(57)【要約】【課題】負荷にかかわらず力率をほぼ１に制御することを目的とする。【解決手段】Ｒ相及びＴ相の電流検出値Ｉｒ、Ｉｔ及びＲ相の電圧位相θを用いて、無効電流Ｉｑを算出する無効電流算出部２１と、無効電流ＩｑをゼロにするためのＲ相の電圧位相差を位相補正量φとして算出する補正量算出部２２と、補正量算出部２２によって算出された位相補正量を用いて、Ｒ相の電圧位相θを補正する位相補正部２３と、所定の電圧指令値ｋと補正後のＲ相の電圧位相θ´とに基づいて、各相に対応する相電圧指令を決定する３相電圧指令決定部２４と、相電圧指令を用いて各相に対応するスイッチユニットの駆動信号を生成するＰＷＭ信号生成部２５とを具備するコンバータ制御装置４を提供する。【選択図】図３
2014064447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相交流電源の各相に対し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とを備える一対のスイッチユニットをそれぞれ設け、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子との接続点に、対応する相が接続されたブリッジ回路を具備し、前記３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータに用いられるコンバータ制御装置であって、
いずれか２相の電流検出値及びいずれか１相の電圧位相を用いて、無効電流を算出する無効電流算出手段と、
前記相の電圧位相と、前記無効電流をゼロにするための前記相の電圧位相との位相差を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段によって算出された位相差を用いて、前記相の電圧位相を補正する位相補正手段と、
所定の電圧指令値と補正後の前記相の電圧位相とに基づいて、各相に対応する相電圧指令を決定する３相電圧指令決定手段と、
前記相電圧指令を用いて各相に対応する前記スイッチユニットの駆動信号を生成する駆動信号生成手段と
を具備するコンバータ制御装置。
【請求項２】
前記無効電流算出手段において用いられる前記相の電圧位相は、ゼロクロス検出手段によって検出される請求項１に記載のコンバータ制御装置。
【請求項３】
前記無効電流算出手段において用いられる前記相の電圧位相は、前記位相補正手段によって算出された補正後の前記相の電圧位相の前回値である請求項１に記載のコンバータ制御装置。
【請求項４】
前記無効電流算出手段において用いられる前記相の電圧位相は、電源周波数と時間とをパラメータとして含む位相算出式を用いて、演算により算出される請求項１に記載のコンバータ制御装置。
【請求項５】
前記１相と前記３相交流電源の中性点とに接続されるゼロクロス検出手段を有し、前記ゼロクロス検出手段により前記相の電圧位相が検出される請求項１から請求項４のいずれかに記載のコンバータ制御装置。
【請求項６】
前記３相交流電源が中性点を有しない場合には、前記３相交流電源の中性点に代えて、抵抗を介して各前記相を接続して形成される疑似中性点を用いる請求項５に記載のコンバータ制御装置。
【請求項７】
前記駆動信号生成手段は、同相の前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子とが同時にオン状態となることを防止するために、スイッチングのオンオフタイミングに所定の遅延時間が設けられている場合において、当該相の電流が正の場合に、当該相に対応する前記下アームスイッチング素子のオフタイミングを所定の補正時間遅らせ、当該相の電流が負の場合に、当該相に対応する前記上アームスイッチング素子のオフタイミングを所定の補正時間遅らせたＰＷＭ信号を生成する請求項１から請求項６のいずれかに記載のコンバータ制御装置。
【請求項８】
各相の電流のうち、いずれか２相の電流値の差が予め設定されている所定の閾値以上となった場合に、前記３相交流電源が電圧不平衡状態にあると判定し、各相の電流値の大小関係を利用して、前記３相電圧指令決定手段によって決定された前記相電圧指令の振幅値を補正し、補正後の前記相電圧指令を前記駆動信号生成手段に出力する不平衡対策処理手段を備える請求項１から請求項７のいずれかに記載のコンバータ制御装置。
【請求項９】
前記不平衡対策処理手段は、前記３相交流電源が電圧不平衡状態にあると判定した場合に、各相電流が一致するまで、最大電流値を示した相に対応する前記相電圧指令の振幅値を漸増、または、最小電流値を示した相に対応する前記相電圧指令の振幅値を漸減させる請求項８に記載のコンバータ制御装置。
【請求項１０】
前記不平衡対策処理手段による前記相電圧指令の振幅値の補正は、各相電流の平均値が予め設定されている所定の値以上である場合に行われる請求項８または請求項９に記載のコンバータ制御装置。
【請求項１１】
３相交流電源の各相に対し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とを備える一対のスイッチユニットをそれぞれ設け、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子との接続点に、対応する相が接続されたブリッジ回路を具備し、前記３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータと、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載のコンバータ制御装置と、
