WO2024075163A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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WO2024075163A1
WO2024075163A1 PCT/JP2022/036990 JP2022036990W WO2024075163A1 WO 2024075163 A1 WO2024075163 A1 WO 2024075163A1 JP 2022036990 W JP2022036990 W JP 2022036990W WO 2024075163 A1 WO2024075163 A1 WO 2024075163A1
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WO
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power
power consumption
unit
motor
conversion device
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Application number
PCT/JP2022/036990
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English (en)
French (fr)
Inventor
慎也 豊留
和徳 畠山
亮一 佐々木
浩一 有澤
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop

Definitions

  • This disclosure relates to a power conversion device that converts AC power into a desired power, a motor drive device, and a refrigeration cycle application device.
  • Patent Document 1 discloses a technology in which a drive device for an electric motor accurately calculates power consumption.
  • the motor drive device of the above-mentioned conventional technology has a problem in that, even if various sensors are installed depending on the application and power consumption can be calculated for multiple points, it is not possible to select the appropriate power consumption and use it for control.
  • the present disclosure has been made in consideration of the above, and aims to obtain a power conversion device that can reduce power consumption.
  • the present disclosure provides a power conversion device connected to a motor.
  • the power conversion device includes a rectifier that rectifies a first AC power supplied from a commercial power source, a capacitor connected to the output terminal of the rectifier, an inverter connected to both ends of the capacitor that generates a second AC power and outputs it to the motor, and a control device that controls the operation of the inverter to control the rotation speed of the motor.
  • the control device is capable of calculating power consumption for multiple locations, and generates a d-axis current command value for the d-axis represented in a dq rotating coordinate system so as to reduce the power consumption consumed by the power conversion device and the motor.
  • the power conversion device disclosed herein has the effect of reducing power consumption.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a power conversion device according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an inverter included in a power conversion device according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a control device provided in a power conversion device according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a power calculation unit included in a control device for a power conversion device according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a d-axis current command value generating unit included in an inverter control unit of a control device in a power conversion device according to the first embodiment
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a voltage command value calculation unit included in a control device for a power conversion device according to a first embodiment; 1 is a flowchart showing the operation of a power conversion device according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a hardware configuration for implementing a control device included in a power conversion device according to a first embodiment;
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a power conversion device according to a second embodiment;
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a control device provided in a power conversion device according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a power calculation unit included in a control device for a power conversion device according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a third power calculation unit included in the power calculation unit of the control device in the power conversion device according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle application device according to a third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a power conversion device 200 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an inverter 30 included in the power conversion device 200 according to the first embodiment.
  • the power conversion device 200 is connected to a commercial power source 1 and a motor 7.
  • the power conversion device 200 converts a first AC power of a power source voltage Vin supplied from the commercial power source 1 into a second AC power having a desired amplitude and phase, and supplies the second AC power to the motor 7.
  • the power conversion device 200 includes a reactor 2, a rectifier 3, a smoothing capacitor 5, an inverter 30, a bus voltage detection unit 10, a power source voltage detection unit 13, a line voltage detection unit 14, a bus current detection unit 40, a power source current detection unit 43, a phase current detection unit 44, and a control device 100.
  • the power conversion device 200 and the motor 7 constitute a motor drive device 400.
  • the reactor 2 is connected between the commercial power supply 1 and the rectifier 3.
  • the rectifier 3 has a bridge circuit formed by rectifier elements 131 to 134, and rectifies and outputs the first AC power of the power supply voltage Vin supplied from the commercial power supply 1.
  • the rectifier 3 performs full-wave rectification.
  • the smoothing capacitor 5 is connected to the output terminal of the rectifier 3 and is a smoothing element that smoothes the power rectified by the rectifier 3.
  • the smoothing capacitor 5 is, for example, an electrolytic capacitor, a film capacitor, or other capacitor.
  • the smoothing capacitor 5 has a capacity to smooth the power rectified by the rectifier 3, and the voltage generated in the smoothing capacitor 5 by the smoothing is not a full-wave rectified waveform of the commercial power source 1, but a waveform in which a voltage ripple according to the frequency of the commercial power source 1 is superimposed on a DC component, and does not pulsate significantly.
  • the frequency of this voltage ripple is twice the frequency of the power supply voltage Vin if the commercial power source 1 is single-phase, and is mainly six times the frequency if the commercial power source 1 is three-phase.
  • the bus voltage detection unit 10 is a detection unit that detects the voltage across the smoothing capacitor 5, i.e., the voltage between the DC buses 12a and 12b, as a bus voltage Vdc, and outputs the detected voltage value to the control device 100.
  • the power supply voltage detection unit 13 is a detection unit that detects the voltage across the commercial power supply 1, i.e., the voltage of the first AC power, as a power supply voltage Vin, and outputs the detected voltage value to the control device 100.
  • the line voltage detection unit 14 is a detection unit that detects the line voltage of the second AC power output from the power conversion device 200, i.e., the inverter 30, to the motor 7, and outputs the detected voltage value to the control device 100.
  • the line voltage detection unit 14 detects the line voltage Vuv between the u phase and the v phase, and the line voltage Vwv between the w phase and the v phase. Note that the line voltages detected by the line voltage detection unit 14 are not limited to these.
  • the bus current detection unit 40 is a detection unit that detects the bus current Idc, which is a direct current flowing from the smoothing capacitor 5 to the inverter 30, and outputs the detected current value to the control device 100.
  • the power supply current detection unit 43 is a detection unit that detects the current of the first AC power supplied from the commercial power supply 1 to the power conversion device 200 as a power supply current Iin, and outputs the detected current value to the control device 100.
  • the phase current detection unit 44 is a detection unit that detects the phase current of the second AC power output from the power conversion device 200, i.e., the inverter 30 to the motor 7, and outputs the detected current value to the control device 100.
  • the phase current detection unit 44 detects the phase current Iu of the u phase and the phase current Iw of the w phase. Note that the phase currents detected by the phase current detection unit 44 are not limited to these.
  • the inverter 30 is connected to both ends of the smoothing capacitor 5, and converts the power output from the rectifier 3 and the smoothing capacitor 5 into a second AC power having a desired amplitude and phase, i.e., generates the second AC power and outputs it to the motor 7. Specifically, the inverter 30 receives the bus voltage Vdc, generates a three-phase AC voltage with a variable frequency and voltage value, and supplies it to the motor 7 via output lines 331-333. As shown in FIG. 2, the inverter 30 includes an inverter main circuit 310 and a drive circuit 350. The input terminals of the inverter main circuit 310 are connected to the DC buses 12a and 12b.
  • the inverter main circuit 310 includes switching elements 311-316. Rectifier elements 321-326 for return current are connected in inverse parallel to each of the switching elements 311-316.
  • the drive circuit 350 generates drive signals Sr1 to Sr6 based on PWM (Pulse Width Modulation) signals Sm1 to Sm6 output from the control device 100.
  • the drive circuit 350 controls the on/off of the switching elements 311 to 316 using the drive signals Sr1 to Sr6. This enables the inverter 30 to supply a three-phase AC voltage with variable frequency and voltage to the motor 7 via the output lines 331 to 333.
  • PWM signals Sm1 to Sm6 are signals with a logic circuit signal level, i.e., a magnitude of 0V to 5V.
  • PWM signals Sm1 to Sm6 are signals with the ground potential of control device 100 as a reference potential.
  • drive signals Sr1 to Sr6 are signals with a voltage level required to control switching elements 311 to 316, for example, a magnitude of -15V to +15V.
  • Drive signals Sr1 to Sr6 are signals with a reference potential that is the potential of the negative terminal, i.e., the emitter terminal, of the corresponding switching elements 311 to 316.
  • the motor 7 rotates according to the amplitude and phase of the second AC power supplied from the inverter 30.
  • the motor 7 is used, for example, for the compression operation of a compressor, the rotation operation of a fan, etc.
  • FIG. 1 shows the motor 7 with a Y-connection of the motor windings, this is only an example and is not limiting.
  • the motor windings of the motor 7 may be a ⁇ -connection, or may be of a specification that allows switching between a Y-connection and a ⁇ -connection.
  • the reactor 2 may be arranged after the rectifier 3.
  • the power conversion device 200 may also include a boost unit, or the rectifier 3 may have the function of a boost unit.
  • the bus voltage detection unit 10, the power supply voltage detection unit 13, the line voltage detection unit 14, the bus current detection unit 40, the power supply current detection unit 43, and the phase current detection unit 44 may be collectively referred to as detection units.
  • the voltage values detected by the bus voltage detection unit 10, the power supply voltage detection unit 13, and the line voltage detection unit 14, and the current values detected by the bus current detection unit 40, the power supply current detection unit 43, and the phase current detection unit 44 may be referred to as detection values.
  • the control device 100 obtains the bus voltage Vdc from the bus voltage detection unit 10, the power supply voltage Vin from the power supply voltage detection unit 13, and the line voltages Vuv and Vwv from the line voltage detection unit 14.
  • the control device 100 also obtains the bus current Idc from the bus current detection unit 40, the power supply current Iin from the power supply current detection unit 43, and the phase currents Iu and Iw from the phase current detection unit 44.
  • the control device 100 uses the detection values detected by each detection unit to control the operation of the inverter main circuit 310, specifically, the on/off of the switching elements 311 to 316 of the inverter main circuit 310.
  • the control device 100 controls the rotation speed of the motor 7 by controlling the on/off of the switching elements 311 to 316 of the inverter main circuit 310.
  • the control device 100 does not need to use all the detection values obtained from each detection unit, and may perform control using some of the detection values.
  • the power conversion device 200 may not have a detection unit that detects detection values not used by the control device 100, although this is not shown in the figure. In other words, the power conversion device 200 only needs to have a detection unit required for each purpose, depending on the application required by the power conversion device 200.
  • the control device 100 performs control in a rotating coordinate system having a d-axis and a q-axis. It is also assumed that there is no axis error between the rotating coordinate system of the dq-axis and the ⁇ -axis coordinate system having the ⁇ -axis and the ⁇ -axis used in general control systems.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the control device 100 provided in the power conversion device 200 according to the first embodiment.
  • the control device 100 includes an operation control unit 102, an inverter control unit 110, and a power calculation unit 120.
  • the operation control unit 102 acquires command information Qe from the outside.
  • the command information Qe is information based on a temperature detected by a temperature sensor (not shown), information indicating a set temperature instructed from a remote control that is an operation unit (not shown), information on the selection of an operation mode, and information on instruction information for starting and ending operation.
  • the operation modes are, for example, heating, cooling, and dehumidification.
  • the operation control unit 102 generates a frequency command value ⁇ e * for generating a voltage command value that is a command value of a voltage to be applied to the motor 7 based on the command information Qe.
  • the operation control unit 102 can obtain the frequency command value ⁇ e * by multiplying a rotational angular velocity command value ⁇ m * that is a command value of the rotational speed of the motor 7 by the number of pole pairs Pm of the motor 7.
  • the operation control unit 102 also generates a stop signal St that is a signal for stopping the operation of the inverter 30 based on the command information Qe.
  • the operation control unit 102 outputs the frequency command value ⁇ e * to the voltage command value calculation unit 115 of the inverter control unit 110 , and outputs a stop signal St to the PWM signal generation unit 118 of the inverter control unit 110 .
