be output in the same output pattern, ie, waveform shape. The waveform shape changing unit 340 can reduce the processing load when outputting the gate current IG by storing the output pattern, that is, the waveform shape, of the gate current IG according to the control signal.
 また、波形形状変更部340は、図7の例では、スイッチング素子311aに出力する駆動信号としてゲート電流Iを変更することでスイッチング素子311aのスイッチング速度を調整し、スイッチング素子311aのスイッチング波形の波形形状を変更していたがこれに限定されない。波形形状変更部340は、スイッチング素子311aに出力する駆動信号をゲート電圧Vとし、ゲート電圧Vを変更することで、同様にスイッチング素子311aのスイッチング速度を調整し、スイッチング素子311aのスイッチング波形の波形形状を変更することができる。 Further, in the example of FIG. 7, the waveform shape changing unit 340 adjusts the switching speed of the switching element 311a by changing the gate current IG as a drive signal output to the switching element 311a, and changes the switching waveform of the switching element 311a. Although the waveform shape was changed, the present invention is not limited to this. The waveform shape changing unit 340 sets the drive signal output to the switching element 311a to a gate voltage VG , and by changing the gate voltage VG , similarly adjusts the switching speed of the switching element 311a, and changes the switching waveform of the switching element 311a. The waveform shape of can be changed.
 このように、波形形状変更部340は、波形形状制御信号出力部420から出力される制御信号に基づいて、スイッチング素子311aのスイッチング波形の波形形状について、スイッチング素子311aのターンオン期間およびターンオフ期間のうち少なくとも1つの期間を2以上に分割し、分割した各期間においてスイッチング素子311aに対するゲート電圧Vの振幅を異なる大きさに変更可能である。また、波形形状変更部340は、複数のトランジスタを備え、波形形状制御信号出力部420から出力される制御信号に基づいて動作させるトランジスタの数を変更することで、ゲート電圧Vの振幅を変更することができる。 In this way, the waveform shape changing section 340 changes the waveform shape of the switching waveform of the switching element 311a between the turn-on period and the turn-off period of the switching element 311a based on the control signal output from the waveform shape control signal output section 420. At least one period can be divided into two or more periods, and the amplitude of the gate voltage V G applied to the switching element 311a can be changed to a different magnitude in each divided period. Further, the waveform shape changing unit 340 includes a plurality of transistors, and changes the amplitude of the gate voltage V G by changing the number of transistors to be operated based on the control signal output from the waveform shape control signal output unit 420. can do.
 図14は、実施の形態1に係る電力変換装置1においてスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を変更する動作を示すフローチャートである。電力変換装置1において、基本パルス生成部410は、物理量検出部501,502,504,505などから取得した物理量に基づいて、インバータ310のスイッチング素子311a~311fを駆動するための基本パルスを生成する(ステップS1)。このように、制御部400において、基本パルス生成部410は、物理量検出部501,502,504,505などから取得した物理量に基づいて、基本パルスを生成し、スイッチング素子311a~311fをターンオンするタイミングおよびターンオフするタイミングを決定する。基本パルス生成部410は、生成した基本パルスを波形形状制御信号出力部420に出力する。 FIG. 14 is a flowchart showing the operation of changing the waveform shape of the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f in the power conversion device 1 according to the first embodiment. In the power conversion device 1, the basic pulse generation unit 410 generates basic pulses for driving the switching elements 311a to 311f of the inverter 310 based on the physical quantities acquired from the physical quantity detection units 501, 502, 504, 505, etc. (Step S1). In this way, in the control unit 400, the basic pulse generation unit 410 generates basic pulses based on the physical quantities acquired from the physical quantity detection units 501, 502, 504, 505, etc., and determines the timing for turning on the switching elements 311a to 311f. and determining when to turn off. The basic pulse generation section 410 outputs the generated basic pulse to the waveform shape control signal output section 420.
 波形形状制御信号出力部420は、基本パルス生成部410から取得した基本パルス、および物理量検出部501,502,504,505から取得した物理量に基づいて、インバータ310のスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を変更するための波形形状を設定する。このように、制御部400において、波形形状制御信号出力部420は、物理量検出部501,502,504,505から取得した物理量に基づいて、基本パルス生成部410で決定されたスイッチング素子311a~311fをターンオンするタイミングおよびターンオフするタイミングにおけるスイッチング波形の波形形状を設定する。波形形状制御信号出力部420は、波形形状変更部340に対して、設定した波形形状に応じて駆動信号の大きさおよび出力タイミングを変更可能な制御信号を出力する(ステップS2)。 The waveform shape control signal output section 420 generates switching waveforms of the switching elements 311a to 311f of the inverter 310 based on the basic pulses obtained from the basic pulse generation section 410 and the physical quantities obtained from the physical quantity detection sections 501, 502, 504, and 505. Set the waveform shape to change the waveform shape. In this way, in the control section 400, the waveform shape control signal output section 420 outputs the switching elements 311a to 311f determined by the basic pulse generation section 410 based on the physical quantities acquired from the physical quantity detection sections 501, 502, 504, and 505. Set the waveform shape of the switching waveform at the turn-on timing and turn-off timing. The waveform shape control signal output section 420 outputs a control signal that can change the magnitude and output timing of the drive signal according to the set waveform shape to the waveform shape change section 340 (step S2).
 波形形状変更部340は、インバータ310のスイッチング素子311a~311fに出力するゲート電流Iの波形形状、すなわちスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を、波形形状制御信号出力部420から取得した制御信号に基づいて変更する(ステップS3)。波形形状変更部340は、波形形状変更後のゲート電流Iをインバータ310のスイッチング素子311a~311fに出力する。 The waveform shape changing unit 340 acquires the waveform shape of the gate current IG output to the switching elements 311a to 311f of the inverter 310, that is, the waveform shape of the switching waveform of the switching elements 311a to 311f, from the waveform shape control signal output unit 420. It is changed based on the control signal (step S3). The waveform shape changing section 340 outputs the gate current IG after changing the waveform shape to the switching elements 311a to 311f of the inverter 310.
 本実施の形態において、波形形状制御信号出力部420の設定部421は、取得した物理量が電磁ノイズと相関がある場合、すなわち電力変換装置1が物理量検出部501を備える場合、物理量および電力変換装置1において許容される電磁ノイズの電磁ノイズ閾値に基づいてスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を設定する。また、波形形状制御信号出力部420の設定部421は、取得した物理量が損失と相関がある場合、すなわち電力変換装置1が物理量検出部502を備える場合、物理量および電力変換装置1において許容される損失の損失閾値に基づいてスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を設定する。また、波形形状制御信号出力部420の設定部421は、取得した物理量が電磁ノイズおよび損失と相関がある場合、すなわち電力変換装置1が物理量検出部501,502,504,505を備える場合、物理量、電磁ノイズ閾値、および損失閾値に基づいてスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を設定する。 In this embodiment, when the acquired physical quantity has a correlation with electromagnetic noise, that is, when the power converter 1 includes the physical quantity detector 501, the setting unit 421 of the waveform shape control signal output unit 420 sets the physical quantity and the power converter The waveform shape of the switching waveform of the switching elements 311a to 311f is set based on the electromagnetic noise threshold value of the electromagnetic noise allowed in 1. Further, when the acquired physical quantity has a correlation with loss, that is, when the power converter 1 includes the physical quantity detector 502, the setting unit 421 of the waveform shape control signal output unit 420 determines the physical quantity and the permissible value in the power converter 1. The waveform shape of the switching waveform of the switching elements 311a to 311f is set based on the loss threshold value of the loss. In addition, when the acquired physical quantity has a correlation with electromagnetic noise and loss, that is, when the power converter 1 includes physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505, the setting unit 421 of the waveform shape control signal output unit 420 controls the physical quantity. , the electromagnetic noise threshold, and the loss threshold, the waveform shapes of the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f are set.
 つづいて、電力変換装置1が備える制御部400のハードウェア構成について説明する。図15は、実施の形態1に係る電力変換装置1が備える制御部400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、プロセッサ91およびメモリ92により実現される。 Next, the hardware configuration of the control unit 400 included in the power conversion device 1 will be described. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration that implements the control unit 400 included in the power conversion device 1 according to the first embodiment. Control unit 400 is realized by processor 91 and memory 92.
 プロセッサ91は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)、またはシステムLSI(Large Scale Integration)である。メモリ92は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)といった不揮発性または揮発性の半導体メモリを例示できる。またメモリ92は、これらに限定されず、磁気ディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはDVD(Digital Versatile Disc)でもよい。 The processor 91 is a CPU (Central Processing Unit, also referred to as a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a processor, a DSP (Digital Signal Processor)), or a system LSI (Large Scale Intel). gration). The memory 92 includes RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), and EEP. Non-volatile or volatile memory such as ROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) An example is semiconductor memory. Furthermore, the memory 92 is not limited to these, and may be a magnetic disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, or a DVD (Digital Versatile Disc).
 以上説明したように、本実施の形態によれば、電力変換装置1において、制御部400の波形形状制御信号出力部420は、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量に応じて、インバータ310の波形形状変更部340でスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形を変更する際の制御信号を出力する。インバータ310の波形形状変更部340は、波形形状制御信号出力部420から出力される制御信号に基づいて、スイッチング素子311a~311fに出力するゲート電流Iまたはゲート電圧Vを変更することで、スイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を変更する。これにより、電力変換装置1は、フィードバック制御によって所望の運転状態に制御できる。また、電力変換装置1は、回路規模の増大を抑制しつつ、スイッチング素子311a~311fのスイッチング速度を変更することができる。電力変換装置1は、1回のスイッチング期間においてスイッチング素子311a~311fに出力するゲート電流Iまたはゲート電圧Vを細かく調整することで、特許文献1などの方式では実現できなかったスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the power conversion device 1, the waveform shape control signal output section 420 of the control section 400 responds to the physical quantities detected by the physical quantity detection sections 501, 502, 504, and 505. Then, the waveform shape changing unit 340 of the inverter 310 outputs a control signal for changing the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f. The waveform shape changing unit 340 of the inverter 310 changes the gate current I G or gate voltage V G output to the switching elements 311a to 311f based on the control signal output from the waveform shape control signal output unit 420. The waveform shape of the switching waveform of the switching elements 311a to 311f is changed. Thereby, the power converter 1 can be controlled to a desired operating state by feedback control. Further, the power conversion device 1 can change the switching speed of the switching elements 311a to 311f while suppressing an increase in circuit scale. The power conversion device 1 finely adjusts the gate current IG or gate voltage VG output to the switching elements 311a to 311f in one switching period, thereby increasing the switching element 311a, which could not be achieved with the method of Patent Document 1, etc. It is possible to realize a switching waveform shape of ~311f.
実施の形態2.
 実施の形態2では、電力変換装置1の波形形状制御信号出力部420が、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量から特徴量を抽出し、スイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を設定する場合について説明する。前述のように、図1から図3の電力変換装置1に適用可能であるが、図1の電力変換装置1を例にして説明する。
Embodiment 2.
In the second embodiment, the waveform shape control signal output unit 420 of the power converter 1 extracts feature quantities from the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505, and determines the switching waveforms of the switching elements 311a to 311f. The case of setting the waveform shape will be explained. As mentioned above, the present invention is applicable to the power converter 1 shown in FIGS. 1 to 3, but will be explained using the power converter 1 shown in FIG. 1 as an example.
 図16は、実施の形態2に係る電力変換装置1の構成例を示す図である。電力変換装置1は、商用電源110およびモータ314に接続される。電力変換装置1は、商用電源110から供給される電源電圧Vsの第1の交流電力を所望の振幅および位相を有する第2の交流電力に電力変換し、モータ314に供給する。電力変換装置1は、物理量検出部501と、整流部130と、コンデンサ210と、物理量検出部502と、インバータ310と、物理量検出部504と、物理量検出部505と、制御部400と、を備える。なお、電力変換装置1およびモータ314によって、モータ駆動装置2を構成している。 FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of the power conversion device 1 according to the second embodiment. Power conversion device 1 is connected to commercial power source 110 and motor 314. The power conversion device 1 converts the first AC power of the power supply voltage Vs supplied from the commercial power supply 110 into second AC power having a desired amplitude and phase, and supplies the second AC power to the motor 314. The power conversion device 1 includes a physical quantity detection section 501, a rectification section 130, a capacitor 210, a physical quantity detection section 502, an inverter 310, a physical quantity detection section 504, a physical quantity detection section 505, and a control section 400. . Note that the power conversion device 1 and the motor 314 constitute a motor drive device 2.