  • the power calculation unit 120 can calculate the power consumption consumed by the power conversion device 200 and the motor 7 using the power supply voltage Vin obtained from the power supply voltage detection unit 13 and the power supply current Iin obtained from the power supply current detection unit 43.
  • the power calculation unit 120 can also calculate the power consumption consumed by the inverter 30 and the motor 7 using the bus voltage Vdc obtained from the bus voltage detection unit 10 and the bus current Idc obtained from the bus current detection unit 40.
  • the power calculation unit 120 can also calculate the power consumption consumed by the motor 7 using the line voltages Vuv, Vwv obtained from the line voltage detection unit 14 and the phase currents Iu, Iw obtained from the phase current detection unit 44.
  • the power calculation unit 120 outputs any of the calculated power consumptions as the power consumption P to the d-axis current command value generation unit 113 of the inverter control unit 110. The detailed configuration and operation of the power calculation unit 120 will be described later.
  • the inverter control unit 110 includes a current restoration unit 111, a three-phase to two-phase conversion unit 112, a d-axis current command value generation unit 113, a voltage command value calculation unit 115, an electrical phase calculation unit 116, a two-phase to three-phase conversion unit 117, and a PWM signal generation unit 118.
  • the current restoration unit 111 restores the phase currents iu, iv, and iw flowing through the motor 7 based on the bus current Idc detected by the bus current detection unit 40.
  • the current restoration unit 111 can restore the phase currents iu, iv, and iw by sampling the bus current Idc detected by the bus current detection unit 40 at timing determined based on the PWM signals Sm1 to Sm6 generated by the PWM signal generation unit 118.
  • the three-phase to two-phase conversion unit 112 converts the phase currents iu, iv, and iw restored by the current restoration unit 111 into a d-axis current id, which is an excitation current, and a q-axis current iq, which is a torque current, i.e., the current values of the d and q axes, using the electrical phase ⁇ e generated by the electrical phase calculation unit 116 described below.
  • the d-axis current command value generating unit 113 generates a d-axis current command value Id * in the above-mentioned rotating coordinate system. Specifically, the d-axis current command value generating unit 113 obtains an optimal d-axis current command value Id * that is most efficient for driving the motor 7 based on the q-axis current iq and the power consumption P.
  • the d-axis current command value generating unit 113 outputs a d-axis current command value Id* that is a current phase ⁇ m at which the output torque of the motor 7 is equal to or greater than a specified value or is maximized, that is, the current value is equal to or less than a specified value or is minimized, based on the q-axis current iq and the power consumption P.
  • the d-axis current command value generating unit 113 obtains the d-axis current command value Id * based on the q-axis current iq and the like, but this is an example and is not limited thereto.
  • the d-axis current command value generating unit 113 can obtain the same effect even if it obtains the d-axis current command value Id * based on the d-axis current id, the frequency command value ⁇ e * , and the like. Also, the d-axis current command value generating unit 113 may determine the d-axis current command value Id * by flux-weakening control, etc. The detailed configuration and operation of the d-axis current command value generating unit 113 will be described later.
  • the voltage command value calculation unit 115 generates a d-axis voltage command value Vd * and a q-axis voltage command value Vq* based on the frequency command value ⁇ e * acquired from the operation control unit 102, the d-axis current id and the q-axis current iq acquired from the three-phase to two-phase conversion unit 112, and the d-axis current command value Id * acquired from the d-axis current command value generation unit 113.
  • the voltage command value calculation unit 115 estimates a frequency estimated value ⁇ est based on the d-axis voltage command value Vd * , the q-axis voltage command value Vq * , the d-axis current id, and the q-axis current iq.
  • the electrical phase calculation unit 116 calculates the electrical phase ⁇ e by integrating the frequency estimate ⁇ est obtained from the voltage command value calculation unit 115.
  • the two-phase to three-phase conversion unit 117 converts the d-axis voltage command value Vd * and q-axis voltage command value Vq * obtained from the voltage command value calculation unit 115, i.e., the voltage command values in the two-phase coordinate system, into three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * , which are output voltage command values in the three-phase coordinate system, using the electrical phase ⁇ e obtained from the electrical phase calculation unit 116.
  • the PWM signal generating unit 118 generates the PWM signals Sm1 to Sm6 based on the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * acquired from the two-phase to three-phase conversion unit 117 and the stop signal St acquired from the operation control unit 102.
  • the PWM signal generating unit 118 can also stop the motor 7 by not outputting the PWM signals Sm1 to Sm6 based on the stop signal St.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example configuration of the power calculation unit 120 provided in the control device 100 of the power conversion device 200 according to the first embodiment.
  • the power calculation unit 120 includes a first power calculation unit 121, a second power calculation unit 122, a third power calculation unit 123, and an output selection unit 124.
  • the first power calculation unit 121 does not calculate the first power consumption P1 if it does not acquire the power supply voltage Vin from the power supply voltage detection unit 13 and does not acquire the power supply current Iin from the power supply current detection unit 43, or if the power conversion device 200 does not have at least one of the power supply voltage detection unit 13 and the power supply current detection unit 43 depending on the application.
  • the second power calculation unit 122 does not calculate the second power consumption P2 if the bus voltage Vdc is not acquired from the bus voltage detection unit 10 and the bus current Idc is not acquired from the bus current detection unit 40, or if the power conversion device 200 does not have at least one of the bus voltage detection unit 10 and the bus current detection unit 40 depending on the application.
  • the third power calculation unit 123 can calculate the third power consumption P3 even when the line voltages Vuv and Vwv are not obtained from the line voltage detection unit 14 and the phase currents Iu and Iw are not obtained from the phase current detection unit 44, or when the power conversion device 200 does not include at least one of the line voltage detection unit 14 and the phase current detection unit 44 depending on the application, as described in the second embodiment below.
  • the third power calculation unit 123 calculates the third power consumption P3 using the detection values of the sensors provided between the inverter 30 and the motor 7, i.e., the line voltage detection unit 14 and the phase current detection unit 44.
  • the power calculation unit 120 can calculate, as the power consumption P, the first power consumption P1 supplied from the commercial power source 1 and consumed by the power conversion device 200 and the motor 7, the second power consumption P2 consumed by the inverter 30 and the motor 7, and the third power consumption P3 output from the power conversion device 200 and consumed by the motor 7.
  • the power calculation unit 120 may not include some of the first power calculation unit 121, the second power calculation unit 122, and the third power calculation unit 123, depending on the detection unit included in the power conversion device 200.
  • the output selection unit 124 selects the first power consumption P1, the second power consumption P2, or the third power consumption P3, and outputs it to the d-axis current command value generation unit 113 as the power consumption P.
  • the first power consumption P1 is the power consumption consumed by the power conversion device 200 and the motor 7
  • the second power consumption P2 is the power consumption consumed by the inverter 30 and the motor 7
  • the third power consumption P3 is the power consumption consumed by the motor 7. Therefore, for example, when it is desired to reduce the power consumption consumed by the power conversion device 200 and the motor 7 in the control device 100, the output selection unit 124 selects the first power consumption P1 and outputs it to the d-axis current command value generation unit 113 as the power consumption P.
  • the output selection unit 124 selects the second power consumption P2 and outputs it to the d-axis current command value generation unit 113 as the power consumption P. Furthermore, when it is desired to reduce the power consumption of the motor 7 in the control device 100, the output selection unit 124 selects the third power consumption P3 and outputs it as the power consumption P to the d-axis current command value generation unit 113.
  • the output selection unit 124 may select the first power consumption P1 as the power consumption P when the first power consumption P1 is calculated, select the second power consumption P2 as the power consumption P when the first power consumption P1 is not calculated and the second power consumption P2 is calculated, and select the third power consumption P3 as the power consumption P when the first power consumption P1 and the second power consumption P2 are not calculated and the third power consumption P3 is calculated.
  • the output selection unit 124 may instruct the power calculation units other than the power calculation unit that calculates the power consumption selected as the power consumption P to be output to stop the calculation process in order to reduce the processing load of the control device 100 and reduce the power consumption. For example, when the output selection unit 124 selects the first power consumption P1 calculated by the first power calculation unit 121, it instructs the second power calculation unit 122 and the third power calculation unit 123 to stop the calculation process. When the second power consumption P2 is not calculated by the second power calculation unit 122 and the third power calculation unit 123 is not calculated by the third power calculation unit 123, the output selection unit 124 may not instruct the second power calculation unit 122 and the third power calculation unit 123 to stop the calculation process.
  • the output selection unit 124 selects the second power consumption P2 calculated by the second power calculation unit 122, it instructs the first power calculation unit 121 and the third power calculation unit 123 to stop the calculation process.
  • the output selection unit 124 may not instruct the first power calculation unit 121 and the third power calculation unit 123 to stop the calculation process.
  • the output selection unit 124 selects the third power consumption P3 calculated by the third power calculation unit 123, it instructs the first power calculation unit 121 and the second power calculation unit 122 to stop the calculation process.
  • the output selection unit 124 may not instruct the first power calculation unit 121 and the second power calculation unit 122 to stop the calculation process.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the d-axis current command value generating unit 113 provided in the inverter control unit 110 of the control device 100 in the power conversion device 200 according to the first embodiment.
  • the d-axis current command value generating unit 113 includes an MTPA (Maximum Torque Per Ampere) control unit 128 and a d-axis current calculation unit 129.
  • MTPA Maximum Torque Per Ampere
  • the MTPA control unit 128 performs maximum torque/current control, i.e., MTPA control, on the q-axis current iq acquired from the three-phase to two-phase conversion unit 112, and generates an initial value Id_mtpa * for calculation in the d-axis current calculation unit 129.
  • the MTPA control is a control that adjusts the current phase of the current flowing through the motor 7 so as to maximize the total torque, which is the sum of the magnet torque and the reluctance torque generated in the motor 7.
  • the MTPA control unit 128 uses parameters such as the motor constant of the motor 7 in addition to the q-axis current iq, and therefore holds parameters such as the motor constant in advance.
  • the MTPA control performed by the MTPA control unit 128 may be a general one, and therefore a detailed description will be omitted.
  • the MTPA control unit 128 outputs the generated initial value Id_mtpa * to the d-axis current calculation unit 129.
  • the d-axis current calculation unit 129 sets the initial value of the d-axis current command value Id * to be output to the voltage command value calculation unit 115 to the initial value Id_mtpa * acquired from the MTPA control unit 128, changes the initial value Id_mtpa * in the + direction and the - direction, and selects the d-axis current command value Id * that minimizes the power consumption P.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the d-axis current command value generation unit 113 provided in the inverter control unit 110 of the control device 100 in the power conversion device 200 according to the first embodiment. In FIG.
  • the horizontal axis indicates the d-axis current command value Id *
  • the vertical axis indicates the power consumption P.
  • the initial value Id_mtpa * is "-1”.
  • the d-axis current calculation unit 129 records the power consumption P when the d-axis current command value Id * is set to the initial value Id_mtpa * of "-1”.
  • the d-axis current calculation unit 129 records the power consumption P when the d-axis current command value Id * is changed from "-1" in the positive direction and in the negative direction.
  • the d-axis current calculation unit 129 records the power consumption P when the d-axis current command value Id * is set to "-2", and records the power consumption P when the d-axis current command value Id * is set to "0". Since the power consumption P when the d-axis current command value Id * is set to "0" is smaller than the power consumption P when the d-axis current command value Id * is "-1", the d-axis current calculation unit 129 next records the power consumption P when the d-axis current command value Id * is changed from "0" in the positive direction to "+1".
  • the d-axis current calculation unit 129 determines that the optimal value of the d-axis current command value Id * is "0". The d-axis current calculation unit 129 sets the optimal value of the d-axis current command value Id * for reducing the power consumption P to “0”, and outputs the d-axis current command value Id * to the voltage command value calculation unit 115 .
  • the d-axis current that minimizes the copper loss of the motor 7 can be obtained by the MTPA control performed by the MTPA control unit 128.
  • the power consumption P that is the target when selecting the d-axis current command value Id * that minimizes the power consumption P in the d-axis current calculation unit 129 is the power consumption of the power conversion device 200 and the motor 7 when the first power consumption P1 is calculated by the power calculation unit 120, and the power consumption of the inverter 30 and the motor 7 when the second power consumption P2 is calculated by the power calculation unit 120.
  • the initial value Id_mtpa * obtained by the MTPA control unit 128 does not match the d-axis current command value Id * that minimizes the first power consumption P1 or the second power consumption P2.
  • the power consumption due to the copper loss of the motor 7 is dominant in the power consumption of the power conversion device 200 and the motor 7, or the power consumption of the inverter 30 and the motor 7.
  • the d-axis current calculation unit 129 can shorten the time required to detect the optimal value of the d-axis current command value Id * for reducing the power consumption P, compared to when the initial value Id_mtpa * acquired from the MTPA control unit 128 is not used.
  • the power consumption P targeted when the d-axis current calculation unit 129 selects the d-axis current command value Id * that minimizes the power consumption P is the power consumption of the motor 7.
  • the initial value Id_mtpa * obtained by the MTPA control unit 128 and the optimal value of the d-axis current command value Id * selected by the d-axis current calculation unit 129 to reduce the power consumption P will be closer to each other.
  • the d-axis current command value generating unit 113 sets the value obtained based on maximum torque/current control, i.e., MTPA control, as the initial value Id_mtpa * , increases or decreases the value of the initial value Id_mtpa * by a specified value, and further increases the increased value or further decreases the decreased value, thereby generating the d-axis current command value Id * .
  • maximum torque/current control i.e., MTPA control
  • the optimal d-axis current command value Id * generated by the d-axis current command value generating unit 113 will differ. Therefore, in the control device 100, the d-axis current command value generating unit 113 generates the optimal d-axis current command value Id * for reducing the power consumption P every time the operating conditions of the power conversion device 200 are changed.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the voltage command value calculation unit 115 provided in the control device 100 of the power conversion device 200 according to the first embodiment.
  • the voltage command value calculation unit 115 includes a frequency estimation unit 501, addition/subtraction units 502, 504, 505, 509, and 513, a speed control unit 503, a d-axis current control unit 506, a q-axis current control unit 507, multiplication units 508, 510, and 512, and an addition unit 511.
  • a frequency estimation unit 501 estimates the frequency of the voltage supplied to the motor 7 based on the d-axis current id, the q-axis current iq, the d-axis voltage command value Vd * , and the q-axis voltage command value Vq * , and outputs the frequency estimation value ⁇ est.
  • the frequency estimation value ⁇ est output from the frequency estimation unit 501 to the outside of the voltage command value calculation unit 115 in Fig. 7 is the frequency estimation value ⁇ est output from the voltage command value calculation unit 115 to the electrical phase calculation unit 116 in Fig. 3.
  • An addition and subtraction unit 502 subtracts the frequency estimation value ⁇ est from the frequency command value ⁇ e * , and outputs a frequency deviation del_ ⁇ between the frequency command value ⁇ e * and the frequency estimation value ⁇ est.
  • the speed control unit 503 calculates and outputs a q-axis current command value Iq * based on the frequency deviation del_ ⁇ .
  • the q-axis current command value Iq * is a command value of the q-axis current iq that makes the frequency deviation del_ ⁇ zero, that is, a command value of the q-axis current iq for making the frequency command value ⁇ e * coincide with the frequency estimated value ⁇ est.
  • the speed control unit 503 is, for example, a proportional-integral (PI) controller, but is not limited to this.
  • the adder/subtractor 504 subtracts the d-axis current id from the d-axis current command value Id * and outputs the deviation Id_err between the d-axis current command value Id * and the d-axis current id.
  • the d-axis current controller 506 performs PI control and also performs reduction control in parallel to reduce pulsating components generated due to the dead time of the switching elements 311-316 of the inverter 30 and the induced voltage distortion of the motor 7, and operates to converge the deviation between the d-axis current command value Id * and the d-axis current id to zero.
  • the d-axis current controller 506 outputs a first d-axis voltage command value Vdfb * .
  • the addition/subtraction unit 505 subtracts the q-axis current iq from the q-axis current command value Iq * and outputs the deviation Iq_err between the q-axis current command value Iq * and the q-axis current iq.
  • the q-axis current control unit 507 performs PI control and also performs reduction control in parallel to reduce pulsating components generated due to the dead time of the switching elements 311 to 316 of the inverter 30 and the induced voltage distortion of the motor 7, and operates to converge the deviation between the q-axis current command value Iq * and the q-axis current iq to zero.
  • the q-axis current control unit 507 outputs a first q-axis voltage command value Vqfb * .
  • the multiplier 508 multiplies the q-axis current command value Iq * by the q-axis inductance Lq of the motor 7 and the frequency estimate value ⁇ est to calculate and output a compensation value Vdff * of the first d-axis voltage command value Vdfb * .
  • the adder/subtracter 509 subtracts the compensation value Vdff * from the first d-axis voltage command value Vdfb * and outputs a second d-axis voltage command value which is the deviation (Vdfb * -Vdff * ) between the first d-axis voltage command value Vdfb * and the compensation value Vdff * as the d-axis voltage command value Vd * from the voltage command value calculator 115.
  • the multiplier 510 multiplies the d-axis current command value Id * by the d-axis inductance Ld of the motor 7 and outputs the result.
  • the adder 511 adds the magnetic flux linkage vector ⁇ f of the motor 7 to the output from the multiplier 510.
  • the multiplier 512 multiplies the output from the adder 511 by the frequency estimate value ⁇ est to calculate and output a compensation value Vqff * of the first q-axis voltage command value Vqfb * .
  • the adder/subtracter 513 subtracts the compensation value Vqff* from the first q-axis voltage command value Vqfb * and outputs a second q-axis voltage command value, which is the deviation (Vqfb * -Vqff * ) between the first q-axis voltage command value Vqfb* and the compensation value Vqff * , as the q-axis voltage command value Vq * from the voltage command value calculator 115.
  • the control device 100 can calculate the power consumption for a plurality of locations in the power conversion device 200.
  • the control device 100 generates a d-axis current command value Id* for the d-axis represented in the dq rotating coordinate system so that the power consumption P consumed by the power conversion device 200 and the motor 7 is reduced.
  • the control device 100 can reduce power consumption in the power conversion device 200 more by calculating the power consumption P using a detection value detected by a detection unit installed upstream close to the commercial power source 1 that supplies power to the power conversion device 200 and generating the d-axis current command value Id * so that the power consumption P is reduced, compared to the case where the control device 100 calculates the power consumption P using a detection value detected by a detection unit installed downstream far from the commercial power source 1 that supplies power to the power conversion device 200 and generates the d-axis current command value Id * so that the power consumption P is reduced.
  • the control device 100 acquires the power supply voltage Vin from the power supply voltage detection unit 13 and the power supply current Iin from the power supply current detection unit 43, it is preferable that the control device 100 calculates the first power consumption P1 using the power supply voltage Vin and the power supply current Iin and controls the d-axis current command value Id * so as to reduce the first power consumption P1.
  • the control device 100 does not calculate the first power consumption P1 but acquires the bus voltage Vdc from the bus voltage detection unit 10 and the bus current Idc from the bus current detection unit 40, it is preferable that the control device 100 calculates the second power consumption P2 using the bus voltage Vdc and the bus current Idc and controls the d-axis current command value Id * so as to reduce the second power consumption P2.
  • the control device 100 does not calculate the first power consumption P1 and the second power consumption P2, but when it acquires the line voltages Vuv, Vwv from the line voltage detection unit 14 and the phase currents Iu, Iw from the phase current detection unit 44, it calculates the third power consumption P3 using the line voltages Vuv, Vwv and the phase currents Iu, Iw, and controls the d-axis current command value Id * so that the third power consumption P3 is reduced.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the power conversion device 200 according to the first embodiment.
  • the control device 100 calculates the first power consumption P1 (step S1: Yes)
  • it selects the first power consumption P1 (step S2).
  • the control device 100 does not calculate the first power consumption P1 (step S1: No) and calculates the second power consumption P2 (step S3: Yes)
  • it selects the second power consumption P2 (step S4).
  • the control device 100 does not calculate the second power consumption P2 (step S3: No) and calculates the third power consumption P3 (step S5: Yes)
  • step S5 When the control device 100 has not calculated the third power consumption P3 (step S5: No), it returns to the operation of step S1. When the control device 100 does not calculate the third power consumption P3 (step S5: No) and the return to the operation of step S1 is repeated a specified number of times, it is assumed that some malfunction has occurred, so an alarm indicating that a malfunction has occurred in the power conversion device 200 may be notified to a person in charge of managing the power conversion device 200.
  • the control device 100 performs MTPA control on the q-axis current iq (step S7).
  • the control device 100 selects the d-axis current command value Id * that reduces the power consumption P by using the initial value Id_mtpa * obtained by the MTPA control (step S8).
  • the detected values of the bus voltage Vdc detected by the bus voltage detection unit 10 are used only by the power calculation unit 120, but this is not limited.
  • the inverter control unit 110 can also use the detected values of the bus voltage Vdc, the power supply voltage Vin, the line voltages Vuv and Vwv, the power supply current Iin, and the phase currents Iu and Iw.
  • the d-axis current command value generation unit 113 may further use the bus voltage Vdc to generate the d-axis current command value Id *
  • the PWM signal generation unit 118 may further use the bus voltage Vdc to generate the PWM signals Sm1 to Sm6.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a hardware configuration realizing the control device 100 included in the power conversion device 200 according to the first embodiment.
  • the control device 100 is realized by a processor 91 and a memory 92.
  • the processor 91 is a CPU (Central Processing Unit, also known as a central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, processor, or DSP (Digital Signal Processor)) or a system LSI (Large Scale Integration).
  • Examples of memory 92 include non-volatile or volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), and EEPROM (registered trademark) (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory).
  • Memory 92 is not limited to these, and may also be a magnetic disk, optical disk, compact disk, mini disk, or DVD (Digital Versatile Disc).
  • the control device 100 selects the first power consumption P1 as the power consumption P when the first power consumption P1 is calculated using the power supply voltage Vin acquired from the power supply voltage detection unit 13 and the power supply current Iin acquired from the power supply current detection unit 43.
  • the control device 100 selects the second power consumption P2 as the power consumption P when the first power consumption P1 is not calculated and the second power consumption P2 is calculated using the bus voltage Vdc acquired from the bus voltage detection unit 10 and the bus current Idc acquired from the bus current detection unit 40.
  • the control device 100 selects the third power consumption P3 as the power consumption P when the first power consumption P1 and the second power consumption P2 are not calculated and the third power consumption P3 is calculated using the line voltages Vuv, Vwv acquired from the line voltage detection unit 14 and the phase currents Iu, Iw acquired from the phase current detection unit 44.