 図16に示す電力変換装置1は、図1に示す電力変換装置1と比較して、波形形状制御信号出力部420が、さらに、特徴量抽出部422を備える点が異なる。特徴量抽出部422は、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量から、特徴的な成分を特徴量として抽出する。すなわち、特徴量抽出部422は、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量から、不要な成分を除去する。 The power conversion device 1 shown in FIG. 16 differs from the power conversion device 1 shown in FIG. 1 in that the waveform shape control signal output section 420 further includes a feature amount extraction section 422. The feature extraction unit 422 extracts characteristic components from the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505 as feature quantities. That is, the feature extraction unit 422 removes unnecessary components from the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505.
 図17は、実施の形態2に係る電力変換装置1の特徴量抽出部422における抽出対象の物理量および抽出後の特徴量の例を示す図である。特徴量抽出部422は、例えば、図17の左側に示す電磁ノイズなどの物理量から、図17の右側に示す特徴量を抽出する。特徴量抽出部422で抽出される特徴量の成分は、例えば、キャリア周波数、キャリア周波数の高調波成分、電力変換装置1に含まれる図示しないLC回路のLC共振成分などである。特徴量抽出部422は、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタなどのフィルタ回路によって構成される。 FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a physical quantity to be extracted by the feature quantity extracting unit 422 of the power conversion device 1 according to the second embodiment and a feature quantity after extraction. The feature extraction unit 422 extracts the feature shown on the right side of FIG. 17 from physical quantities such as electromagnetic noise shown on the left side of FIG. 17, for example. The feature amount components extracted by the feature amount extraction unit 422 are, for example, a carrier frequency, a harmonic component of the carrier frequency, an LC resonance component of an LC circuit (not shown) included in the power converter 1, and the like. The feature extraction unit 422 is configured by a filter circuit such as a high-pass filter or a band-pass filter.
 実施の形態2において、波形形状制御信号出力部420の設定部421は、特徴量抽出部422で抽出された特徴量に応じて、波形形状変更部340で変更する際のスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を設定し、設定した波形形状を示す制御信号を出力する。 In the second embodiment, the setting unit 421 of the waveform shape control signal output unit 420 sets the switching elements 311a to 311f when changing in the waveform shape changing unit 340 according to the feature extracted by the feature extracting unit 422. The waveform shape of the switching waveform is set, and a control signal indicating the set waveform shape is output.
 電力変換装置1において、波形形状制御信号出力部420は、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量から不要な成分が除去された特徴量を用いて、波形形状変更部340で変更する際のスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を設定し、設定した波形形状を示す制御信号を出力できる。これにより、実施の形態2の電力変換装置1は、実施の形態1の電力変換装置1と比較して、より精度良く、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量に応じて、スイッチング素子311a~311fのスイッチング波形を変更する際のスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を設定し、設定した波形形状を示す制御信号を出力することができる。 In the power converter 1, the waveform shape control signal output unit 420 uses the feature quantities from which unnecessary components are removed from the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505 to generate the waveform shape control signal in the waveform shape modification unit 340. It is possible to set the waveform shape of the switching waveform of the switching elements 311a to 311f when changing, and output a control signal indicating the set waveform shape. As a result, the power converter 1 according to the second embodiment has higher accuracy than the power converter 1 according to the first embodiment according to the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505. , it is possible to set the waveform shape of the switching waveform of the switching elements 311a to 311f when changing the switching waveform of the switching elements 311a to 311f, and output a control signal indicating the set waveform shape.
実施の形態3.
 実施の形態3では、電力変換装置1の波形形状制御信号出力部420が、過去の動作履歴を記憶し、電力変換装置1の動作状態を診断する場合について説明する。前述のように、図1から図3の電力変換装置1に適用可能であるが、図1の電力変換装置1を例にして説明する。
Embodiment 3.
In Embodiment 3, a case will be described in which the waveform shape control signal output unit 420 of the power converter 1 stores past operation history and diagnoses the operating state of the power converter 1. As mentioned above, the present invention is applicable to the power converter 1 shown in FIGS. 1 to 3, but will be explained using the power converter 1 shown in FIG. 1 as an example.
 図18は、実施の形態3に係る電力変換装置1の構成例を示す図である。電力変換装置1は、商用電源110およびモータ314に接続される。電力変換装置1は、商用電源110から供給される電源電圧Vsの第1の交流電力を所望の振幅および位相を有する第2の交流電力に電力変換し、モータ314に供給する。電力変換装置1は、物理量検出部501と、整流部130と、コンデンサ210と、物理量検出部502と、インバータ310と、物理量検出部504と、物理量検出部505と、制御部400と、を備える。なお、電力変換装置1およびモータ314によって、モータ駆動装置2を構成している。 FIG. 18 is a diagram showing a configuration example of the power conversion device 1 according to the third embodiment. Power conversion device 1 is connected to commercial power source 110 and motor 314. The power conversion device 1 converts the first AC power of the power supply voltage Vs supplied from the commercial power supply 110 into second AC power having a desired amplitude and phase, and supplies the second AC power to the motor 314. The power conversion device 1 includes a physical quantity detection section 501, a rectification section 130, a capacitor 210, a physical quantity detection section 502, an inverter 310, a physical quantity detection section 504, a physical quantity detection section 505, and a control section 400. . Note that the power conversion device 1 and the motor 314 constitute a motor drive device 2.
 図18に示す電力変換装置1は、図1に示す電力変換装置1と比較して、波形形状制御信号出力部420が、さらに、記憶部423および状態診断部424を備える点が異なる。記憶部423は、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量である第1の物理量を第2の物理量として記憶する。また、記憶部423は、第1の物理量のときに設定部421で設定されたスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状である第1の波形形状を第2の波形形状として、第2の物理量に関連付けて記憶する。これにより、実施の形態3の電力変換装置1は、電力変換装置1の過去の動作履歴などの情報を外部に出力することができる。 The power conversion device 1 shown in FIG. 18 differs from the power conversion device 1 shown in FIG. 1 in that the waveform shape control signal output section 420 further includes a storage section 423 and a state diagnosis section 424. The storage unit 423 stores the first physical quantity, which is the physical quantity detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505, as a second physical quantity. Furthermore, the storage unit 423 stores the first waveform shape, which is the waveform shape of the switching waveform of the switching elements 311a to 311f set by the setting unit 421 at the time of the first physical quantity, as the second waveform shape. Stored in association with a physical quantity. Thereby, the power conversion device 1 of Embodiment 3 can output information such as the past operation history of the power conversion device 1 to the outside.
 状態診断部424は、物理量検出部501,502,504,505で検出された第1の物理量と、第1の物理量に応じて設定部421で設定された第1の波形形状と同じ波形形状の第2の波形形状に関連付けられて記憶部423に記憶されている第2の物理量とに基づいて、電力変換装置1の動作状態を診断する。状態診断部424は、診断結果に応じて、設定部421から波形形状変更部340への設定した波形形状を示す制御信号の出力を制御する。 The state diagnosis unit 424 detects the first physical quantity detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505 and a waveform shape that is the same as the first waveform shape set by the setting unit 421 according to the first physical quantity. The operating state of the power conversion device 1 is diagnosed based on the second physical quantity stored in the storage unit 423 in association with the second waveform shape. The condition diagnosis section 424 controls the output of a control signal indicating the set waveform shape from the setting section 421 to the waveform shape changing section 340, depending on the diagnosis result.
 すなわち、状態診断部424は、設定部421で現在設定されている波形形状である第1の波形形状と同じ波形形状である過去の波形形状である第2の波形形状のときの過去の物理量である第2の物理量を記憶部423から読み出し、現在の物理量である第1の物理量と第2の物理量とを比較する。状態診断部424は、第1の物理量と第2の物理量とを比較した結果、差分が規定された閾値を超える場合、電力変換装置1において何らかの変化、すなわち異常が発生したと判定し、波形形状制御信号出力部420すなわち設定部421から波形形状変更部340への制御信号の出力を停止するように制御する。状態診断部424は、第1の物理量と第2の物理量とを比較した結果、差分が規定された閾値の範囲内であった場合、電力変換装置1において変化はない、すなわち異常が発生していないと判定し、波形形状制御信号出力部420すなわち設定部421から波形形状変更部340への制御信号の出力を継続するように制御する。状態診断部424は、上記のような診断を規定された周期で実施する。 That is, the state diagnosis unit 424 uses the past physical quantity when the second waveform shape is the same waveform shape as the first waveform shape currently set by the setting unit 421. A certain second physical quantity is read from the storage unit 423, and the first physical quantity, which is the current physical quantity, is compared with the second physical quantity. As a result of comparing the first physical quantity and the second physical quantity, if the difference exceeds a prescribed threshold value, the state diagnosis unit 424 determines that some change, that is, an abnormality has occurred in the power conversion device 1, and changes the waveform shape. The output of the control signal from the control signal output section 420, that is, the setting section 421 to the waveform shape changing section 340 is controlled to be stopped. As a result of comparing the first physical quantity and the second physical quantity, if the difference is within a prescribed threshold value, the state diagnosis unit 424 determines that there is no change in the power conversion device 1, that is, no abnormality has occurred. It is determined that there is no waveform shape control signal, and control is performed to continue outputting the control signal from the waveform shape control signal output section 420, that is, the setting section 421 to the waveform shape modification section 340. The condition diagnostic unit 424 performs the above-described diagnosis at a prescribed cycle.
 具体的には、物理量検出部501で検出された物理量がコモンモードノイズの場合、状態診断部424は、電力変換装置1でのコモンモードインピーダンスの変化を違いとして検出できる。コモンモードインピーダンスで変化があった場合とは、例えば、負荷などの寄生容量が変化した場合、物理量検出部501,502,504,505が故障した場合、図示しないスナバ回路素子が劣化した場合などである。負荷などの寄生容量が変化した場合とは、モータ314を備える図示しない圧縮機内の構造が変化した場合、電力変換装置1を搭載する製品内で冷媒寝込みによって誘電率が変化した場合などである。状態診断部424は、波形形状変更部340が故障した場合なども検出することができる。 Specifically, when the physical quantity detected by the physical quantity detection unit 501 is common mode noise, the state diagnosis unit 424 can detect a change in common mode impedance in the power conversion device 1 as a difference. Examples of cases in which there is a change in common mode impedance include a change in parasitic capacitance such as a load, a failure in the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505, a case in which a snubber circuit element (not shown) deteriorates, etc. be. The case where the parasitic capacitance such as the load changes is the case where the structure inside the compressor (not shown) including the motor 314 changes, the case where the dielectric constant changes due to refrigerant stagnation in the product in which the power converter 1 is mounted, etc. The state diagnosis section 424 can also detect a case where the waveform shape changing section 340 has failed.
 なお、本実施の形態において、記憶部423は、さらに、インバータ310の運転を制御する基本パルス生成部410から取得したインバータ310の運転情報である第1の運転情報を第2の運転情報として、第2の物理量および第2の波形形状と関連付けて記憶してもよい。インバータ310の運転情報とは、例えば、基本パルス生成部410で生成される基本パルスであるが、基本パルス以外の情報を含んでいてもよい。 Note that in the present embodiment, the storage unit 423 further stores, as second operation information, first operation information that is the operation information of the inverter 310 acquired from the basic pulse generation unit 410 that controls the operation of the inverter 310. It may be stored in association with the second physical quantity and the second waveform shape. The operation information of the inverter 310 is, for example, a basic pulse generated by the basic pulse generation unit 410, but may include information other than the basic pulse.