  • the control device 100 sets the value obtained based on the MTPA control as an initial value Id_mtpa * , increases or decreases the value of the initial value Id_mtpa * by a specified value, and further increases the increased value or further decreases the decreased value, thereby generating the d-axis current command value Id * .
  • control device 100 calculates the power consumption P using a detection value detected by a detection unit installed upstream close to the commercial power source 1 that supplies power to the power conversion device 200, and generates the d-axis current command value Id * so as to reduce the power consumption P, thereby making it possible to further reduce the power consumption in the power conversion device 200.
  • the control device 100 can reduce losses in the entire system of the power conversion device 200 and the motor 7, i.e., in the motor drive device 400.
  • the third power calculation unit 123 obtains the line voltages Vuv, Vwv from the line voltage detection unit 14 and the phase currents Iu, Iw from the phase current detection unit 44 to calculate the third power consumption P3 consumed by the motor 7.
  • a third power calculation unit 123a described later does not obtain the line voltages Vuv, Vwv from the line voltage detection unit 14 and does not obtain the phase currents Iu, Iw from the phase current detection unit 44, but calculates the third power consumption P3 consumed by the motor 7.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of a power conversion device 200a according to the second embodiment.
  • the power conversion device 200a according to the second embodiment shown in FIG. 10 is obtained by deleting the line voltage detection unit 14 and the phase current detection unit 44 from the power conversion device 200 according to the first embodiment shown in FIG. 1, and by replacing the control device 100 with a control device 100a.
  • the power conversion device 200a and the motor 7 constitute a motor drive device 400a.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a control device 100a included in a power conversion device 200a according to a second embodiment.
  • the control device 100a according to the second embodiment shown in FIG. 11 is obtained by replacing the power calculation unit 120 with a power calculation unit 120a in the control device 100 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the power calculation unit 120a does not acquire the line voltages Vuv and Vwv from the line voltage detection unit 14, and does not acquire the phase currents Iu and Iw from the phase current detection unit 44.
  • the power calculation unit 120a acquires the d-axis current id and the q-axis current iq from the three-phase to two-phase conversion unit 112, and acquires the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , and Vw * from the two-phase to three-phase conversion unit 117.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a power calculation unit 120a included in a control device 100a of a power conversion device 200a according to a second embodiment.
  • the power calculation unit 120a according to the second embodiment shown in FIG. 12 is obtained by replacing the third power calculation unit 123 with a third power calculation unit 123a in the power calculation unit 120 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the third power calculation unit 123a obtains the d-axis current id and the q-axis current iq from the three-phase to two-phase conversion unit 112, and obtains the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , and Vw * from the two-phase to three-phase conversion unit 117. That is, the third power calculation unit 123a obtains internal variables used inside the inverter control unit 110 from the inverter control unit 110.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of the configuration of a third power calculation unit 123a provided in a power calculation unit 120a of a control device 100a in a power conversion device 200a according to embodiment 2.
  • the third power calculation unit 123a includes a limit processing unit 125, a three-phase to two-phase conversion unit 126, and a calculation unit 127.
  • the limit processing unit 125 acquires the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * from the two-phase to three-phase conversion unit 117, and performs limit processing on each command value of the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * by 1/2 of the bus voltage Vdc.
  • the power conversion device 200a is operating within a range that does not cause overmodulation, the amplitude of each command value of the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * does not become larger than 1/2 of the bus voltage Vdc, so there is no need to take this into consideration.
  • the limit processing unit 125 performs limit processing by 1/2 of the bus voltage Vdc, taking into consideration the case where the power conversion device 200a is operating in the overmodulation region.
  • the limit processing unit 125 outputs each of the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * after the limit processing to the three-phase to two-phase conversion unit 126 .
  • the three-phase to two-phase conversion unit 126 converts the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * after limit processing into a d-axis voltage command value Vd_lim * and a q-axis voltage command value Vq_lim * in a dq rotating coordinate system.
  • the process of the three-phase to two-phase conversion unit 126 is the reverse of the process of the two-phase to three-phase conversion unit 117.
  • the three-phase to two-phase conversion unit 126 outputs the d-axis voltage command value Vd_lim * and the q-axis voltage command value Vq_lim * to the calculation unit 127.
  • the calculator 127 obtains the d-axis voltage command value Vd_lim * and the q-axis voltage command value Vq_lim * from the three-phase to two-phase converter 126, and obtains the d-axis current id and the q-axis current iq from the three-phase to two-phase converter 112.
  • the third power calculator 123a outputs the third power consumption P3 calculated by the calculation to the output selector 124.
  • the third power calculator 123a calculates the third power consumption P3 using internal variables obtained during calculation in the inverter control unit 110 when controlling the operation of the inverter 30.
  • each component after the output selection unit 124 is the same as the operation of each component in the first embodiment.
  • the control device 100a calculates the third power consumption P3 by using the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * obtained by the two-phase to three-phase conversion unit 117 and the d-axis current id and the q-axis current iq obtained by the three-phase to two-phase conversion unit 112. This allows the control device 100a to calculate the third power consumption P3 even if the power conversion device 200a does not include the line voltage detection unit 14 and the phase current detection unit 44.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle-applied device 900 according to the third embodiment.
  • the refrigeration cycle-applied device 900 according to the third embodiment includes the power conversion device 200 described in the first embodiment or the power conversion device 200a described in the second embodiment.
  • FIG. 14 shows, as an example, a case where the refrigeration cycle-applied device 900 includes the power conversion device 200.
  • the refrigeration cycle-applied device 900 according to the third embodiment can be applied to products including a refrigeration cycle, such as air conditioners, refrigerators, freezers, and heat pump water heaters.
  • components having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.
  • the refrigeration cycle application device 900 includes a compressor 8 incorporating the motor 7 in the first embodiment, a four-way valve 902, an indoor heat exchanger 906, an expansion valve 908, and an outdoor heat exchanger 910, which are attached via refrigerant piping 912.
  • the refrigeration cycle device 900 can perform heating or cooling operation by switching the four-way valve 902.
  • the compression mechanism 904 is driven by a motor 7 that is variable speed controlled.
  • the refrigerant is pressurized by the compression mechanism 904 and sent out, passes through the four-way valve 902, the indoor heat exchanger 906, the expansion valve 908, the outdoor heat exchanger 910, and the four-way valve 902, and returns to the compression mechanism 904.
  • the refrigerant is pressurized by the compression mechanism 904 and sent out, passes 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, and returns to the compression mechanism 904.
  • the indoor heat exchanger 906 acts as a condenser to release heat, and the outdoor heat exchanger 910 acts as an evaporator to absorb heat.
  • the outdoor heat exchanger 910 acts as a condenser to release heat, and the indoor heat exchanger 906 acts as an evaporator to absorb heat.
  • the expansion valve 908 reduces the pressure of the refrigerant to expand it.

Landscapes

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Abstract

モータ（７）に接続される電力変換装置（２００）は、商用電源（１）から供給される第１の交流電力を整流する整流部（３）と、整流部（３）の出力端に接続される平滑コンデンサ（５）と、平滑コンデンサ（５）の両端に接続され、第２の交流電力を生成してモータ（７）に出力するインバータ（３０）と、インバータ（３０）の動作を制御してモータ（７）の回転速度を制御する制御装置（１００）と、を備え、制御装置（１００）は、複数の箇所を対象にして消費電力の演算が可能であり、電力変換装置（２００）およびモータ（７）で消費される消費電力が小さくなるように、ｄｑ回転座標系で表されるｄ軸に対するｄ軸電流指令値を生成する。

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
　本開示は、交流電力を所望の電力に変換する電力変換装置、モータ駆動装置および冷凍サイクル適用機器に関する。
　従来、モータに電力を供給してモータを駆動する電力変換装置などは、モータに供給する電力を低減する制御を行っている。電力変換装置は、電力を低減する制御では、消費される電力を把握する必要がある。特許文献１には、電動機の駆動装置が、精度良く消費電力を演算する技術が開示されている。
特開２０１０－８１７４６号公報
　モータを駆動する電力変換装置では、電力変換装置およびモータのシステム全体で消費される電力を低減できることが望ましい。このような場合、電力変換装置で演算される消費電力は、電力変換装置に電力を供給する電源に近い上流の方に設置されるセンサなどで検出される検出値を用いることが理想的である。しかしながら、上記従来の技術の電動機の駆動装置は、用途によって様々なセンサが設置され、複数のポイントを対象にして消費電力を演算できる場合でも、適切な消費電力を選択して制御に生かすことができない、という問題があった。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電力を低減可能な電力変換装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、モータに接続される電力変換装置である。電力変換装置は、商用電源から供給される第１の交流電力を整流する整流部と、整流部の出力端に接続されるコンデンサと、コンデンサの両端に接続され、第２の交流電力を生成してモータに出力するインバータと、インバータの動作を制御してモータの回転速度を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、複数の箇所を対象にして消費電力の演算が可能であり、電力変換装置およびモータで消費される消費電力が小さくなるように、ｄｑ回転座標系で表されるｄ軸に対するｄ軸電流指令値を生成する。
　本開示に係る電力変換装置は、消費電力を低減可能である、という効果を奏する。
実施の形態１に係る電力変換装置の構成例を示す図 実施の形態１に係る電力変換装置が備えるインバータの構成例を示す図 実施の形態１に係る電力変換装置が備える制御装置の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る電力変換装置の制御装置が備える電力演算部の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る電力変換装置において制御装置のインバータ制御部が備えるｄ軸電流指令値生成部の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る電力変換装置において制御装置のインバータ制御部が備えるｄ軸電流指令値生成部の動作を説明する図 実施の形態１に係る電力変換装置の制御装置が備える電圧指令値演算部の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る電力変換装置の動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る電力変換装置が備える制御装置を実現するハードウェア構成の一例を示す図 実施の形態２に係る電力変換装置の構成例を示す図 実施の形態２に係る電力変換装置が備える制御装置の構成例を示すブロック図 実施の形態２に係る電力変換装置の制御装置が備える電力演算部の構成例を示すブロック図 実施の形態２に係る電力変換装置において制御装置の電力演算部が備える第３の電力演算部の構成例を示すブロック図 実施の形態３に係る冷凍サイクル適用機器の構成例を示す図
　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。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る電力変換装置２００の構成例を示す図である。図２は、実施の形態１に係る電力変換装置２００が備えるインバータ３０の構成例を示す図である。電力変換装置２００は、商用電源１およびモータ７に接続される。電力変換装置２００は、商用電源１から供給される電源電圧Ｖｉｎ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の交流電力に変換し、モータ７に供給する。電力変換装置２００は、リアクタ２と、整流部３と、平滑コンデンサ５と、インバータ３０と、母線電圧検出部１０と、電源電圧検出部１３と、線間電圧検出部１４と、母線電流検出部４０と、電源電流検出部４３と、相電流検出部４４と、制御装置１００と、を備える。なお、電力変換装置２００およびモータ７によって、モータ駆動装置４００を構成している。
　リアクタ２は、商用電源１と整流部３との間に接続される。整流部３は、整流素子１３１～１３４によって構成されるブリッジ回路を有し、商用電源１から供給される電源電圧Ｖｉｎの第１の交流電力を整流して出力する。整流部３は、全波整流を行うものである。
　平滑コンデンサ５は、整流部３の出力端に接続され、整流部３によって整流された電力を平滑化する平滑素子である。平滑コンデンサ５は、例えば、電解コンデンサ、フィルムコンデンサなどのコンデンサである。平滑コンデンサ５は、整流部３によって整流された電力を平滑化するような容量を有し、平滑化により平滑コンデンサ５に発生する電圧は商用電源１の全波整流波形形状ではなく、直流成分に商用電源１の周波数に応じた電圧リプルが重畳した波形形状となり、大きく脈動しない。この電圧リプルの周波数は、商用電源１が単相の場合は電源電圧Ｖｉｎの周波数の２倍成分となり、商用電源１が三相の場合は６倍成分が主成分となる。
　母線電圧検出部１０は、平滑コンデンサ５の両端電圧、すなわち直流母線１２ａ，１２ｂ間の電圧を母線電圧Ｖｄｃとして検出し、検出した電圧値を制御装置１００に出力する検出部である。電源電圧検出部１３は、商用電源１の両端電圧、すなわち第１の交流電力の電圧を電源電圧Ｖｉｎとして検出し、検出した電圧値を制御装置１００に出力する検出部である。線間電圧検出部１４は、電力変換装置２００、すなわちインバータ３０からモータ７に出力される第２の交流電力の線間電圧を検出し、検出した電圧値を制御装置１００に出力する検出部である。例えば、出力線３３１をｕ相、出力線３３２をｖ相、出力線３３３をｗ相とすると、線間電圧検出部１４は、ｕ相とｖ相との間の線間電圧Ｖｕｖ、およびｗ相とｖ相との間の線間電圧Ｖｗｖを検出する。なお、線間電圧検出部１４で検出される線間電圧はこれらに限定されない。
　母線電流検出部４０は、平滑コンデンサ５からインバータ３０に流入される直流電流である母線電流Ｉｄｃを検出し、検出した電流値を制御装置１００に出力する検出部である。電源電流検出部４３は、商用電源１から電力変換装置２００に供給される第１の交流電力の電流を電源電流Ｉｉｎとして検出し、検出した電流値を制御装置１００に出力する検出部である。相電流検出部４４は、電力変換装置２００、すなわちインバータ３０からモータ７に出力される第２の交流電力の相電流を検出し、検出した電流値を制御装置１００に出力する検出部である。例えば、出力線３３１をｕ相、出力線３３２をｖ相、出力線３３３をｗ相とすると、相電流検出部４４は、ｕ相の相電流Ｉｕ、およびｗ相の相電流Ｉｗを検出する。なお、相電流検出部４４で検出される相電流はこれらに限定されない。
　インバータ３０は、平滑コンデンサ５の両端に接続され、整流部３および平滑コンデンサ５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７に出力する。具体的には、インバータ３０は、母線電圧Ｖｄｃを受けて、周波数および電圧値が可変の３相交流電圧を発生して、出力線３３１～３３３を介してモータ７に供給する。インバータ３０は、図２に示すように、インバータ主回路３１０と、駆動回路３５０と、を備える。インバータ主回路３１０の入力端子は、直流母線１２ａ，１２ｂに接続されている。インバータ主回路３１０は、スイッチング素子３１１～３１６を備える。スイッチング素子３１１～３１６の各々には、還流用の整流素子３２１～３２６が逆並列接続されている。
　駆動回路３５０は、制御装置１００から出力されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号Ｓｍ１～Ｓｍ６に基づいて、駆動信号Ｓｒ１～Ｓｒ６を生成する。駆動回路３５０は、駆動信号Ｓｒ１～Ｓｒ６によってスイッチング素子３１１～３１６のオンオフを制御する。これにより、インバータ３０は、周波数可変かつ電圧可変の３相交流電圧を、出力線３３１～３３３を介してモータ７に供給することができる。
　ＰＷＭ信号Ｓｍ１～Ｓｍ６は、論理回路の信号レベル、すなわち０Ｖ～５Ｖの大きさを持つ信号である。ＰＷＭ信号Ｓｍ１～Ｓｍ６は、制御装置１００の接地電位を基準電位とする信号である。一方、駆動信号Ｓｒ１～Ｓｒ６は、スイッチング素子３１１～３１６を制御するのに必要な電圧レベル、例えば、－１５Ｖ～＋１５Ｖの大きさを持つ信号である。駆動信号Ｓｒ１～Ｓｒ６は、それぞれ対応するスイッチング素子３１１～３１６の負側の端子、すなわちエミッタ端子の電位を基準電位とする信号である。
　モータ７は、インバータ３０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する。モータ７は、例えば、圧縮機での圧縮動作、ファンの回転動作などに使用される。モータ７について、図１ではモータ巻線がＹ結線の場合を示しているが、一例であり、これに限定されない。モータ７のモータ巻線は、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。
　なお、電力変換装置２００において、図１に示す各構成の配置は一例であり、各構成の配置は図１で示される例に限定されない。例えば、リアクタ２は、整流部３の後段に配置されてもよい。また、電力変換装置２００は、昇圧部を備えてもよいし、整流部３に昇圧部の機能を持たせるようにしてもよい。以降の説明において、母線電圧検出部１０、電源電圧検出部１３、線間電圧検出部１４、母線電流検出部４０、電源電流検出部４３、および相電流検出部４４をまとめて検出部と称することがある。また、母線電圧検出部１０、電源電圧検出部１３、および線間電圧検出部１４で検出された電圧値、および母線電流検出部４０、電源電流検出部４３、および相電流検出部４４で検出された電流値を、検出値と称することがある。
　制御装置１００は、母線電圧検出部１０から母線電圧Ｖｄｃを取得し、電源電圧検出部１３から電源電圧Ｖｉｎを取得し、線間電圧検出部１４から線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖを取得する。また、制御装置１００は、母線電流検出部４０から母線電流Ｉｄｃを取得し、電源電流検出部４３から電源電流Ｉｉｎを取得し、相電流検出部４４から相電流Ｉｕ，Ｉｗを取得する。制御装置１００は、各検出部によって検出された検出値を用いて、インバータ主回路３１０の動作、具体的には、インバータ主回路３１０が有するスイッチング素子３１１～３１６のオンオフを制御する。制御装置１００は、インバータ主回路３１０が有するスイッチング素子３１１～３１６のオンオフを制御することで、モータ７の回転速度を制御する。なお、制御装置１００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。このような場合、電力変換装置２００は、図示は省略するが、制御装置１００で使用されない検出値を検出する検出部については備えていなくてもよい。すなわち、電力変換装置２００は、電力変換装置２００で必要とされるアプリケーションなどに応じて、各用途で必要な検出部を備えていればよい。本実施の形態において、制御装置１００は、ｄ軸およびｑ軸を有する回転座標系において制御を行う。また、ｄｑ軸の回転座標系と、一般的な制御系で使用されるγ軸およびδ軸を有するγδ軸の座標系との間で軸誤差はないものとする。
　制御装置１００の詳細な構成および動作について説明する。図３は、実施の形態１に係る電力変換装置２００が備える制御装置１００の構成例を示すブロック図である。制御装置１００は、運転制御部１０２と、インバータ制御部１１０と、電力演算部１２０と、を備える。