 この場合、状態診断部424は、物理量検出部501,502,504,505で検出された第1の物理量と、第1の物理量および第1の運転情報に応じて設定部421で設定された第1の波形形状と同じ波形形状の第2の波形形状および第2の運転情報に関連付けられて記憶部423に記憶されている第2の物理量とに基づいて、電力変換装置1の動作状態を診断する。状態診断部424は、診断結果に応じて、設定部421から波形形状変更部340への設定した波形形状を示す制御信号の出力を制御する。 In this case, the state diagnosis unit 424 detects the first physical quantity detected by the physical quantity detection units 501, 502, 504, and 505, and the first physical quantity set by the setting unit 421 according to the first physical quantity and the first operation information. The operating state of the power conversion device 1 is diagnosed based on a second waveform shape having the same waveform shape as the first waveform shape, and a second physical quantity stored in the storage unit 423 in association with the second operation information. do. The condition diagnosis section 424 controls the output of a control signal indicating the set waveform shape from the setting section 421 to the waveform shape changing section 340, depending on the diagnosis result.
 すなわち、状態診断部424は、設定部421で現在設定されている波形形状である第1の波形形状と同じ波形形状である過去の波形形状である第2の波形形状のとき、かつ現在の運転情報である第1の運転情報と同じ過去の運転情報である第2の運転情報のときの過去の物理量である第2の物理量を記憶部423から読み出し、現在の物理量である第1の物理量と第2の物理量とを比較する。状態診断部424は、第1の物理量と第2の物理量とを比較した結果、差分が規定された閾値を超える場合、電力変換装置1において何らかの変化、すなわち異常が発生したと判定し、波形形状制御信号出力部420すなわち設定部421から波形形状変更部340への制御信号の出力を停止するように制御する。状態診断部424は、第1の物理量と第2の物理量とを比較した結果、差分が規定された閾値の範囲内であった場合、電力変換装置1において変化はない、すなわち異常が発生していないと判定し、波形形状制御信号出力部420すなわち設定部421から波形形状変更部340への制御信号の出力を継続するように制御する。状態診断部424は、上記のような診断を規定された周期で実施する。 In other words, the condition diagnosis unit 424 determines when the second waveform shape is a past waveform shape that is the same as the first waveform shape that is the waveform shape currently set by the setting unit 421, and when the current operation A second physical quantity that is a past physical quantity at the time of second driving information that is past driving information that is the same as the first driving information that is information is read from the storage unit 423, and is Compare with the second physical quantity. As a result of comparing the first physical quantity and the second physical quantity, if the difference exceeds a prescribed threshold value, the state diagnosis unit 424 determines that some change, that is, an abnormality has occurred in the power conversion device 1, and changes the waveform shape. The output of the control signal from the control signal output section 420, that is, the setting section 421 to the waveform shape changing section 340 is controlled to be stopped. As a result of comparing the first physical quantity and the second physical quantity, if the difference is within a prescribed threshold value, the state diagnosis unit 424 determines that there is no change in the power conversion device 1, that is, no abnormality has occurred. It is determined that there is no waveform shape control signal, and control is performed to continue outputting the control signal from the waveform shape control signal output section 420, that is, the setting section 421 to the waveform shape modification section 340. The condition diagnostic unit 424 performs the above-described diagnosis at a prescribed cycle.
 なお、状態診断部424は、異常が発生しているか否かを判定する際の閾値について、使用する閾値は1つに限定されず、複数の閾値を使用してもよい。状態診断部424は、複数の閾値を使用することで、発生している異常、例えば故障の程度を軽故障、重故障などに区別することができる。例えば、状態診断部424は、軽故障と判定した場合、設定部421から波形形状変更部340への制御信号の出力を停止せず、制御信号の出力を初期値に戻し、再度フィードバック制御を行う、または制御信号の出力を固定して、電力変換装置1の動作を継続させてもよい。また、状態診断部424は、軽故障と判定した回数が規定された回数に達した場合、重故障が発生したと判定してもよい。状態診断部424は、重故障と判定した場合、前述のように、設定部421から波形形状変更部340への制御信号の出力を停止するように制御する。 Note that the state diagnosis unit 424 is not limited to using one threshold value when determining whether or not an abnormality has occurred, and may use a plurality of threshold values. By using a plurality of threshold values, the state diagnosis unit 424 can distinguish the degree of an occurring abnormality, such as a failure, into a minor failure, a major failure, or the like. For example, if the condition diagnosis unit 424 determines that there is a minor failure, the condition diagnosis unit 424 does not stop outputting the control signal from the setting unit 421 to the waveform shape changing unit 340, returns the output of the control signal to the initial value, and performs feedback control again. Alternatively, the output of the control signal may be fixed and the operation of the power conversion device 1 may be continued. Further, the state diagnosis unit 424 may determine that a major failure has occurred when the number of times that a minor failure has been determined reaches a predetermined number of times. If the condition diagnosis unit 424 determines that there is a serious failure, it controls the setting unit 421 to stop outputting the control signal to the waveform shape changing unit 340, as described above.
 このように、実施の形態3の電力変換装置1は、電力変換装置1で発生した異常を検出した場合、インバータ310の動作を速やかに停止することができる。 In this way, the power converter 1 of the third embodiment can quickly stop the operation of the inverter 310 when an abnormality occurring in the power converter 1 is detected.
実施の形態4.
 実施の形態4では、電力変換装置1の波形形状制御信号出力部420が、特徴量抽出部422、記憶部423、および状態診断部424を備える場合について説明する。前述のように、図1から図3の電力変換装置1に適用可能であるが、図1の電力変換装置1を例にして説明する。
Embodiment 4.
In the fourth embodiment, a case will be described in which the waveform shape control signal output section 420 of the power converter 1 includes a feature extraction section 422, a storage section 423, and a state diagnosis section 424. As mentioned above, the present invention is applicable to the power converter 1 shown in FIGS. 1 to 3, but will be explained using the power converter 1 shown in FIG. 1 as an example.
 図19は、実施の形態4に係る電力変換装置1の構成例を示す図である。電力変換装置1は、商用電源110およびモータ314に接続される。電力変換装置1は、商用電源110から供給される電源電圧Vsの第1の交流電力を所望の振幅および位相を有する第2の交流電力に電力変換し、モータ314に供給する。電力変換装置1は、物理量検出部501と、整流部130と、コンデンサ210と、物理量検出部502と、インバータ310と、物理量検出部504と、物理量検出部505と、制御部400と、を備える。なお、電力変換装置1およびモータ314によって、モータ駆動装置2を構成している。 FIG. 19 is a diagram showing a configuration example of the power converter 1 according to the fourth embodiment. Power conversion device 1 is connected to commercial power source 110 and motor 314. The power conversion device 1 converts the first AC power of the power supply voltage Vs supplied from the commercial power supply 110 into second AC power having a desired amplitude and phase, and supplies the second AC power to the motor 314. The power conversion device 1 includes a physical quantity detection section 501, a rectification section 130, a capacitor 210, a physical quantity detection section 502, an inverter 310, a physical quantity detection section 504, a physical quantity detection section 505, and a control section 400. . Note that the power conversion device 1 and the motor 314 constitute a motor drive device 2.
 図19に示す電力変換装置1は、図1に示す電力変換装置1と比較して、波形形状制御信号出力部420が、さらに、特徴量抽出部422、記憶部423、および状態診断部424を備える点が異なる。特徴量抽出部422は、実施の形態2で説明した特徴量抽出部422と同様である。記憶部423および状態診断部424は、対象の一部が異なる、すなわち対象が物理量から特徴量に変化した点を除けば、実施の形態3で説明した記憶部423および状態診断部424と同様である。 In the power conversion device 1 shown in FIG. 19, compared to the power conversion device 1 shown in FIG. The difference is in the preparation. The feature extraction unit 422 is similar to the feature extraction unit 422 described in the second embodiment. The storage unit 423 and the state diagnosis unit 424 are similar to the storage unit 423 and the state diagnosis unit 424 described in the third embodiment, except that a part of the target is different, that is, the target is changed from a physical quantity to a feature quantity. be.
 すなわち、本実施の形態において、記憶部423は、特徴量抽出部422で抽出された特徴量である第1の特徴量を第2の特徴量として記憶する。また、記憶部423は、第1の特徴量のときに設定部421で設定されたスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状である第1の波形形状を第2の波形形状として第2の特徴量に関連付けて記憶する。これにより、実施の形態4の電力変換装置1は、電力変換装置1の過去の動作履歴などの情報を外部に出力することができる。 That is, in this embodiment, the storage unit 423 stores the first feature amount, which is the feature amount extracted by the feature amount extraction unit 422, as the second feature amount. Furthermore, the storage unit 423 stores the first waveform shape, which is the waveform shape of the switching waveform of the switching elements 311a to 311f set by the setting unit 421 at the time of the first feature amount, as the second waveform shape. Stored in association with the feature amount. Thereby, the power conversion device 1 of the fourth embodiment can output information such as the past operation history of the power conversion device 1 to the outside.
 状態診断部424は、特徴量抽出部422で抽出された第1の特徴量と、第1の特徴量に応じて設定部421で設定された第1の波形形状と同じ波形形状の第2の波形形状に関連付けられて記憶部423に記憶されている第2の特徴量とに基づいて、電力変換装置1の動作状態を診断する。状態診断部424は、診断結果に応じて、設定部421から波形形状変更部340への設定した波形形状を示す制御信号の出力を制御する。 The state diagnosis unit 424 uses the first feature extracted by the feature extraction unit 422 and a second waveform having the same waveform shape as the first waveform set by the setting unit 421 according to the first feature. The operating state of the power conversion device 1 is diagnosed based on the second feature amount stored in the storage unit 423 in association with the waveform shape. The condition diagnosis section 424 controls the output of a control signal indicating the set waveform shape from the setting section 421 to the waveform shape changing section 340, depending on the diagnosis result.
 なお、本実施の形態において、記憶部423は、さらに、インバータ310の運転を制御する基本パルス生成部410から取得したインバータ310の運転情報である第1の運転情報を第2の運転情報として、第2の特徴量および第2の波形形状と関連付けて記憶してもよい。インバータ310の運転情報とは、例えば、基本パルス生成部410で生成される基本パルスであるが、基本パルス以外の情報を含んでいてもよい。 Note that in the present embodiment, the storage unit 423 further stores, as second operation information, first operation information that is the operation information of the inverter 310 acquired from the basic pulse generation unit 410 that controls the operation of the inverter 310. It may be stored in association with the second feature amount and the second waveform shape. The operation information of the inverter 310 is, for example, a basic pulse generated by the basic pulse generation unit 410, but may include information other than the basic pulse.
 この場合、状態診断部424は、特徴量抽出部422で抽出された第1の特徴量と、第1の特徴量および第1の運転情報に応じて設定部421で設定された第1の波形形状と同じ波形形状の第2の波形形状および第2の運転情報に関連付けられて記憶部423に記憶されている第2の特徴量とに基づいて、電力変換装置1の動作状態を診断する。状態診断部424は、設定部421から波形形状変更部340への設定した波形形状を示す制御信号の出力を制御する。 In this case, the state diagnosis unit 424 uses the first feature extracted by the feature extraction unit 422 and the first waveform set by the setting unit 421 according to the first feature and the first driving information. The operating state of the power conversion device 1 is diagnosed based on the second waveform shape having the same waveform shape as the shape and the second feature amount stored in the storage unit 423 in association with the second operation information. The state diagnosis section 424 controls the output of a control signal indicating the set waveform shape from the setting section 421 to the waveform shape changing section 340.
 このように、実施の形態4の電力変換装置1は、電力変換装置1で発生した異常を検出した場合、インバータ310の動作を速やかに停止することができる。 In this manner, the power converter 1 of the fourth embodiment can quickly stop the operation of the inverter 310 when an abnormality occurring in the power converter 1 is detected.
実施の形態5.
 実施の形態5では、電力変換装置1が備える物理量検出部501の具体的な構成について説明する。前述のように、図1および図2の電力変換装置1に適用可能であるが、図1の電力変換装置1を例にして説明する。
Embodiment 5.
In Embodiment 5, a specific configuration of physical quantity detection section 501 included in power conversion device 1 will be described. As described above, the present invention is applicable to the power conversion device 1 shown in FIGS. 1 and 2, but will be explained using the power conversion device 1 shown in FIG. 1 as an example.
 図20は、実施の形態5に係る電力変換装置1の構成例を示す図である。電力変換装置1は、商用電源110およびモータ314に接続される。電力変換装置1は、商用電源110から供給される電源電圧Vsの第1の交流電力を所望の振幅および位相を有する第2の交流電力に電力変換し、モータ314に供給する。電力変換装置1は、物理量検出部501と、整流部130と、コンデンサ210と、物理量検出部502と、インバータ310と、物理量検出部504と、物理量検出部505と、制御部400と、を備える。なお、電力変換装置1およびモータ314によって、モータ駆動装置2を構成している。 FIG. 20 is a diagram showing a configuration example of the power conversion device 1 according to the fifth embodiment. Power conversion device 1 is connected to commercial power source 110 and motor 314. The power conversion device 1 converts the first AC power of the power supply voltage Vs supplied from the commercial power supply 110 into second AC power having a desired amplitude and phase, and supplies the second AC power to the motor 314. The power conversion device 1 includes a physical quantity detection section 501, a rectification section 130, a capacitor 210, a physical quantity detection section 502, an inverter 310, a physical quantity detection section 504, a physical quantity detection section 505, and a control section 400. . Note that the power conversion device 1 and the motor 314 constitute a motor drive device 2.
 物理量検出部501は、コモンモードトランスによって構成される。物理量検出部501は、例えば、フィルタ回路のコモンモードチョークコイルのトロイダルコアに、検出用の巻線を新たに追加したものである。図21は、実施の形態5に係る電力変換装置1の物理量検出部501のトロイダルコア510の部分のイメージを示す図である。図21は、トロイダルコア510に、R相、S相、およびT相の巻線以外に、検出用の巻線を追加した状態を示している。このような構成により、物理量検出部501は、フィルタ素子および物理量検出部の兼用が可能となる。 The physical quantity detection unit 501 is configured by a common mode transformer. The physical quantity detection unit 501 is, for example, a toroidal core of a common mode choke coil of a filter circuit to which a detection winding is newly added. FIG. 21 is a diagram showing an image of the toroidal core 510 portion of the physical quantity detection unit 501 of the power conversion device 1 according to the fifth embodiment. FIG. 21 shows a state in which a detection winding is added to the toroidal core 510 in addition to the R-phase, S-phase, and T-phase windings. With such a configuration, the physical quantity detection section 501 can serve as both a filter element and a physical quantity detection section.
実施の形態6.
 実施の形態1から実施の形態5の電力変換装置1において、波形形状制御信号出力部420は、機械学習によって得られた学習結果を用いて、波形形状変更部340によるスイッチング素子311a~311fのスイッチング波形の波形形状を設定することも可能である。
Embodiment 6.
In the power conversion device 1 of Embodiment 1 to Embodiment 5, the waveform shape control signal output unit 420 uses the learning results obtained by machine learning to control the switching of the switching elements 311a to 311f by the waveform shape changing unit 340. It is also possible to set the waveform shape of the waveform.
実施の形態7.
 実施の形態1から実施の形態6の電力変換装置1において、モータ314のセンサレス制御として、適応オブザーバを適用する場合について説明する。具体的に、実施の形態1の電力変換装置1を例にして説明する。
Embodiment 7.
A case will be described in which an adaptive observer is applied as sensorless control of the motor 314 in the power conversion device 1 of Embodiment 1 to Embodiment 6. Specifically, the power conversion device 1 of Embodiment 1 will be explained as an example.
 図22は、実施の形態7に係る電力変換装置1の構成例を示す図である。図22に示す実施の形態7の電力変換装置1は、図1に示す実施の形態1の電力変換装置1に対して、物理量検出部503および速度推定装置101を追加したものである。なお、図22において、電力変換装置1内の制御部400については記載を簡潔にしている。物理量検出部503は、物理量検出部501などと同様の機能を有する。図23は、実施の形態7に係る電力変換装置1が備える速度推定装置101の構成例を示す図である。速度推定装置101は、適応オブザーバの手法により、モータ314に印加される電圧ベクトルと電流ベクトルとを用いて、モータ314の回転速度を推定し、推定角速度ω^として出力する。 FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration example of power conversion device 1 according to Embodiment 7. A power conversion device 1 according to the seventh embodiment shown in FIG. 22 is obtained by adding a physical quantity detection unit 503 and a speed estimation device 101 to the power conversion device 1 according to the first embodiment shown in FIG. Note that in FIG. 22, the description of the control unit 400 in the power conversion device 1 is simplified. The physical quantity detection unit 503 has the same function as the physical quantity detection unit 501 and the like. FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration example of speed estimating device 101 included in power conversion device 1 according to Embodiment 7. The speed estimating device 101 estimates the rotational speed of the motor 314 using the voltage vector and current vector applied to the motor 314 using an adaptive observer method, and outputs it as an estimated angular speed ω^ r .
 速度推定装置101は、電圧ベクトル、電流ベクトルおよび推定角速度ω^に基づきモデル偏差εを演算するモデル偏差演算部11と、モデル偏差εに基づき実角速度の直流成分を含む低周波成分として第1の推定角速度ω^r1を演算する第1の角速度推定部21とを備える。また、速度推定装置101は、モデル偏差εに含まれる特定の高周波成分に基づき実角速度の高周波成分として第2の推定角速度ω^r2を演算する第2の角速度推定部22と、第1の推定角速度ω^r1に第2の推定角速度ω^r2を加算することにより推定角速度ω^を演算する加算器23とを備える。速度推定装置101は、第2の角速度推定部22を備える点に特徴がある。速度推定装置101は、第1の推定角速度ω^r1と第2の推定角速度ω^r2との加算値を推定角速度ω^としてモデル偏差演算部11にフィードバックする。 The speed estimating device 101 includes a model deviation calculation unit 11 that calculates a model deviation ε based on a voltage vector, a current vector, and an estimated angular velocity ω^ r , and a first and a first angular velocity estimation unit 21 that calculates the estimated angular velocity ω^ r1 . The speed estimating device 101 also includes a second angular velocity estimator 22 that calculates a second estimated angular velocity ω^ r2 as a high frequency component of the actual angular velocity based on a specific high frequency component included in the model deviation ε, and a first estimated angular velocity and an adder 23 that calculates the estimated angular velocity ω^ r by adding the second estimated angular velocity ω^ r2 to the angular velocity ω^ r1 . The velocity estimating device 101 is characterized in that it includes a second angular velocity estimating section 22. The speed estimation device 101 feeds back the sum of the first estimated angular velocity ω^ r1 and the second estimated angular velocity ω^ r2 to the model deviation calculation unit 11 as the estimated angular velocity ω^ r .
 モデル偏差演算部11は、モータ314の電圧ベクトルと電流ベクトルと推定角速度ω^とに基づき、推定磁束ベクトルおよび推定電流ベクトルを演算し出力する電流推定器12と、推定電流ベクトルから電流ベクトルを減算し、電流偏差ベクトルを演算し出力する減算器13と、電流偏差ベクトルを入力とし、推定磁束ベクトルの直交成分をスカラ量として抽出し、この値をモデル偏差εとして出力する偏差演算器14と、を備える。推定磁束ベクトルの直交成分をスカラ量として抽出する手法としては、電流偏差ベクトルを回転二軸上に座標変換する手法と、電流偏差ベクトルと推定磁束ベクトルとの外積値の大きさを演算する手法とが公知である。 The model deviation calculation unit 11 includes a current estimator 12 that calculates and outputs an estimated magnetic flux vector and an estimated current vector based on the voltage vector, current vector, and estimated angular velocity ω^ r of the motor 314, and a current estimator 12 that calculates and outputs an estimated magnetic flux vector and an estimated current vector, and a current vector that calculates a current vector from the estimated current vector. a subtracter 13 that calculates and outputs a current deviation vector; and a deviation calculator 14 that receives the current deviation vector, extracts the orthogonal component of the estimated magnetic flux vector as a scalar quantity, and outputs this value as a model deviation ε. , is provided. There are two methods to extract the orthogonal component of the estimated magnetic flux vector as a scalar quantity: one is to transform the coordinates of the current deviation vector onto two rotating axes, and the other is to calculate the size of the cross product of the current deviation vector and the estimated magnetic flux vector. is publicly known.
 電流推定器12は、モータ314の状態方程式から電流と磁束とを推定する。ここではモータ314は一般的な埋込磁石型同期交流電動機であると仮定するが、埋込磁石型同期交流電動機以外のモータ314であっても、電流推定器12は状態方程式が立式できれば同様の方法で電流推定が可能である。埋込磁石型同期交流電動機以外のモータ314は、表面磁石型同期電動機、誘導電動機などを例示できる。また、本実施の形態では回転型モータに関して説明を行うが、直動型モータにも同様の技術が適用できる。その理由は、「直動型モータは回転子半径が無限大の回転型モータ」として解釈できるためである。 The current estimator 12 estimates the current and magnetic flux from the state equation of the motor 314. Here, it is assumed that the motor 314 is a general embedded magnet type synchronous AC motor, but even if the motor 314 is other than an embedded magnet type synchronous AC motor, the current estimator 12 can be used in the same manner as long as the state equation can be formulated. The current can be estimated using the following method. Examples of the motor 314 other than the embedded magnet type synchronous AC motor include a surface magnet type synchronous motor, an induction motor, and the like. Further, in this embodiment, a rotary motor will be described, but the same technique can also be applied to a direct drive motor. The reason is that a direct-acting motor can be interpreted as a rotary motor with an infinite rotor radius.
 このように、電力変換装置1は、モータ314のセンサレス制御として、適応オブザーバを適用することができる。 In this way, the power conversion device 1 can apply the adaptive observer as sensorless control of the motor 314.
実施の形態8.
 実施の形態1から実施の形態6の電力変換装置1において、平滑用のコンデンサ210の劣化を抑制しつつ、装置の大型化を抑制可能な制御を行う場合について説明する。具体的に、実施の形態1の電力変換装置1を例にして説明する。
Embodiment 8.
In the power conversion device 1 of Embodiment 1 to Embodiment 6, a case will be described in which control is performed to suppress deterioration of smoothing capacitor 210 and to suppress enlargement of the device. Specifically, the power conversion device 1 of Embodiment 1 will be explained as an example.
 図24は、実施の形態8に係る電力変換装置1の構成例を示す図である。図24に示す実施の形態8の電力変換装置1の構成は、図1に示す実施の形態1の電力変換装置1と同様の構成である。前述のように、整流部130は、図示しない整流素子によって構成されるブリッジ回路を有し、商用電源110から供給される電源電圧Vsの第1の交流電力を整流して出力する。 FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration example of the power conversion device 1 according to the eighth embodiment. The configuration of the power converter 1 according to the eighth embodiment shown in FIG. 24 is the same as that of the power converter 1 according to the first embodiment shown in FIG. As described above, the rectifier 130 has a bridge circuit configured by a rectifier (not shown), and rectifies and outputs the first AC power of the power supply voltage Vs supplied from the commercial power supply 110.
 本実施の形態において、制御部400は、整流部130からコンデンサ210に流入する電力の脈動に応じた脈動を含む第2の交流電力をインバータ310から負荷であるモータ314に出力するようにインバータ310の動作を制御する。コンデンサ210に流入する電力の脈動に応じた脈動とは、例えば、コンデンサ210に流入する電力の脈動の周波数などによって変動する脈動である。これにより、制御部400は、コンデンサ210に流れる電流を抑制する。なお、制御部400は、各検出部から取得した全ての検出値を用いなくてもよく、一部の検出値を用いて制御を行ってもよい。 In the present embodiment, the control unit 400 controls the inverter 310 so that the second AC power including pulsations corresponding to the pulsations of the power flowing into the capacitor 210 from the rectifying unit 130 is output from the inverter 310 to the motor 314 that is a load. control the behavior of The pulsation corresponding to the pulsation of the power flowing into the capacitor 210 is a pulsation that varies depending on the frequency of the pulsation of the power flowing into the capacitor 210, for example. Thereby, the control unit 400 suppresses the current flowing through the capacitor 210. Note that the control unit 400 does not need to use all of the detection values obtained from each detection unit, and may perform control using some of the detection values.