　運転制御部１０２は、外部から指令情報Ｑｅを取得する。例えば、電力変換装置２００が冷凍サイクル適用機器である空気調和機に搭載される場合、指令情報Ｑｅは、図示しない温度センサで検出された温度、図示しない操作部であるリモコンから指示される設定温度を示す情報、運転モードの選択情報、運転開始及び運転終了の指示情報などに基づく情報である。運転モードとは、例えば、暖房、冷房、除湿などである。運転制御部１０２は、指令情報Ｑｅに基づいて、モータ７に印加する電圧の指令値である電圧指令値を生成するための周波数指令値ωｅ＊を生成する。運転制御部１０２は、周波数指令値ωｅ＊について、モータ７の回転速度の指令値である回転角速度指令値ωｍ＊にモータ７の極対数Ｐｍを乗算することで求めることができる。また、運転制御部１０２は、指令情報Ｑｅに基づいて、インバータ３０の動作を停止するための信号である停止信号Ｓｔを生成する。運転制御部１０２は、周波数指令値ωｅ＊をインバータ制御部１１０の電圧指令値演算部１１５に出力し、停止信号Ｓｔをインバータ制御部１１０のＰＷＭ信号生成部１１８に出力する。
　電力演算部１２０は、電源電圧検出部１３から取得した電源電圧Ｖｉｎおよび電源電流検出部４３から取得した電源電流Ｉｉｎを用いて、電力変換装置２００およびモータ７で消費される消費電力を演算することが可能である。また、電力演算部１２０は、母線電圧検出部１０から取得した母線電圧Ｖｄｃおよび母線電流検出部４０から取得した母線電流Ｉｄｃを用いて、インバータ３０およびモータ７で消費される消費電力を演算することが可能である。また、電力演算部１２０は、線間電圧検出部１４から取得した線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖおよび相電流検出部４４から取得した相電流Ｉｕ，Ｉｗを用いて、モータ７で消費される消費電力を演算することが可能である。電力演算部１２０は、演算した何れかの消費電力を消費電力Ｐとしてインバータ制御部１１０のｄ軸電流指令値生成部１１３に出力する。電力演算部１２０の詳細な構成および動作については後述する。
　インバータ制御部１１０は、電流復元部１１１と、３相２相変換部１１２と、ｄ軸電流指令値生成部１１３と、電圧指令値演算部１１５と、電気位相演算部１１６と、２相３相変換部１１７と、ＰＷＭ信号生成部１１８と、を備える。
　電流復元部１１１は、母線電流検出部４０で検出された母線電流Ｉｄｃに基づいてモータ７に流れる相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを復元する。電流復元部１１１は、母線電流検出部４０で検出された母線電流Ｉｄｃを、ＰＷＭ信号生成部１１８で生成されたＰＷＭ信号Ｓｍ１～Ｓｍ６に基づいて定められるタイミングでサンプリングすることによって、相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを復元することができる。
　３相２相変換部１１２は、電流復元部１１１で復元された相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを、後述する電気位相演算部１１６で生成された電気位相θｅを用いて、励磁電流であるｄ軸電流ｉｄ、およびトルク電流であるｑ軸電流ｉｑ、すなわちｄｑ軸の電流値に変換する。
　ｄ軸電流指令値生成部１１３は、前述の回転座標系におけるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成する。具体的には、ｄ軸電流指令値生成部１１３は、ｑ軸電流ｉｑと、消費電力Ｐと、に基づいて、モータ７を駆動するために最も効率が良くなる最適なｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を求める。ｄ軸電流指令値生成部１１３は、ｑ軸電流ｉｑ、および消費電力Ｐに基づいて、モータ７の出力トルクが規定された値以上または最大になる、すなわち電流値が規定された値以下または最小になる電流位相βｍとなるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を出力する。なお、ここでは、ｄ軸電流指令値生成部１１３が、ｑ軸電流ｉｑなどに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を求めているが、一例であり、これに限定されない。ｄ軸電流指令値生成部１１３は、ｄ軸電流ｉｄ、周波数指令値ωｅ＊などに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を求めても、同様の効果を得ることができる。また、ｄ軸電流指令値生成部１１３は、弱め磁束制御などによってｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を決定してもよい。ｄ軸電流指令値生成部１１３の詳細な構成および動作については後述する。
　電圧指令値演算部１１５は、運転制御部１０２から取得した周波数指令値ωｅ＊と、３相２相変換部１１２から取得したｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑと、ｄ軸電流指令値生成部１１３から取得したｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とに基づいて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を生成する。さらに、電圧指令値演算部１１５は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊と、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊と、ｄ軸電流ｉｄと、ｑ軸電流ｉｑとに基づいて、周波数推定値ωｅｓｔを推定する。
　電気位相演算部１１６は、電圧指令値演算部１１５から取得した周波数推定値ωｅｓｔを積分することで、電気位相θｅを演算する。
　２相３相変換部１１７は、電圧指令値演算部１１５から取得したｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊、すなわち２相座標系の電圧指令値を、電気位相演算部１１６から取得した電気位相θｅを用いて、３相座標系の出力電圧指令値である３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。
　ＰＷＭ信号生成部１１８は、２相３相変換部１１７から取得した３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と、運転制御部１０２から取得した停止信号Ｓｔとに基づいて、ＰＷＭ信号Ｓｍ１～Ｓｍ６を生成する。ＰＷＭ信号生成部１１８は、停止信号Ｓｔに基づいてＰＷＭ信号Ｓｍ１～Ｓｍ６を出力しないようにすることによって、モータ７を停止することも可能である。
　電力演算部１２０の詳細な構成および動作について説明する。図４は、実施の形態１に係る電力変換装置２００の制御装置１００が備える電力演算部１２０の構成例を示すブロック図である。電力演算部１２０は、第１の電力演算部１２１と、第２の電力演算部１２２と、第３の電力演算部１２３と、出力選択部１２４と、を備える。
　第１の電力演算部１２１は、電源電圧検出部１３から電源電圧Ｖｉｎを取得し、電源電流検出部４３から電源電流Ｉｉｎを取得した場合、電源電圧Ｖｉｎおよび電源電流Ｉｉｎを用いて、電源電圧検出部１３および電源電流検出部４３の後段であって、電力変換装置２００およびモータ７で消費される第１の消費電力Ｐ１を演算する。具体的には、第１の電力演算部１２１は、「電源電圧Ｖｉｎ×電源電流Ｉｉｎ＝第１の消費電力Ｐ１」の式によって第１の消費電力Ｐ１を演算する。第１の電力演算部１２１は、演算により求めた第１の消費電力Ｐ１を出力選択部１２４に出力する。なお、第１の電力演算部１２１は、電源電圧検出部１３から電源電圧Ｖｉｎを取得せず、電源電流検出部４３から電源電流Ｉｉｎを取得していない場合、または、電力変換装置２００が用途に応じて電源電圧検出部１３および電源電流検出部４３のうち少なくとも１つを備えていない場合、第１の消費電力Ｐ１を演算しない。
　第２の電力演算部１２２は、母線電圧検出部１０から母線電圧Ｖｄｃを取得し、母線電流検出部４０から母線電流Ｉｄｃを取得した場合、母線電圧Ｖｄｃおよび母線電流Ｉｄｃを用いて、母線電圧検出部１０および母線電流検出部４０の後段であって、インバータ３０およびモータ７で消費される第２の消費電力Ｐ２を演算する。具体的には、第２の電力演算部１２２は、「母線電圧Ｖｄｃ×母線電流Ｉｄｃ＝第２の消費電力Ｐ２」の式によって第２の消費電力Ｐ２を演算する。第２の電力演算部１２２は、演算により求めた第２の消費電力Ｐ２を出力選択部１２４に出力する。なお、第２の電力演算部１２２は、母線電圧検出部１０から母線電圧Ｖｄｃを取得せず、母線電流検出部４０から母線電流Ｉｄｃを取得していない場合、または、電力変換装置２００が用途に応じて母線電圧検出部１０および母線電流検出部４０のうち少なくとも１つを備えていない場合、第２の消費電力Ｐ２を演算しない。
　第３の電力演算部１２３は、線間電圧検出部１４から線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖを取得し、相電流検出部４４から相電流Ｉｕ，Ｉｗを取得した場合、線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖおよび相電流Ｉｕ，Ｉｗを用いて、線間電圧検出部１４および相電流検出部４４の後段であって、モータ７で消費される第３の消費電力Ｐ３を演算する。具体的には、第３の電力演算部１２３は、「線間電圧Ｖｕｖ×相電流Ｉｕ＋線間電圧Ｖｗｖ×相電流Ｉｗ＝第３の消費電力Ｐ３」の式によって第３の消費電力Ｐ３を演算する。第３の電力演算部１２３は、演算により求めた第３の消費電力Ｐ３を出力選択部１２４に出力する。なお、第３の電力演算部１２３は、線間電圧検出部１４から線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖを取得せず、相電流検出部４４から相電流Ｉｕ，Ｉｗを取得していない場合、または、電力変換装置２００が用途に応じて線間電圧検出部１４および相電流検出部４４のうち少なくとも１つを備えていない場合でも、第３の消費電力Ｐ３を演算することが可能であるが、後述する実施の形態２で説明する。実施の形態１では、第３の電力演算部１２３は、インバータ３０とモータ７との間に設けられたセンサ、すなわち線間電圧検出部１４および相電流検出部４４の検出値を用いて第３の消費電力Ｐ３を演算する。
　このように、電力演算部１２０は、消費電力Ｐとして、商用電源１から供給され、電力変換装置２００およびモータ７で消費される第１の消費電力Ｐ１、インバータ３０およびモータ７で消費される第２の消費電力Ｐ２、および電力変換装置２００から出力されモータ７で消費される第３の消費電力Ｐ３の演算が可能である。なお、電力演算部１２０は、電力変換装置２００が備える検出部に応じて、第１の電力演算部１２１、第２の電力演算部１２２、および第３の電力演算部１２３のうちいくつかについては備えていなくてもよい。
　出力選択部１２４は、第１の消費電力Ｐ１、または第２の消費電力Ｐ２、または第３の消費電力Ｐ３を選択し、消費電力Ｐとしてｄ軸電流指令値生成部１１３に出力する。前述のように、第１の消費電力Ｐ１は電力変換装置２００およびモータ７で消費される消費電力であり、第２の消費電力Ｐ２はインバータ３０およびモータ７で消費される消費電力であり、第３の消費電力Ｐ３はモータ７で消費される消費電力である。そのため、例えば、制御装置１００において電力変換装置２００およびモータ７で消費される消費電力を低減したい場合、出力選択部１２４は、第１の消費電力Ｐ１を選択し、消費電力Ｐとしてｄ軸電流指令値生成部１１３に出力する。また、制御装置１００においてインバータ３０およびモータ７で消費される消費電力を低減したい場合、出力選択部１２４は、第２の消費電力Ｐ２を選択し、消費電力Ｐとしてｄ軸電流指令値生成部１１３に出力する。また、制御装置１００においてモータ７で消費される消費電力を低減したい場合、出力選択部１２４は、第３の消費電力Ｐ３を選択し、消費電力Ｐとしてｄ軸電流指令値生成部１１３に出力する。
　一般的には、制御装置１００は、電力変換装置２００およびモータ７の全体のシステム、すなわちモータ駆動装置４００の消費電力を低減できることが望ましい。そのため、出力選択部１２４は、第１の消費電力Ｐ１が演算される場合は消費電力Ｐとして第１の消費電力Ｐ１を選択し、第１の消費電力Ｐ１が演算されず、第２の消費電力Ｐ２が演算される場合は消費電力Ｐとして第２の消費電力Ｐ２を選択し、第１の消費電力Ｐ１および第２の消費電力Ｐ２が演算されず、第３の消費電力Ｐ３が演算される場合は消費電力Ｐとして第３の消費電力Ｐ３を選択するようにしてもよい。
　出力選択部１２４は、出力する消費電力Ｐとして選択した消費電力を演算する電力演算部以外の電力演算部に対して、制御装置１００の処理負荷を低減し、消費電力を低減するため、演算処理の停止を指示してもよい。例えば、出力選択部１２４は、第１の電力演算部１２１で演算された第１の消費電力Ｐ１を選択した場合、第２の電力演算部１２２および第３の電力演算部１２３に対して、演算処理の停止を指示する。出力選択部１２４は、第２の電力演算部１２２で第２の消費電力Ｐ２が演算されず、第３の電力演算部１２３で第３の消費電力Ｐ３が演算されていない場合、第２の電力演算部１２２および第３の電力演算部１２３に対して演算処理の停止を指示しなくてもよい。また、出力選択部１２４は、第２の電力演算部１２２で演算された第２の消費電力Ｐ２を選択した場合、第１の電力演算部１２１および第３の電力演算部１２３に対して、演算処理の停止を指示する。出力選択部１２４は、第１の電力演算部１２１で第１の消費電力Ｐ１が演算されず、第３の電力演算部１２３で第３の消費電力Ｐ３が演算されていない場合、第１の電力演算部１２１および第３の電力演算部１２３に対して演算処理の停止を指示しなくてもよい。また、出力選択部１２４は、第３の電力演算部１２３で演算された第３の消費電力Ｐ３を選択した場合、第１の電力演算部１２１および第２の電力演算部１２２に対して、演算処理の停止を指示する。出力選択部１２４は、第１の電力演算部１２１で第１の消費電力Ｐ１が演算されず、第２の電力演算部１２２で第２の消費電力Ｐ２が演算されていない場合、第１の電力演算部１２１および第２の電力演算部１２２に対して演算処理の停止を指示しなくてもよい。
　つぎに、ｄ軸電流指令値生成部１１３の詳細な構成および動作について説明する。図５は、実施の形態１に係る電力変換装置２００において制御装置１００のインバータ制御部１１０が備えるｄ軸電流指令値生成部１１３の構成例を示すブロック図である。ｄ軸電流指令値生成部１１３は、ＭＴＰＡ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｔｏｒｑｅ　Ｐｅｒ　Ａｍｐｅｒｅ）制御部１２８と、ｄ軸電流演算部１２９と、を備える。
　ＭＴＰＡ制御部１２８は、３相２相変換部１１２から取得したｑ軸電流ｉｑに対して最大トルク／電流制御、すなわちＭＴＰＡ制御を行い、ｄ軸電流演算部１２９での演算の初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊を生成する。ＭＴＰＡ制御とは、モータ７で発生するマグネットトルクおよびリラクタンストルクを合算したトータルトルクを最大化するようにモータ７に流れる電流の電流位相を調整する制御である。ＭＴＰＡ制御部１２８は、ＭＴＰＡ制御において、ｑ軸電流ｉｑ以外にもモータ７のモータ定数などのパラメータを使用するため、モータ定数などのパラメータを予め保持しておく。ＭＴＰＡ制御部１２８で行われるＭＴＰＡ制御は一般的なものでよいので、詳細な説明については省略する。ＭＴＰＡ制御部１２８は、生成した初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊をｄ軸電流演算部１２９に出力する。