 電力変換装置1が備える制御部400の動作について説明する。本実施の形態では、電力変換装置1において、インバータ310およびモータ314によって発生する負荷が一定の負荷とみなすことができ、コンデンサ210から出力される電流で見た場合、コンデンサ210に定電流負荷が接続されているものとして、以降の説明を行う。ここで、図24に示すように、整流部130から流れる電流を電流I1とし、インバータ310に流れる電流を電流I2とし、コンデンサ210から流れる電流を電流I3とする。電流I2は、電流I1と電流I3とを併せた電流となる。電流I3は、電流I2と電流I1との差分、すなわち電流I2-電流I1として表すことができる。電流I3は、コンデンサ210の放電方向を正方向とし、コンデンサ210の充電方向を負方向とする。すなわち、コンデンサ210には、電流が流入することもあり、電流が流出することもある。 The operation of the control unit 400 included in the power conversion device 1 will be described. In this embodiment, in the power converter 1, the load generated by the inverter 310 and the motor 314 can be considered as a constant load, and when viewed from the current output from the capacitor 210, the capacitor 210 has a constant current load. The following explanation will be given assuming that they are connected. Here, as shown in FIG. 24, the current flowing from the rectifier 130 is defined as a current I1, the current flowing through the inverter 310 is defined as a current I2, and the current flowing from the capacitor 210 is defined as a current I3. The current I2 is a combination of the current I1 and the current I3. Current I3 can be expressed as the difference between current I2 and current I1, ie, current I2-current I1. The current I3 has a positive direction in which the capacitor 210 is discharged, and a negative direction in which the capacitor 210 is charged. That is, current may flow into the capacitor 210, and current may flow out of the capacitor 210.
 図25は、比較例として、コンデンサ210で整流部130から出力される電流を平滑化し、インバータ310に流れる電流I2を一定にした場合の各電流I1~I3およびコンデンサ210のコンデンサ電圧Vdcの例を示す図である。上から順に、電流I1、電流I2、電流I3、および電流I3に応じて発生するコンデンサ210のコンデンサ電圧Vdcを示している。電流I1,I2,I3の縦軸は電流値を示し、コンデンサ電圧Vdcの縦軸は電圧値を示している。横軸は全て時間tを示している。なお、電流I2,I3には、実際にはインバータ310のキャリア成分が重畳されるが、ここでは省略する。以降についても同様とする。図25に示すように、電力変換装置1において、仮に、整流部130から流れる電流I1がコンデンサ210によって十分に平滑化された場合、インバータ310に流れる電流I2は一定の電流値となる。しかしながら、コンデンサ210には、大きな電流I3が流れ、劣化の要因となる。そのため、本実施の形態では、電力変換装置1において、制御部400は、コンデンサ210に流れる電流I3を低減するように、インバータ310に流れる電流I2を制御、すなわちインバータ310の動作を制御する。 As a comparative example, FIG. 25 shows an example of each of the currents I1 to I3 and the capacitor voltage Vdc of the capacitor 210 when the current output from the rectifier 130 is smoothed by the capacitor 210 and the current I2 flowing to the inverter 310 is kept constant. FIG. From the top, current I1, current I2, current I3, and capacitor voltage Vdc of capacitor 210 generated in response to current I3 are shown. The vertical axes of currents I1, I2, and I3 indicate current values, and the vertical axis of capacitor voltage Vdc indicates voltage values. All horizontal axes indicate time t. Note that the carrier components of the inverter 310 are actually superimposed on the currents I2 and I3, but this is omitted here. The same shall apply thereafter. As shown in FIG. 25, in the power conversion device 1, if the current I1 flowing from the rectifier 130 is sufficiently smoothed by the capacitor 210, the current I2 flowing to the inverter 310 has a constant current value. However, a large current I3 flows through the capacitor 210, causing deterioration. Therefore, in the present embodiment, in power conversion device 1, control unit 400 controls current I2 flowing through inverter 310, that is, controls the operation of inverter 310, so as to reduce current I3 flowing through capacitor 210.
 図26は、実施の形態8に係る電力変換装置1の制御部400がインバータ310の動作を制御してコンデンサ210に流れる電流I3を低減したときの各電流I1~I3およびコンデンサ210のコンデンサ電圧Vdcの例を示す図である。上から順に、電流I1、電流I2、電流I3、および電流I3に応じて発生するコンデンサ210のコンデンサ電圧Vdcを示している。電流I1,I2,I3の縦軸は電流値を示し、コンデンサ電圧Vdcの縦軸は電圧値を示している。横軸は全て時間tを示している。電力変換装置1の制御部400は、図26に示すような電流I2がインバータ310に流れるようにインバータ310の動作を制御することによって、図25の例と比較して、整流部130からコンデンサ210に流れ込む電流の周波数成分を低減し、コンデンサ210に流れる電流I3を低減することができる。具体的には、制御部400は、電流I1の周波数成分を主成分とした脈動電流を含む電流I2がインバータ310に流れるようにインバータ310の動作を制御する。 FIG. 26 shows currents I1 to I3 and capacitor voltage Vdc of capacitor 210 when control unit 400 of power converter 1 according to Embodiment 8 controls the operation of inverter 310 to reduce current I3 flowing to capacitor 210. FIG. From the top, current I1, current I2, current I3, and capacitor voltage Vdc of capacitor 210 generated in response to current I3 are shown. The vertical axes of currents I1, I2, and I3 indicate current values, and the vertical axis of capacitor voltage Vdc indicates voltage values. All horizontal axes indicate time t. The control unit 400 of the power conversion device 1 controls the operation of the inverter 310 so that the current I2 as shown in FIG. The frequency component of the current flowing into the capacitor 210 can be reduced, and the current I3 flowing into the capacitor 210 can be reduced. Specifically, the control unit 400 controls the operation of the inverter 310 so that a current I2 including a pulsating current whose main component is the frequency component of the current I1 flows through the inverter 310.
 このように、電力変換装置1において、制御部400は、物理量検出部501~505で検出された物理量に応じた脈動が電力変換器であるインバータ310からインバータ310に接続されるモータ314の駆動パターンに重畳されるようにインバータ310の動作を制御し、コンデンサ210の充放電電流を抑制する。これにより、電力変換装置1は、平滑用のコンデンサ210の劣化を抑制することができる。 In this manner, in the power conversion device 1, the control unit 400 determines that the pulsation according to the physical quantities detected by the physical quantity detection units 501 to 505 is the drive pattern of the motor 314 connected to the inverter 310 from the inverter 310, which is a power converter. The operation of inverter 310 is controlled so that the charging and discharging current of capacitor 210 is suppressed. Thereby, the power conversion device 1 can suppress deterioration of the smoothing capacitor 210.
実施の形態9.
 実施の形態1から実施の形態6の電力変換装置1において、交流電源である商用電源110を短絡する短絡部のスイッチング回数を負荷条件に対応して変化させる場合でも直流電圧の変動を抑制することが可能な制御を行う場合について説明する。具体的に、実施の形態1の電力変換装置1を例にして説明する。
Embodiment 9.
In the power conversion device 1 of Embodiment 1 to Embodiment 6, it is possible to suppress fluctuations in DC voltage even when changing the number of times of switching of a short-circuit part that short-circuits commercial power supply 110, which is an AC power supply, in accordance with load conditions. A case will be explained in which control is possible. Specifically, the power conversion device 1 of Embodiment 1 will be explained as an example.
 図27は、実施の形態9に係る電力変換装置1の構成例を示す図である。図27に示す実施の形態9の電力変換装置1では、図1に示す実施の形態1の電力変換装置1に対して、接続される商用電源110を三相交流電願から単相交流電源に変更している。また、図27に示す実施の形態9の電力変換装置1は、図1に示す実施の形態1の電力変換装置1に対して、リアクトル135および短絡部30を追加したものである。リアクトル135は、商用電源110と整流部130との間に接続される。整流部130は、商用電源110から供給される第1の交流電力を整流して出力する。 FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration example of power conversion device 1 according to Embodiment 9. In the power converter 1 of the ninth embodiment shown in FIG. 27, the commercial power source 110 connected is changed from the three-phase AC power source to the single-phase AC power source, compared to the power converter device 1 of the first embodiment shown in FIG. are doing. Further, a power converter 1 according to the ninth embodiment shown in FIG. 27 is obtained by adding a reactor 135 and a short circuit section 30 to the power converter 1 according to the first embodiment shown in FIG. Reactor 135 is connected between commercial power supply 110 and rectifier 130 . The rectifier 130 rectifies and outputs the first AC power supplied from the commercial power source 110.
 短絡部30は、リアクトル135を介して商用電源110を短絡する。短絡部30は、リアクトル135を介して商用電源110に並列に接続されたダイオードブリッジ31と、ダイオードブリッジ31の両出力端に接続された短絡素子32とから構成される。短絡素子32が金属酸化膜半導体電界効果トランジスタである場合、短絡素子32のゲートは制御部400に接続され、制御部400からの駆動信号によって短絡素子32がオンオフする構成である。短絡素子32がオンされたとき、リアクトル135およびダイオードブリッジ31を介して商用電源110が短絡する。 The shorting section 30 short-circuits the commercial power supply 110 via the reactor 135. The shorting section 30 includes a diode bridge 31 connected in parallel to the commercial power supply 110 via a reactor 135, and a shorting element 32 connected to both output ends of the diode bridge 31. When the shorting element 32 is a metal oxide semiconductor field effect transistor, the gate of the shorting element 32 is connected to the control section 400, and the shorting element 32 is turned on and off by a drive signal from the control section 400. When the shorting element 32 is turned on, the commercial power supply 110 is short-circuited via the reactor 135 and the diode bridge 31.
 制御部400は、短絡部30の短絡動作を制御する。制御部400は、短絡動作モードの電流オープンループ制御にて、短絡部30を電源半周期中に少なくとも2回以上短絡させるように短絡素子32のオンオフを制御する。制御部400は、負荷条件に基づいて商用電源110の半周期中において短絡部30を少なくとも2回以上短絡させる。これにより、電力変換装置1は、商用電源110を短絡する短絡部30のスイッチング回数を負荷条件に対応して変化させる場合でも、直流電圧の変動を抑制することができる。 The control unit 400 controls the short circuit operation of the short circuit unit 30. The control unit 400 controls the on/off of the short circuit element 32 by current open loop control in the short circuit operation mode so that the short circuit unit 30 is short circuited at least twice or more during a half cycle of the power supply. The control unit 400 short-circuits the short circuit unit 30 at least twice during a half cycle of the commercial power supply 110 based on the load condition. Thereby, the power conversion device 1 can suppress fluctuations in the DC voltage even when changing the number of times the shorting section 30 that shorts the commercial power source 110 is switched in accordance with the load condition.
実施の形態10.
 実施の形態10では、電力変換装置1の整流部130が波形形状変更部を備え、波形形状制御信号出力部420が、整流部130の波形形状変更部にも波形形状の制御信号を出力する場合について説明する。実施の形態1の図1の電力変換装置1を例にして説明するが、他の実施の形態などの電力変換装置1にも適用可能である。
Embodiment 10.
In Embodiment 10, the rectifier 130 of the power converter 1 includes a waveform shape changing section, and the waveform shape control signal output section 420 also outputs a waveform shape control signal to the waveform shape changing section of the rectifier 130. I will explain about it. Although the power conversion device 1 of FIG. 1 of the first embodiment will be described as an example, it is also applicable to the power conversion device 1 of other embodiments.
 図28は、実施の形態10に係る電力変換装置1の構成例を示す図である。電力変換装置1において、整流部130は、整流素子131a~131fと、リアクトル135a~135cと、スイッチング素子136と、還流ダイオード137と、ダイオード138と、波形形状変更部140と、を備える。整流部130は、整流素子131a~131fによって、商用電源110から供給される電源電圧Vsの第1の交流電力を整流し、整流後の直流電力を昇圧して出力する。波形形状変更部140は、インバータ310の波形形状変更部340と同様の機能を有する。スイッチング素子136は、例えば、IGBT、MOSFET、バイポーラトランジスタなどであるが、これらに限定されない。なお、整流部130の構成は、図28の例に限定されない。整流部130は、整流素子131a~131fのうちの1つ以上の整流素子をスイッチング素子で構成してもよい。また、電力変換装置1は、スイッチング素子136の周辺に、物理量検出部502と同様の物理量検出部、すなわちスイッチング素子136のスイッチングによって電力変換装置1で発生する損失と相関のある物理量を検出する物理量検出部を備えていてもよい。 FIG. 28 is a diagram showing a configuration example of the power conversion device 1 according to the tenth embodiment. In the power conversion device 1, the rectifier 130 includes rectifying elements 131a to 131f, reactors 135a to 135c, a switching element 136, a freewheeling diode 137, a diode 138, and a waveform shape changing unit 140. The rectifier 130 rectifies the first AC power of the power supply voltage Vs supplied from the commercial power supply 110 using the rectifier elements 131a to 131f, and boosts and outputs the rectified DC power. The waveform shape changing section 140 has the same function as the waveform shape changing section 340 of the inverter 310. The switching element 136 is, for example, an IGBT, a MOSFET, a bipolar transistor, etc., but is not limited thereto. Note that the configuration of the rectifier 130 is not limited to the example shown in FIG. 28. In the rectifying section 130, one or more of the rectifying elements 131a to 131f may be configured with a switching element. The power conversion device 1 also includes a physical quantity detection unit similar to the physical quantity detection unit 502 around the switching element 136, that is, a physical quantity that detects a physical quantity correlated with the loss generated in the power conversion device 1 due to switching of the switching element 136. It may also include a detection section.
 基本パルス生成部410は、整流部130のスイッチング素子136の動作を制御するための基本パルスを波形形状制御信号出力部420に出力する。波形形状制御信号出力部420は、波形形状変更部140の動作を制御するための制御信号を波形形状変更部140に出力する。本実施の形態において、波形形状制御信号出力部420は、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量に応じて、整流部130の波形形状変更部140でスイッチング素子136のスイッチング波形を変更する際のスイッチング素子136のスイッチング波形の波形形状を設定し、設定した波形形状を示す制御信号を出力する。具体的には、波形形状制御信号出力部420は、基本パルス生成部410で生成された整流部130のスイッチング素子136の動作を制御するための基本パルスに基づいてスイッチング素子136をオンオフする際、整流部130の波形形状変更部140が実際にスイッチング素子136を駆動するためにスイッチング素子136に出力する駆動信号の大きさ、および駆動信号を出力するタイミングを制御する。波形形状制御信号出力部420は、波形形状変更部140の動作を制御するための制御信号を波形形状変更部140に出力する。 The basic pulse generation section 410 outputs a basic pulse for controlling the operation of the switching element 136 of the rectification section 130 to the waveform shape control signal output section 420. Waveform shape control signal output section 420 outputs a control signal for controlling the operation of waveform shape modification section 140 to waveform shape modification section 140 . In this embodiment, the waveform shape control signal output section 420 controls the switching waveform of the switching element 136 in the waveform shape changing section 140 of the rectifying section 130 according to the physical quantities detected by the physical quantity detecting sections 501, 502, 504, and 505. The waveform shape of the switching waveform of the switching element 136 when changing is set, and a control signal indicating the set waveform shape is output. Specifically, when the waveform shape control signal output unit 420 turns on and off the switching element 136 based on the basic pulse for controlling the operation of the switching element 136 of the rectifier 130, which is generated by the basic pulse generation unit 410, The waveform shape changing unit 140 of the rectifying unit 130 controls the magnitude of the drive signal output to the switching element 136 and the timing of outputting the drive signal in order to actually drive the switching element 136. Waveform shape control signal output section 420 outputs a control signal for controlling the operation of waveform shape modification section 140 to waveform shape modification section 140 .
 波形形状変更部140は、スイッチング素子136のスイッチング波形の波形形状を変更可能である。波形形状変更部140は、スイッチング素子136のスイッチング波形の波形形状として、2以上の波形形状を出力可能である。また、波形形状変更部140は、図28に示すように、スイッチング素子136を含む電力変換器である整流部130に含まれる。波形形状変更部140の構成は、図9に示す実施の形態1の波形形状変更部340の構成と同様である。すなわち、波形形状変更部140およびスイッチング素子136は、1つのデジタルゲートドライバモジュールによって構成される。また、波形形状変更部140は、波形形状変更部340と同様、駆動信号として、スイッチング素子136に出力するゲート電流Iではなく、スイッチング素子136に出力するゲート電圧Vを調整してもよい。 The waveform shape changing unit 140 can change the waveform shape of the switching waveform of the switching element 136. The waveform shape changing section 140 can output two or more waveform shapes as the waveform shape of the switching waveform of the switching element 136. Further, the waveform shape changing section 140 is included in the rectifying section 130, which is a power converter including a switching element 136, as shown in FIG. The configuration of waveform shape changing section 140 is similar to the configuration of waveform shape changing section 340 of Embodiment 1 shown in FIG. That is, the waveform shape changing section 140 and the switching element 136 are configured by one digital gate driver module. Further, like the waveform shape changing unit 340, the waveform shape changing unit 140 may adjust the gate voltage VG output to the switching element 136 instead of the gate current IG outputting to the switching element 136 as a drive signal. .
 このように、波形形状変更部140は、波形形状制御信号出力部420から出力される制御信号に基づいて、スイッチング素子136のスイッチング波形の波形形状について、スイッチング素子136のターンオン期間およびターンオフ期間のうち少なくとも1つの期間を2以上に分割し、分割した各期間においてスイッチング素子136に対するゲート電流Iまたはゲート電圧Vの振幅を異なる大きさに変更可能である。また、波形形状変更部140は、複数のトランジスタを備え、波形形状制御信号出力部420から出力される制御信号に基づいて動作させるトランジスタの数を変更することで、ゲート電流Iまたはゲート電圧Vの振幅を変更することができる。これにより、電力変換装置1は、実施の形態1と同様の動作を行うことによって、波形形状制御信号出力部420および波形形状変更部140によって、整流部130のスイッチング素子136のスイッチング波形の波形形状を変更することができる。また、電力変換装置1は、スイッチング素子136で発生するノイズおよび損失を物理量に応じて変更可能である。 In this way, the waveform shape changing section 140 changes the waveform shape of the switching waveform of the switching element 136 between the turn-on period and the turn-off period of the switching element 136 based on the control signal output from the waveform shape control signal output section 420. At least one period can be divided into two or more periods, and the amplitude of the gate current IG or gate voltage VG applied to the switching element 136 can be changed to a different magnitude in each divided period. In addition, the waveform shape changing section 140 includes a plurality of transistors, and changes the number of transistors to be operated based on the control signal output from the waveform shape control signal output section 420, thereby increasing the gate current IG or the gate voltage V. The amplitude of G can be changed. Thereby, by performing the same operation as in the first embodiment, the power converter 1 changes the waveform shape of the switching waveform of the switching element 136 of the rectifier 130 by the waveform shape control signal output section 420 and the waveform shape changing section 140. can be changed. Further, the power conversion device 1 can change noise and loss generated in the switching element 136 according to physical quantities.
 以上説明したように、本実施の形態によれば、電力変換装置1において、制御部400の波形形状制御信号出力部420は、物理量検出部501,502,504,505で検出された物理量に応じて、整流部130の波形形状変更部140でスイッチング素子136のスイッチング波形を変更する際の制御信号を出力する。整流部130の波形形状変更部140は、波形形状制御信号出力部420から出力される制御信号に基づいて、スイッチング素子136に出力するゲート電流Iまたはゲート電圧Vを変更することで、スイッチング素子136のスイッチング波形の波形形状を変更する。波形形状変更部140は、実施の形態1の波形形状変更部340がスイッチング素子311aのスイッチング波形の波形形状を変更するのと同じように、スイッチング素子136のスイッチング波形の波形形状を変更することができる。これにより、電力変換装置1は、フィードバック制御によって所望の運転状態に制御できる。また、電力変換装置1は、回路規模の増大を抑制しつつ、スイッチング素子136のスイッチング速度を変更することができる。電力変換装置1は、1回のスイッチング期間においてスイッチング素子136に出力するゲート電流Iまたはゲート電圧Vを細かく調整することで、特許文献1などの方式では実現できなかったスイッチング素子136のスイッチング波形の波形形状を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the power conversion device 1, the waveform shape control signal output section 420 of the control section 400 responds to the physical quantities detected by the physical quantity detection sections 501, 502, 504, and 505. Then, the waveform shape changing section 140 of the rectifying section 130 outputs a control signal when changing the switching waveform of the switching element 136. The waveform shape changing section 140 of the rectifying section 130 changes the gate current IG or gate voltage VG output to the switching element 136 based on the control signal output from the waveform shape control signal output section 420, thereby performing switching. The waveform shape of the switching waveform of the element 136 is changed. The waveform shape changing section 140 can change the waveform shape of the switching waveform of the switching element 136 in the same way that the waveform shape changing section 340 of the first embodiment changes the waveform shape of the switching waveform of the switching element 311a. can. Thereby, the power converter 1 can be controlled to a desired operating state by feedback control. Moreover, the power conversion device 1 can change the switching speed of the switching element 136 while suppressing an increase in circuit scale. The power conversion device 1 finely adjusts the gate current IG or gate voltage VG output to the switching element 136 in one switching period, thereby achieving switching of the switching element 136 that could not be achieved with the method disclosed in Patent Document 1. A waveform shape of a waveform can be realized.
実施の形態11.
 図29は、実施の形態11に係る冷凍サイクル適用機器900の構成例を示す図である。実施の形態11に係る冷凍サイクル適用機器900は、実施の形態1で説明した電力変換装置1を備える。実施の形態11に係る冷凍サイクル適用機器900は、実施の形態2から実施の形態6で説明した電力変換装置1を備えることも可能である。実施の形態11に係る冷凍サイクル適用機器900は、空気調和機、冷蔵庫、冷凍庫、ヒートポンプ給湯器といった冷凍サイクルを備える製品に適用することが可能である。なお、図29において、実施の形態1と同様の機能を有する構成要素には、実施の形態1と同一の符号を付している。
Embodiment 11.
FIG. 29 is a diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle application device 900 according to the eleventh embodiment. Refrigeration cycle application equipment 900 according to Embodiment 11 includes power conversion device 1 described in Embodiment 1. Refrigeration cycle application equipment 900 according to Embodiment 11 can also include power conversion device 1 described in Embodiments 2 to 6. The refrigeration cycle application device 900 according to Embodiment 11 can be applied to products equipped with a refrigeration cycle, such as air conditioners, refrigerators, freezers, and heat pump water heaters. Note that in FIG. 29, components having the same functions as in the first embodiment are given the same reference numerals as in the first embodiment.
 冷凍サイクル適用機器900は、実施の形態1におけるモータ314を内蔵した圧縮機315と、四方弁902と、室内熱交換器906と、膨張弁908と、室外熱交換器910とが冷媒配管912を介して取り付けられている。 Refrigeration cycle application equipment 900 includes a compressor 315 with built-in motor 314 in Embodiment 1, a four-way valve 902, an indoor heat exchanger 906, an expansion valve 908, and an outdoor heat exchanger 910 that connect refrigerant piping 912. It is attached through.
 圧縮機315の内部には、冷媒を圧縮する圧縮機構904と、圧縮機構904を動作させるモータ314とが設けられている。 A compression mechanism 904 that compresses the refrigerant and a motor 314 that operates the compression mechanism 904 are provided inside the compressor 315.
 冷凍サイクル適用機器900は、四方弁902の切替動作により暖房運転又は冷房運転をすることができる。圧縮機構904は、可変速制御されるモータ314によって駆動される。 The refrigeration cycle applicable equipment 900 can perform heating operation or cooling operation by switching the four-way valve 902. The compression mechanism 904 is driven by a variable speed controlled motor 314.
 暖房運転時には、実線矢印で示すように、冷媒が圧縮機構904で加圧されて送り出され、四方弁902、室内熱交換器906、膨張弁908、室外熱交換器910及び四方弁902を通って圧縮機構904に戻る。 During heating operation, as shown by the solid arrow, the refrigerant is pressurized by the compression mechanism 904 and sent out, passing through the four-way valve 902, indoor heat exchanger 906, expansion valve 908, outdoor heat exchanger 910, and four-way valve 902. Returning to the compression mechanism 904.