　ｄ軸電流演算部１２９は、電圧指令値演算部１１５に出力するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の初期値をＭＴＰＡ制御部１２８から取得した初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊とし、初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊を＋方向および－方向に変化させ、消費電力Ｐが最小となるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を選択する。図６は、実施の形態１に係る電力変換装置２００において制御装置１００のインバータ制御部１１０が備えるｄ軸電流指令値生成部１１３の動作を説明する図である。図６において、横軸はｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を示し、縦軸は消費電力Ｐを示している。図６では、初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊が「－１」であった場合を想定している。まず、ｄ軸電流演算部１２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊の「－１」にしたときの消費電力Ｐを記録する。つぎに、ｄ軸電流演算部１２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を「－１」から＋方向および－方向に変化させたときの消費電力Ｐを記録する。具体的には、ｄ軸電流演算部１２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を「－２」にしたときの消費電力Ｐを記録し、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を「０」にしたときの消費電力Ｐを記録する。ｄ軸電流演算部１２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を「０」にしたときの消費電力Ｐが、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が「－１」のときの消費電力Ｐよりも小さくなっているので、つぎに、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を「０」から＋方向に変化させた「＋１」のときの消費電力Ｐを記録する。ｄ軸電流演算部１２９は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を「＋１」にしたときの消費電力Ｐが、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が「０」のときの消費電力Ｐよりも大きくなっているので、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の最適値は「０」と判定する。ｄ軸電流演算部１２９は、消費電力Ｐを小さくするためのｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の最適値は「０」として、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を電圧指令値演算部１１５に出力する。
　ＭＴＰＡ制御部１２８で行われるＭＴＰＡ制御によって、モータ７の銅損を最小にするｄ軸電流を求めることができる。これに対して、ｄ軸電流演算部１２９において消費電力Ｐが最小となるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を選択するときに対象となる消費電力Ｐは、電力演算部１２０で第１の消費電力Ｐ１が演算されていたときは電力変換装置２００およびモータ７の消費電力が対象となり、電力演算部１２０で第２の消費電力Ｐ２が演算されていたときはインバータ３０およびモータ７の消費電力が対象となる。すなわち、ＭＴＰＡ制御部１２８で得られた初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊と、第１の消費電力Ｐ１または第２の消費電力Ｐ２を最小にするｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とが一致しないことも考えられる。しかしながら、電力変換装置２００およびモータ７の消費電力、またはインバータ３０およびモータ７の消費電力においても、モータ７の銅損による消費電力が支配的になる。そのため、ｄ軸電流演算部１２９は、ＭＴＰＡ制御部１２８から取得した初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊を用いて制御を開始することで、ＭＴＰＡ制御部１２８から取得した初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊を用いない場合と比較して、消費電力Ｐを小さくするためのｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の最適値を検出するまでの時間を短縮することができる。
　なお、ｄ軸電流演算部１２９において消費電力Ｐが最小となるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を選択するときに対象となる消費電力Ｐは、電力演算部１２０で第３の消費電力Ｐ３が演算されていたときはモータ７の消費電力が対象となる。この場合、ＭＴＰＡ制御部１２８で得られた初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊と、ｄ軸電流演算部１２９が選択した消費電力Ｐを小さくするためのｄ軸電流指令値Ｉｄ＊の最適値とが、より近い値になることが期待できる。
　このように、ｄ軸電流指令値生成部１１３は、最大トルク／電流制御、すなわちＭＴＰＡ制御に基づいて得られた値を初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊とし、初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊の値を規定された値で増加または減少させ、増加させた値をさらに増加させ、または減少させた値をさらに減少させていくことで、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成する。
　モータ７に対する電力変換装置２００の運転条件、例えば、モータ７の回転速度、負荷トルクなどが変更されると、ｄ軸電流指令値生成部１１３で生成される最適なｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は異なることになる。そのため、制御装置１００において、ｄ軸電流指令値生成部１１３は、電力変換装置２００の運転条件が変更されるごとに、消費電力Ｐを小さくするための最適なｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成する。
　つぎに、電圧指令値演算部１１５の構成および動作について詳細に説明する。図７は、実施の形態１に係る電力変換装置２００の制御装置１００が備える電圧指令値演算部１１５の構成例を示すブロック図である。電圧指令値演算部１１５は、周波数推定部５０１と、加減算部５０２，５０４，５０５，５０９，５１３と、速度制御部５０３と、ｄ軸電流制御部５０６と、ｑ軸電流制御部５０７と、乗算部５０８，５１０，５１２と、加算部５１１と、を備える。
　周波数推定部５０１は、ｄ軸電流ｉｄと、ｑ軸電流ｉｑと、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊と、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊とに基づいて、モータ７に供給される電圧の周波数を推定し、周波数推定値ωｅｓｔとして出力する。なお、図７において周波数推定部５０１から電圧指令値演算部１１５の外部に出力される周波数推定値ωｅｓｔは、図３において電圧指令値演算部１１５から電気位相演算部１１６に出力される周波数推定値ωｅｓｔである。加減算部５０２は、周波数指令値ωｅ＊から周波数推定値ωｅｓｔを減算し、周波数指令値ωｅ＊と周波数推定値ωｅｓｔとの周波数偏差ｄｅｌ＿ωを出力する。
　速度制御部５０３は、周波数偏差ｄｅｌ＿ωに基づいて、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を演算して出力する。ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、周波数偏差ｄｅｌ＿ωが零となるｑ軸電流ｉｑの指令値、すなわち、周波数指令値ωｅ＊と周波数推定値ωｅｓｔとを一致させるためのｑ軸電流ｉｑの指令値である。速度制御部５０３は、例えば、比例積分（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ：ＰＩ）制御器であるが、これに限定されない。
　加減算部５０４は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊からｄ軸電流ｉｄを減算し、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｄ軸電流ｉｄとの偏差Ｉｄ＿ｅｒｒを出力する。ｄ軸電流制御部５０６は、ＰＩ制御を行うとともに、並列してインバータ３０が備えるスイッチング素子３１１～３１６のデッドタイムおよびモータ７の誘起電圧歪の影響で発生する脈動成分を低減する低減制御を行い、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｄ軸電流ｉｄとの偏差を零に収束させるように動作する。ｄ軸電流制御部５０６は、第１のｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂ＊を出力する。
　加減算部５０５は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊からｑ軸電流ｉｑを減算し、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とｑ軸電流ｉｑとの偏差Ｉｑ＿ｅｒｒを出力する。ｑ軸電流制御部５０７は、ＰＩ制御を行うとともに、並列してインバータ３０が備えるスイッチング素子３１１～３１６のデッドタイムおよびモータ７の誘起電圧歪の影響で発生する脈動成分を低減する低減制御を行い、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とｑ軸電流ｉｑとの偏差を零に収束させるように動作する。ｑ軸電流制御部５０７は、第１のｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂ＊を出力する。
　乗算部５０８は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に、モータ７のｑ軸インダクタンスＬｑおよび周波数推定値ωｅｓｔを乗算し、第１のｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂ＊の補償値Ｖｄｆｆ＊を演算して出力する。加減算部５０９は、第１のｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂ＊から補償値Ｖｄｆｆ＊を減算し、第１のｄ軸電圧指令値Ｖｄｆｂ＊と補償値Ｖｄｆｆ＊との偏差（Ｖｄｆｂ＊－Ｖｄｆｆ＊）である第２のｄ軸電圧指令値を、電圧指令値演算部１１５からのｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊として出力する。
　乗算部５１０は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に、モータ７のｄ軸インダクタンスＬｄを乗算して出力する。加算部５１１は、乗算部５１０からの出力にモータ７の磁束鎖交数ベクトルφｆを加算する。乗算部５１２は、加算部５１１からの出力に周波数推定値ωｅｓｔを乗算し、第１のｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂ＊の補償値Ｖｑｆｆ＊を演算して出力する。加減算部５１３は、第１のｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂ＊から補償値Ｖｑｆｆ＊を減算し、第１のｑ軸電圧指令値Ｖｑｆｂ＊と補償値Ｖｑｆｆ＊との偏差（Ｖｑｆｂ＊－Ｖｑｆｆ＊）である第２のｑ軸電圧指令値を、電圧指令値演算部１１５からのｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊として出力する。
　このように、実施の形態１において、制御装置１００は、電力変換装置２００において複数の箇所を対象にして消費電力の演算が可能である。制御装置１００は、電力変換装置２００およびモータ７で消費される消費電力Ｐが小さくなるように、ｄｑ回転座標系で表されるｄ軸に対するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成する。制御装置１００は、電力変換装置２００に電力を供給する商用電源１に近い上流の方に設置される検出部で検出される検出値を用いて消費電力Ｐを演算し、消費電力Ｐが小さくなるようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成した方が、電力変換装置２００に電力を供給する商用電源１から遠い下流の方に設置される検出部で検出される検出値を用いて消費電力Ｐを演算し、消費電力Ｐが小さくなるようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成した場合と比較して、電力変換装置２００において消費電力をより低減することができる。
　そのため、制御装置１００は、電源電圧検出部１３から電源電圧Ｖｉｎを取得し、電源電流検出部４３から電源電流Ｉｉｎを取得している場合、電源電圧Ｖｉｎおよび電源電流Ｉｉｎを用いて第１の消費電力Ｐ１を演算し、第１の消費電力Ｐ１が小さくなるようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を制御することが望ましい。制御装置１００は、第１の消費電力Ｐ１を演算していないが、母線電圧検出部１０から母線電圧Ｖｄｃを取得し、母線電流検出部４０から母線電流Ｉｄｃを取得している場合、母線電圧Ｖｄｃおよび母線電流Ｉｄｃを用いて第２の消費電力Ｐ２を演算し、第２の消費電力Ｐ２が小さくなるようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を制御することが望ましい。制御装置１００は、第１の消費電力Ｐ１および第２の消費電力Ｐ２を演算していないが、線間電圧検出部１４から線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖを取得し、相電流検出部４４から相電流Ｉｕ，Ｉｗを取得している場合、線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖおよび相電流Ｉｕ，Ｉｗを用いて第３の消費電力Ｐ３を演算し、第３の消費電力Ｐ３が小さくなるようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を制御する。
　実施の形態１で特徴的な電力変換装置２００の制御装置１００の動作を、フローチャートを用いて説明する。図８は、実施の形態１に係る電力変換装置２００の動作を示すフローチャートである。電力変換装置２００において、制御装置１００は、第１の消費電力Ｐ１を演算した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、第１の消費電力Ｐ１を選択する（ステップＳ２）。制御装置１００は、第１の消費電力Ｐ１を演算せず（ステップＳ１：Ｎｏ）、第２の消費電力Ｐ２を演算した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、第２の消費電力Ｐ２を選択する（ステップＳ４）。制御装置１００は、第２の消費電力Ｐ２を演算せず（ステップＳ３：Ｎｏ）、第３の消費電力Ｐ３を演算した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、第３の消費電力Ｐ３を選択する（ステップＳ６）。
　制御装置１００は、第３の消費電力Ｐ３を演算していない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ１の動作に戻る。制御装置１００は、第３の消費電力Ｐ３を演算せず（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ１の動作に戻ることが規定された回数繰り返された場合、何らかの不具合が発生したことが想定されるため、電力変換装置２００を管理する担当者などに対して電力変換装置２００で不具合が発生したことを示すアラームを通知してもよい。制御装置１００は、ｑ軸電流ｉｑに対してＭＴＰＡ制御を行う（ステップＳ７）。制御装置１００は、ＭＴＰＡ制御で得られた初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊を用いて、消費電力Ｐが小さくなるｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を選択する（ステップＳ８）。
　なお、実施の形態１では、母線電圧検出部１０で検出される母線電圧Ｖｄｃ、電源電圧検出部１３で検出される電源電圧Ｖｉｎ、線間電圧検出部１４で検出される線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖ、電源電流検出部４３で検出される電源電流Ｉｉｎ、および相電流検出部４４で検出される相電流Ｉｕ，Ｉｗの各検出値について、電力演算部１２０のみで使用されていたが、これに限定されない。インバータ制御部１１０は、母線電圧Ｖｄｃ、電源電圧Ｖｉｎ、線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖ、電源電流Ｉｉｎ、相電流Ｉｕ，Ｉｗなどの各検出値を用いることも可能である。例えば、インバータ制御部１１０において、ｄ軸電流指令値生成部１１３は、さらに母線電圧Ｖｄｃを用いてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成してもよいし、ＰＷＭ信号生成部１１８は、さらに母線電圧Ｖｄｃを用いてＰＷＭ信号Ｓｍ１～Ｓｍ６を生成してもよい。
　つづいて、電力変換装置２００が備える制御装置１００のハードウェア構成について説明する。図９は、実施の形態１に係る電力変換装置２００が備える制御装置１００を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置１００は、プロセッサ９１およびメモリ９２により実現される。
　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。
　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２００において、制御装置１００は、電源電圧検出部１３から取得した電源電圧Ｖｉｎおよび電源電流検出部４３から取得した電源電流Ｉｉｎを用いて第１の消費電力Ｐ１が演算される場合は消費電力Ｐとして第１の消費電力Ｐ１を選択する。制御装置１００は、第１の消費電力Ｐ１が演算されず、母線電圧検出部１０から取得した母線電圧Ｖｄｃおよび母線電流検出部４０から取得した母線電流Ｉｄｃを用いて第２の消費電力Ｐ２が演算される場合は消費電力Ｐとして第２の消費電力Ｐ２を選択する。制御装置１００は、第１の消費電力Ｐ１および第２の消費電力Ｐ２が演算されず、線間電圧検出部１４から取得した線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖおよび相電流検出部４４から取得した相電流Ｉｕ，Ｉｗを用いて第３の消費電力Ｐ３が演算される場合は消費電力Ｐとして第３の消費電力Ｐ３を選択する。制御装置１００は、ＭＴＰＡ制御に基づいて得られた値を初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊とし、初期値Ｉｄ＿ｍｔｐａ＊の値を規定された値で増加または減少させ、増加させた値をさらに増加させ、または減少させた値をさらに減少させていくことで、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成する。
　これにより、制御装置１００は、電力変換装置２００に電力を供給する商用電源１に近い上流の方に設置される検出部で検出される検出値を用いて消費電力Ｐを演算し、消費電力Ｐが小さくなるようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成することで、電力変換装置２００において消費電力をより低減することができる。制御装置１００は、電力変換装置２００およびモータ７のシステム全体、すなわちモータ駆動装置４００での損失を低減することができる。
実施の形態２．
　実施の形態１では、第３の電力演算部１２３は、線間電圧検出部１４から線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖを取得し、相電流検出部４４から相電流Ｉｕ，Ｉｗを取得して、モータ７で消費される第３の消費電力Ｐ３を演算していた。実施の形態２では、後述する第３の電力演算部１２３ａが、線間電圧検出部１４から線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖを取得せず、かつ、相電流検出部４４から相電流Ｉｕ，Ｉｗを取得せずに、モータ７で消費される第３の消費電力Ｐ３を演算する場合について説明する。
　図１０は、実施の形態２に係る電力変換装置２００ａの構成例を示す図である。図１０に示す実施の形態２の電力変換装置２００ａは、図１に示す実施の形態１の電力変換装置２００に対して、線間電圧検出部１４および相電流検出部４４を削除し、制御装置１００を制御装置１００ａに置き換えたものである。なお、電力変換装置２００ａおよびモータ７によって、モータ駆動装置４００ａを構成している。
　図１１は、実施の形態２に係る電力変換装置２００ａが備える制御装置１００ａの構成例を示すブロック図である。図１１に示す実施の形態２の制御装置１００ａは、図３に示す実施の形態１の制御装置１００に対して、電力演算部１２０を電力演算部１２０ａに置き換えたものである。電力演算部１２０ａは、線間電圧検出部１４から線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｗｖを取得せず、相電流検出部４４から相電流Ｉｕ，Ｉｗを取得しない。実施の形態２では、電力演算部１２０ａは、３相２相変換部１１２からｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑを取得し、２相３相変換部１１７から３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を取得する。
　図１２は、実施の形態２に係る電力変換装置２００ａの制御装置１００ａが備える電力演算部１２０ａの構成例を示すブロック図である。図１２に示す実施の形態２の電力演算部１２０ａは、図４に示す実施の形態１の電力演算部１２０に対して、第３の電力演算部１２３を第３の電力演算部１２３ａに置き換えたものである。第３の電力演算部１２３ａは、３相２相変換部１１２からｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑを取得し、２相３相変換部１１７から３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を取得する。すなわち、第３の電力演算部１２３ａは、インバータ制御部１１０から、インバータ制御部１１０の内部で使用される内部変数を取得する。
　図１３は、実施の形態２に係る電力変換装置２００ａにおいて制御装置１００ａの電力演算部１２０ａが備える第３の電力演算部１２３ａの構成例を示すブロック図である。第３の電力演算部１２３ａは、リミット処理部１２５と、３相２相変換部１２６と、演算部１２７と、を備える。
　リミット処理部１２５は、２相３相変換部１１７から３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を取得し、３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の各指令値に対して、母線電圧Ｖｄｃの１／２によるリミット処理を行う。電力変換装置２００ａが過変調にならない範囲で動作している場合、３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の各指令値の振幅は母線電圧Ｖｄｃの１／２より大きくなることはないので特に考慮する必要はない。ただし、電力変換装置２００ａが過変調領域で動作している場合、３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の各指令値の振幅は母線電圧Ｖｄｃの１／２より大きくなる。そのため、リミット処理部１２５は、電力変換装置２００ａが過変調領域で動作している場合を考慮して、母線電圧Ｖｄｃの１／２によるリミット処理を行う。リミット処理部１２５は、リミット処理後の３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の各指令値を３相２相変換部１２６に出力する。
　３相２相変換部１２６は、リミット処理後の３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をｄｑ回転座標系のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｌｉｍ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｌｉｍ＊に変換する。３相２相変換部１２６の処理は、２相３相変換部１１７の処理と逆の処理になる。３相２相変換部１２６は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｌｉｍ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｌｉｍ＊を演算部１２７に出力する。
　演算部１２７は、３相２相変換部１２６からｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｌｉｍ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｌｉｍ＊を取得し、３相２相変換部１１２からｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑを取得する。演算部１２７は、「ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｌｉｍ＊×ｄ軸電流ｉｄ＋ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｌｉｍ＊×ｑ軸電流ｉｑ＝第３の消費電力Ｐ３」の式によって第３の消費電力Ｐ３を演算する。第３の電力演算部１２３ａは、演算により求めた第３の消費電力Ｐ３を出力選択部１２４に出力する。実施の形態２では、第３の電力演算部１２３ａは、インバータ３０の動作を制御する際のインバータ制御部１１０での演算の際に得られた内部変数を用いて第３の消費電力Ｐ３を演算する。
　制御装置１００ａにおいて、出力選択部１２４以降の各構成の動作は、実施の形態１のときの各構成の動作と同様である。
　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２００ａにおいて、制御装置１００ａは、２相３相変換部１１７で得られた３相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と、３相２相変換部１１２で得られたｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑとを用いて、第３の消費電力Ｐ３を演算することとした。これにより、制御装置１００ａは、電力変換装置２００ａが線間電圧検出部１４および相電流検出部４４を備えていない場合でも、第３の消費電力Ｐ３を演算することができる。
実施の形態３．
　図１４は、実施の形態３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３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２００または実施の形態２で説明した電力変換装置２００ａを備える。なお、図１４は、一例として、冷凍サイクル適用機器９００が電力変換装置２００を備える場合について示している。実施の形態３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１４において、実施の形態１など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。
　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７を内蔵した圧縮機８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。
　圧縮機８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７とが設けられている。
　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７によって駆動される。
　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。
　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。
　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。
　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。
　１　商用電源、２　リアクタ、３　整流部、５　平滑コンデンサ、７　モータ、８　圧縮機、１０　母線電圧検出部、１２ａ，１２ｂ　直流母線、１３　電源電圧検出部、１４　線間電圧検出部、３０　インバータ、４０　母線電流検出部、４３　電源電流検出部、４４　相電流検出部、９１　プロセッサ、９２　メモリ、１００，１００ａ　制御装置、１０２　運転制御部、１１０　インバータ制御部、１１１　電流復元部、１１２，１２６　３相２相変換部、１１３　ｄ軸電流指令値生成部、１１５　電圧指令値演算部、１１６　電気位相演算部、１１７　２相３相変換部、１１８　ＰＷＭ信号生成部、１２０，１２０ａ　電力演算部、１２１　第１の電力演算部、１２２　第２の電力演算部、１２３，１２３ａ　第３の電力演算部、１２４　出力選択部、１２５　リミット処理部、１２７　演算部、１２８　ＭＴＰＡ制御部、１２９　ｄ軸電流演算部、１３１～１３４，３２１～３２６　整流素子、２００，２００ａ　電力変換装置、３１０　インバータ主回路、３１１～３１６　スイッチング素子、３３１～３３３　出力線、３５０　駆動回路、４００，４００ａ　モータ駆動装置、５０１　周波数推定部、５０２，５０４，５０５，５０９，５１３　加減算部、５０３　速度制御部、５０６　ｄ軸電流制御部、５０７　ｑ軸電流制御部、５０８，５１０，５１２　乗算部、５１１　加算部、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。

Claims (7)

  1. 　モータに接続される電力変換装置であって、
    　商用電源から供給される第１の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、
    　前記コンデンサの両端に接続され、第２の交流電力を生成して前記モータに出力するインバータと、
    　前記インバータの動作を制御して前記モータの回転速度を制御する制御装置と、
    　を備え、
    　前記制御装置は、複数の箇所を対象にして消費電力の演算が可能であり、前記電力変換装置および前記モータで消費される前記消費電力が小さくなるように、ｄｑ回転座標系で表されるｄ軸に対するｄ軸電流指令値を生成する、
    　電力変換装置。
  2. 　前記制御装置は、前記消費電力として、前記商用電源から供給され、前記電力変換装置および前記モータで消費される第１の消費電力、前記インバータおよび前記モータで消費される第２の消費電力、および前記電力変換装置から出力され前記モータで消費される第３の消費電力の演算が可能であり、
    　前記第１の消費電力が演算される場合は前記消費電力として前記第１の消費電力を選択し、前記第１の消費電力が演算されず、前記第２の消費電力が演算される場合は前記消費電力として前記第２の消費電力を選択し、前記第１の消費電力および前記第２の消費電力が演算されず、前記第３の消費電力が演算される場合は前記消費電力として前記第３の消費電力を選択する、
    　請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 　前記制御装置は、前記インバータと前記モータとの間に設けられたセンサの検出値を用いて前記第３の消費電力を演算する、
    　請求項２に記載の電力変換装置。
  4. 　前記制御装置は、前記インバータの動作を制御する際の演算の際に得られた内部変数を用いて前記第３の消費電力を演算する、
    　請求項２に記載の電力変換装置。
  5. 　前記制御装置は、最大トルク／電流制御に基づいて得られたｄ軸電流値を初期値とし、前記初期値の値を規定された値で増加または減少させ、増加させた値をさらに増加させ、または減少させた値をさらに減少させていくことで、前記ｄ軸電流指令値を生成する、
    　請求項１から４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
  6. 　請求項１から５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。
  7. 　請求項１から５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。
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