 冷房運転時には、破線矢印で示すように、冷媒が圧縮機構904で加圧されて送り出され、四方弁902、室外熱交換器910、膨張弁908、室内熱交換器906及び四方弁902を通って圧縮機構904に戻る。 During cooling operation, the refrigerant is pressurized by the compression mechanism 904 and sent out, passing through the four-way valve 902, the outdoor heat exchanger 910, the expansion valve 908, the indoor heat exchanger 906, and the four-way valve 902, as shown by the dashed arrow. Returning to the compression mechanism 904.
 暖房運転時には、室内熱交換器906が凝縮器として作用して熱放出を行い、室外熱交換器910が蒸発器として作用して熱吸収を行う。冷房運転時には、室外熱交換器910が凝縮器として作用して熱放出を行い、室内熱交換器906が蒸発器として作用し、熱吸収を行う。膨張弁908は、冷媒を減圧して膨張させる。 During heating operation, the indoor heat exchanger 906 acts as a condenser and releases heat, and the outdoor heat exchanger 910 acts as an evaporator and absorbs heat. During cooling operation, the outdoor heat exchanger 910 acts as a condenser and releases heat, and the indoor heat exchanger 906 acts as an evaporator and absorbs heat. The expansion valve 908 reduces the pressure of the refrigerant and expands it.
 なお、冷凍サイクル適用機器900は、規定されているノイズの範囲内で運転していても、モータ314の負荷状態が軽負荷から重負荷に変化すると、図7に示すようにスイッチング素子311a~311fなどで発生するノイズおよび損失の特性を示すカーブは右上の方に推移し、結果的にノイズが増えることになる。そのため、冷凍サイクル適用機器900は、スイッチング素子311a~311fなどのスイッチング速度を遅くすることで、スイッチング素子311a~311fなどで発生するノイズを小さくすることができる。同様に、冷凍サイクル適用機器900は、規定されている損失の範囲内で運転していても、モータ314の負荷状態が軽負荷から重負荷に変化すると、図7に示すようにスイッチング素子311a~311fなどで発生するノイズおよび損失の特性を示すカーブは右上の方に推移し、結果的に損失が増えることになる。そのため、冷凍サイクル適用機器900は、スイッチング素子311a~311fなどのスイッチング速度を速くすることで、スイッチング素子311a~311fなどで発生する損失を小さくすることができる。 Note that even if the refrigeration cycle application equipment 900 is operated within a specified noise range, when the load state of the motor 314 changes from light load to heavy load, switching elements 311a to 311f are activated as shown in FIG. The curve showing the characteristics of the noise and loss generated in such cases moves toward the upper right, resulting in an increase in noise. Therefore, the refrigeration cycle application equipment 900 can reduce the noise generated in the switching elements 311a to 311f by slowing down the switching speed of the switching elements 311a to 311f. Similarly, even if the refrigeration cycle application equipment 900 is operated within the specified loss range, when the load state of the motor 314 changes from light load to heavy load, the switching elements 311a to 311a as shown in FIG. The curve showing the characteristics of noise and loss generated in 311f and the like moves toward the upper right, resulting in an increase in loss. Therefore, the refrigeration cycle applicable equipment 900 can reduce the loss generated in the switching elements 311a to 311f by increasing the switching speed of the switching elements 311a to 311f.
 ここで、冷凍サイクル適用機器900が備える電力変換装置1において、インバータ310に含まれる波形形状変更部340およびスイッチング素子311a~311fによって構成されるデジタルゲートドライバモジュールは、スイッチング速度が速いとサージ電圧が大きくなり、電磁ノイズが多く発生する。冷凍サイクル適用機器900は、燃焼性のある冷媒を使用する場合、冷媒が漏れた際に電磁ノイズが起因となる放電によって燃焼する可能性がある。そのため、冷凍サイクル適用機器900は、冷凍サイクル適用機器900で使用される冷媒の燃焼性に応じて、電力変換装置1が備えるデジタルゲートドライバモジュールのスイッチング速度を設定する。例えば、冷凍サイクル適用機器900は、冷凍サイクル適用機器900で使用される冷媒の燃焼性が高いほど、電力変換装置1が備えるデジタルゲートドライバモジュールのスイッチング速度を遅くする。冷凍サイクル適用機器900は、デジタルゲートドライバモジュールのスイッチング速度を遅くすることでサージ電圧を小さくでき、電磁ノイズが起因となる放電の発生を抑えることで、仮に冷凍サイクル適用機器900から冷媒が漏れた場合でも燃焼することを防止することができる。 Here, in the power conversion device 1 included in the refrigeration cycle application equipment 900, the digital gate driver module configured by the waveform shape changing section 340 and the switching elements 311a to 311f included in the inverter 310 has a high switching speed and a surge voltage. becomes larger and generates more electromagnetic noise. When the refrigeration cycle application equipment 900 uses a combustible refrigerant, there is a possibility that the refrigerant will burn due to discharge caused by electromagnetic noise when the refrigerant leaks. Therefore, the refrigeration cycle application equipment 900 sets the switching speed of the digital gate driver module included in the power conversion device 1 according to the combustibility of the refrigerant used in the refrigeration cycle application equipment 900. For example, the refrigeration cycle application equipment 900 decreases the switching speed of the digital gate driver module included in the power converter 1 as the flammability of the refrigerant used in the refrigeration cycle application equipment 900 increases. The refrigeration cycle application equipment 900 can reduce the surge voltage by slowing down the switching speed of the digital gate driver module, and by suppressing the occurrence of discharge caused by electromagnetic noise, even if refrigerant leaks from the refrigeration cycle application equipment 900. It is possible to prevent combustion even in some cases.
 冷凍サイクル適用機器900で使用される冷媒は、例えば、R1234yf、R1234ze(E)、R1243zf、HFO1123、HFO1132(E)、R1132a、CF3I、R290、R463A、R466A、R454A、R454B、R454Cなどである。 Refrigerants used in the refrigeration cycle application equipment 900 include, for example, R1234yf, R1234ze (E), R1243zf, HFO1123, HFO1132 (E), R1132a, CF3I, R290, R463A, R466A, R454A, R454B, and R454C.
 以上の実施の形態に示した構成は、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、実施の形態同士を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。 The configurations shown in the embodiments above are merely examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, within the scope of the gist. It is also possible to omit or change part of the configuration.
 1 電力変換装置、2 モータ駆動装置、11 モデル偏差演算部、12 電流推定器、13 減算器、14 偏差演算器、21 第1の角速度推定部、22 第2の角速度推定部、23 加算器、30 短絡部、31 ダイオードブリッジ、32 短絡素子、101 速度推定装置、110 商用電源、130 整流部、131a~131f 整流素子、135,135a~135c リアクトル、136,311a~311f スイッチング素子、137,312a~312f 還流ダイオード、138 ダイオード、140,340 波形形状変更部、210 コンデンサ、310 インバータ、314 モータ、315 圧縮機、400 制御部、410 基本パルス生成部、420 波形形状制御信号出力部、421 設定部、422 特徴量抽出部、423 記憶部、424 状態診断部、501~505 物理量検出部、510 トロイダルコア、900 冷凍サイクル適用機器、902 四方弁、904 圧縮機構、906 室内熱交換器、908 膨張弁、910 室外熱交換器、912 冷媒配管。 1 power conversion device, 2 motor drive device, 11 model deviation calculation unit, 12 current estimator, 13 subtractor, 14 deviation calculation unit, 21 first angular velocity estimation unit, 22 second angular velocity estimation unit, 23 adder, 30 Short circuit part, 31 Diode bridge, 32 Short circuit element, 101 Speed estimation device, 110 Commercial power supply, 130 Rectifier part, 131a to 131f Rectifier element, 135, 135a to 135c Reactor, 136, 311a to 311f Switching element, 137, 3 12a~ 312f Freewheeling diode, 138 Diode, 140, 340 Waveform shape changing section, 210 Capacitor, 310 Inverter, 314 Motor, 315 Compressor, 400 Control section, 410 Basic pulse generation section, 420 Waveform shape control signal output section, 421 Setting section, 422 Feature extraction unit, 423 Storage unit, 424 State diagnosis unit, 501 to 505 Physical quantity detection unit, 510 Toroidal core, 900 Refrigeration cycle application equipment, 902 Four-way valve, 904 Compression mechanism, 906 Indoor heat exchanger, 908 Expansion valve, 910 Outdoor heat exchanger, 912 Refrigerant piping.

Claims (20)

  1.  電力変換を行う電力変換装置であって、
     直流電力を交流電力に変換するインバータに含まれる1以上のスイッチング素子と、
     前記スイッチング素子のスイッチング波形の波形形状を変更可能な波形形状変更部と、
     前記スイッチング素子のスイッチングによって前記電力変換装置で発生する電磁ノイズおよび損失のうち少なくとも1つと相関のある物理量を検出する物理量検出部と、
     前記物理量に応じて、前記波形形状変更部で前記スイッチング素子の前記スイッチング波形を変更する際の制御信号を出力する波形形状制御信号出力部と、
     を備える電力変換装置。
    A power conversion device that performs power conversion,
    One or more switching elements included in an inverter that converts DC power to AC power;
    a waveform shape changing section capable of changing the waveform shape of the switching waveform of the switching element;
    a physical quantity detection unit that detects a physical quantity correlated with at least one of electromagnetic noise and loss generated in the power converter due to switching of the switching element;
    a waveform shape control signal output unit that outputs a control signal when changing the switching waveform of the switching element in the waveform shape changing unit according to the physical quantity;
    A power conversion device comprising:
  2.  前記波形形状制御信号出力部は、
     前記物理量が前記電磁ノイズと相関がある場合、前記物理量および前記電力変換装置において許容される前記電磁ノイズの電磁ノイズ閾値に基づいて前記スイッチング素子の前記スイッチング波形の波形形状を変更し、
     前記物理量が前記損失と相関がある場合、前記物理量および前記電力変換装置において許容される前記損失の損失閾値に基づいて前記スイッチング素子の前記スイッチング波形の波形形状を変更し、
     前記物理量が前記電磁ノイズおよび前記損失と相関がある場合、前記物理量、前記電磁ノイズ閾値、および前記損失閾値に基づいて前記スイッチング素子の前記スイッチング波形の波形形状を変更する設定部、
     を備える請求項1に記載の電力変換装置。
    The waveform shape control signal output section includes:
    when the physical quantity has a correlation with the electromagnetic noise, changing the waveform shape of the switching waveform of the switching element based on the physical quantity and an electromagnetic noise threshold of the electromagnetic noise allowed in the power converter;
    when the physical quantity has a correlation with the loss, changing the waveform shape of the switching waveform of the switching element based on the physical quantity and a loss threshold of the loss allowed in the power conversion device;
    a setting unit that changes the waveform shape of the switching waveform of the switching element based on the physical quantity, the electromagnetic noise threshold, and the loss threshold when the physical quantity has a correlation with the electromagnetic noise and the loss;
    The power conversion device according to claim 1, comprising:
  3.  前記波形形状制御信号出力部は、
     前記物理量から特徴量を抽出する特徴量抽出部、
     を備え、
     前記設定部は、前記特徴量に応じて、前記波形形状変更部で変更する際の前記スイッチング素子の前記スイッチング波形の波形形状を設定する、
     請求項2に記載の電力変換装置。
    The waveform shape control signal output section includes:
    a feature extraction unit that extracts a feature from the physical quantity;
    Equipped with
    The setting unit sets a waveform shape of the switching waveform of the switching element when changed by the waveform shape changing unit, according to the feature amount.
    The power conversion device according to claim 2.
  4.  前記波形形状制御信号出力部は、
     前記物理量検出部で検出された前記物理量である第1の物理量を第2の物理量として記憶し、前記第1の物理量のときに前記設定部で設定された前記スイッチング素子の前記スイッチング波形の波形形状である第1の波形形状を第2の波形形状として前記第2の物理量に関連付けて記憶する記憶部、
     を備える請求項2に記載の電力変換装置。
    The waveform shape control signal output section includes:
    A first physical quantity, which is the physical quantity detected by the physical quantity detection unit, is stored as a second physical quantity, and a waveform shape of the switching waveform of the switching element set by the setting unit when the first physical quantity is the first physical quantity. a storage unit that stores a first waveform shape as a second waveform shape in association with the second physical quantity;
    The power conversion device according to claim 2, comprising:
  5.  前記波形形状制御信号出力部は、
     前記物理量検出部で検出された前記第1の物理量と、前記第1の物理量に応じて前記設定部で設定された前記第1の波形形状と同じ波形形状の前記第2の波形形状に関連付けられて前記記憶部に記憶されている前記第2の物理量とに基づいて、前記電力変換装置の動作状態を診断し、前記設定部から前記波形形状変更部への設定した前記波形形状を示す前記制御信号の出力を制御する状態診断部、
     を備える請求項4に記載の電力変換装置。
    The waveform shape control signal output section includes:
    The first physical quantity detected by the physical quantity detection unit is associated with the second waveform shape having the same waveform shape as the first waveform shape set by the setting unit according to the first physical quantity. and the second physical quantity stored in the storage unit, the operating state of the power conversion device is diagnosed, and the control unit indicates the set waveform shape from the setting unit to the waveform shape changing unit. a status diagnostic unit that controls signal output;
    The power conversion device according to claim 4, comprising:
  6.  前記記憶部は、さらに、前記インバータの運転情報である第1の運転情報を第2の運転情報として、前記第2の物理量および前記第2の波形形状と関連付けて記憶し、
     前記波形形状制御信号出力部は、さらに、
     前記物理量検出部で検出された前記第1の物理量と、前記第1の物理量および前記第1の運転情報に応じて前記設定部で設定された前記第1の波形形状と同じ波形形状の前記第2の波形形状および前記第2の運転情報に関連付けられて前記記憶部に記憶されている前記第2の物理量とに基づいて、前記電力変換装置の動作状態を診断し、前記設定部から前記波形形状変更部への設定した前記波形形状を示す前記制御信号の出力を制御する状態診断部、
     を備える請求項4に記載の電力変換装置。
    The storage unit further stores first operation information, which is operation information of the inverter, as second operation information in association with the second physical quantity and the second waveform shape,
    The waveform shape control signal output section further includes:
    The first physical quantity detected by the physical quantity detection unit, and the first waveform having the same waveform shape as the first waveform shape set by the setting unit according to the first physical quantity and the first operation information. The operating state of the power converter is diagnosed based on the waveform shape of 2 and the second physical quantity stored in the storage unit in association with the second operating information, and the waveform shape is determined from the setting unit. a state diagnosis unit that controls output of the control signal indicating the set waveform shape to the shape change unit;
    The power conversion device according to claim 4, comprising:
  7.  前記波形形状制御信号出力部は、
     前記特徴量抽出部で抽出された前記特徴量である第1の特徴量を第2の特徴量として記憶し、前記第1の特徴量のときに前記設定部で設定された前記スイッチング素子の前記スイッチング波形の波形形状である第1の波形形状を第2の波形形状として前記第2の特徴量に関連付けて記憶する記憶部、
     を備える請求項3に記載の電力変換装置。
    The waveform shape control signal output section includes:
    A first feature amount, which is the feature amount extracted by the feature amount extracting unit, is stored as a second feature amount, and when the first feature amount is the feature amount, the first feature amount, which is the feature amount, is a storage unit that stores a first waveform shape, which is a waveform shape of a switching waveform, as a second waveform shape in association with the second feature amount;
    The power conversion device according to claim 3, comprising:
  8.  前記波形形状制御信号出力部は、
     前記特徴量抽出部で抽出された前記第1の特徴量と、前記第1の特徴量に応じて前記設定部で設定された前記第1の波形形状と同じ波形形状の前記第2の波形形状に関連付けられて前記記憶部に記憶されている前記第2の特徴量とに基づいて、前記電力変換装置の動作状態を診断し、前記設定部から前記波形形状変更部への設定した前記波形形状を示す前記制御信号の出力を制御する状態診断部、
     を備える請求項7に記載の電力変換装置。
    The waveform shape control signal output section includes:
    the first feature amount extracted by the feature amount extraction unit; and the second waveform shape having the same waveform shape as the first waveform shape set by the setting unit according to the first feature amount. The operating state of the power conversion device is diagnosed based on the second feature quantity stored in the storage unit in association with a state diagnosis unit that controls the output of the control signal indicating
    The power conversion device according to claim 7, comprising:
  9.  前記記憶部は、さらに、前記インバータの運転情報である第1の運転情報を第2の運転情報として、前記第2の特徴量および前記第2の波形形状と関連付けて記憶し、
     前記波形形状制御信号出力部は、さらに、
     前記特徴量抽出部で抽出された前記第1の特徴量と、前記第1の特徴量および前記第1の運転情報に応じて前記設定部で設定された前記第1の波形形状と同じ波形形状の前記第2の波形形状および前記第2の運転情報に関連付けられて前記記憶部に記憶されている前記第2の特徴量とに基づいて、前記電力変換装置の動作状態を診断し、前記設定部から前記波形形状変更部への設定した前記波形形状を示す前記制御信号の出力を制御する状態診断部、
     を備える請求項7に記載の電力変換装置。
    The storage unit further stores first operating information, which is operating information of the inverter, as second operating information in association with the second feature amount and the second waveform shape,
    The waveform shape control signal output section further includes:
    a waveform shape that is the same as the first feature amount extracted by the feature amount extraction unit and the first waveform shape set by the setting unit according to the first feature amount and the first driving information; The operating state of the power converter is diagnosed based on the second waveform shape and the second feature stored in the storage unit in association with the second operating information, and a state diagnosis unit that controls output of the control signal indicating the set waveform shape from the waveform shape changing unit;
    The power conversion device according to claim 7, comprising:
  10.  前記電磁ノイズと相関のある物理量を検出する前記物理量検出部は、コモンモードトランスによって構成される、
     請求項1から9のいずれか1つに記載の電力変換装置。
    The physical quantity detection unit that detects a physical quantity correlated with the electromagnetic noise is configured by a common mode transformer.
    The power conversion device according to any one of claims 1 to 9.
  11.  前記波形形状制御信号出力部は、機械学習によって得られた学習結果を用いて、前記波形形状変更部による前記スイッチング素子の前記スイッチング波形の波形形状を変更する、
     請求項1から10のいずれか1つに記載の電力変換装置。
    The waveform shape control signal output unit changes the waveform shape of the switching waveform of the switching element by the waveform shape changing unit, using learning results obtained by machine learning.
    The power conversion device according to any one of claims 1 to 10.
  12.  前記スイッチング素子を含む前記インバータは、さらに前記波形形状変更部を含む、
     請求項1から11のいずれか1つに記載の電力変換装置。
    The inverter including the switching element further includes the waveform shape changing section.
    The power conversion device according to any one of claims 1 to 11.
  13.  交流電動機の電圧、電流、および推定角速度に基づきモデル偏差を演算するモデル偏差演算部と、前記モデル偏差に基づき実角速度の直流成分を含む低周波成分として第1の推定角速度を演算する第1の角速度推定部と、前記モデル偏差に含まれる特定の高周波成分に基づき実角速度の高周波成分として第2の推定角速度を演算する第2の角速度推定部と、前記第1の推定角速度と前記第2の推定角速度とを加算する加算器と、を備え、前記第1の推定角速度と前記第2の推定角速度との加算値を前記推定角速度として前記モデル偏差演算部にフィードバックする速度推定装置、
     を備える請求項1から12のいずれか1つに記載の電力変換装置。
    a model deviation calculation unit that calculates a model deviation based on the voltage, current, and estimated angular velocity of the AC motor; and a first estimated angular velocity that calculates a first estimated angular velocity as a low frequency component including a DC component of the actual angular velocity based on the model deviation. an angular velocity estimation section; a second angular velocity estimation section that calculates a second estimated angular velocity as a high frequency component of the actual angular velocity based on a specific high frequency component included in the model deviation; an adder for adding estimated angular velocities;
    The power conversion device according to any one of claims 1 to 12.
  14.  商用電源から供給される交流電力を整流する整流部と、
     前記整流部の出力端に接続されるコンデンサと、
     前記波形形状制御信号出力部を含み、前記物理量検出部で検出された前記物理量に応じた脈動が前記インバータから前記インバータに接続されるモータの駆動パターンに重畳されるように前記インバータの動作を制御し、前記コンデンサの充放電電流を抑制する制御部、
     を備える請求項1から12のいずれか1つに記載の電力変換装置。
    a rectifier that rectifies AC power supplied from a commercial power source;
    a capacitor connected to the output end of the rectifier;
    The control circuit includes the waveform shape control signal output section, and controls the operation of the inverter so that pulsation according to the physical quantity detected by the physical quantity detection section is superimposed on a drive pattern of a motor connected to the inverter. and a control unit that suppresses charging and discharging current of the capacitor;
    The power conversion device according to any one of claims 1 to 12.
  15.  商用電源から供給される交流電力を整流する整流部と、
     リアクトルを介して前記商用電源を短絡する短絡部と、
     前記波形形状制御信号出力部を含み、前記短絡部の短絡動作を制御する制御部と、
     を備え、
     前記制御部は、負荷条件に基づいて前記商用電源の半周期中において前記短絡部を少なくとも2回以上短絡させる、
     請求項1から12のいずれか1つに記載の電力変換装置。
    a rectifier that rectifies AC power supplied from a commercial power source;
    a shorting section that shorts the commercial power supply via a reactor;
    a control section that includes the waveform shape control signal output section and controls a short circuit operation of the short circuit section;
    Equipped with
    The control unit shorts the shorting portion at least twice during a half cycle of the commercial power supply based on a load condition.
    The power conversion device according to any one of claims 1 to 12.
  16.  商用電源から供給される交流電力を整流する整流部、
     を備え、
     前記整流部は、
     1以上のスイッチング素子と、
     前記整流部の前記スイッチング素子のスイッチング波形の波形形状を変更可能な波形形状変更部と、
     を備え、
     前記波形形状制御信号出力部は、前記物理量に応じて、前記整流部の前記波形形状変更部で前記整流部の前記スイッチング素子の前記スイッチング波形を変更する際の前記制御信号を出力する、
     請求項1から15のいずれか1つに記載の電力変換装置。
    A rectifier that rectifies AC power supplied from a commercial power source,
    Equipped with
    The rectifying section includes:
    one or more switching elements;
    a waveform shape changing section capable of changing the waveform shape of a switching waveform of the switching element of the rectifying section;
    Equipped with
    The waveform shape control signal output section outputs the control signal when changing the switching waveform of the switching element of the rectification section in the waveform shape change section of the rectification section according to the physical quantity.
    The power conversion device according to any one of claims 1 to 15.
  17.  請求項1から16のいずれか1つに記載の電力変換装置を備えるモータ駆動装置。 A motor drive device comprising the power conversion device according to any one of claims 1 to 16.
  18.  請求項1から16のいずれか1つに記載の電力変換装置を備える冷凍サイクル適用機器。 A refrigeration cycle application device comprising the power conversion device according to any one of claims 1 to 16.
  19.  使用される冷媒は、R1234yf、R1234ze(E)、R1243zf、HFO1123、HFO1132(E)、R1132a、CF3I、R290、R463A、R466A、R454A、R454B、R454Cのいずれかである、
     請求項18に記載の冷凍サイクル適用機器。
    The refrigerant used is any of R1234yf, R1234ze (E), R1243zf, HFO1123, HFO1132 (E), R1132a, CF3I, R290, R463A, R466A, R454A, R454B, R454C,
    The refrigeration cycle application equipment according to claim 18.
  20.  前記冷媒の燃焼性に応じて、前記電力変換装置が備えるデジタルゲートドライバモジュールのスイッチング速度を設定する、
     請求項19に記載の冷凍サイクル適用機器。
    setting a switching speed of a digital gate driver module included in the power conversion device according to flammability of the refrigerant;
    The refrigeration cycle application equipment according to claim 19.
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