前記コンバータから出力される直流電圧を３相交流電圧に変換し、負荷に供給するインバータと、
前記インバータを制御するインバータ制御手段と
を具備する負荷駆動装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の負荷駆動装置を備える空気調和機。
【請求項１３】
前記コンバータから前記インバータへ入力される直流電力を分岐させて降圧する降圧手段を備え、前記降圧手段の出力を空調補機に供給する請求項１２に記載の空気調和機。
【請求項１４】
３相交流電源の各相に対し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とを備える一対のスイッチユニットをそれぞれ設け、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子との接続点に、対応する相が接続されたブリッジ回路を具備し、前記３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータと、
請求項８から請求項１０のいずれかに記載のコンバータ制御装置と、
前記コンバータから出力される直流電圧を３相交流電圧に変換し、圧縮機モータに供給するインバータと、
前記インバータを制御するインバータ制御手段と、
前記３相交流電源に接続される３相の電力線のうち、いずれか１相に接続される室内機と、
前記３相交流電源に接続される３相の電力線のうち、該室内機が接続されていない他の１相に接続される室外機と
を有し、
前記コンバータ制御手段は、前記不平衡対策処理手段から出力された補正後の前記相電圧指令のうち、その波高値が予め設定されている所定のエラー通知閾値以下である相電圧指令がある場合に、該当する相に接続される前記室内機または前記室外機に対して電源異常のエラー通知を行う電源異常通知手段を備える空気調和機。
【請求項１５】
前記電源異常通知手段は、前記不平衡対策処理手段から出力された補正後の前記相電圧指令のうち、その波高値が前記エラー通知閾値よりも小さい値に設定されている保護レベル閾値以下である相電圧指令がある場合に、該当する相に接続される前記室内機または前記室外機に対して運転停止を指示する信号を出力する請求項１４に記載の空気調和機。
【請求項１６】
３相交流電源の各相に対し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とを備える一対のスイッチユニットをそれぞれ設け、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子との接続点に、対応する相が接続されたブリッジ回路を具備し、前記３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータに用いられるコンバータ制御方法であって、
いずれか２相の電流検出値及びいずれか１相の電圧位相を用いて、無効電流を算出する無効電流算出工程と、
前記相の電圧位相と、前記無効電流をゼロにするための前記相の電圧位相との位相差を算出する補正量算出工程と、
前記位相差を用いて、前記相の電圧位相を補正する位相補正工程と、
所定の電圧指令値と補正後の前記相の電圧位相とに基づいて、各相に対応する相電圧指令を決定する３相電圧指令決定工程と、
前記相電圧指令を用いて各相に対応する前記スイッチユニットの駆動信号を生成する駆動信号生成工程と
を具備するコンバータ制御方法。
【請求項１７】
３相交流電源の各相に対し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とを備える一対のスイッチユニットをそれぞれ設け、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子との接続点に、対応する相が接続されたブリッジ回路を具備し、前記３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータに用いられるコンバータ制御プログラムであって、
いずれか２相の電流検出値及びいずれか１相の電圧位相を用いて、無効電流を算出する無効電流算出処理と、
前記相の電圧位相と、前記無効電流をゼロにするための前記相の電圧位相との位相差を算出する補正量算出処理と、
前記位相差を用いて、前記相の電圧位相を補正する位相補正処理と、
所定の電圧指令値と補正後の前記相の電圧位相とに基づいて、各相に対応する相電圧指令を決定する３相電圧指令決定処理と、
前記相電圧指令を用いて各相に対応する前記スイッチユニットの駆動信号を生成する駆動信号生成処理と
をコンピュータに実行させるためのコンバータ制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータ制御装置、方法、プログラム及び空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータ装置として、特許文献１に開示されるＰＷＭ式整流装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６４８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されているＰＷＭ式整流装置によれば、制御パラメータを設定したある負荷においては、力率をほぼ１に制御することができるが、それ以外の負荷の領域においては力率を１にすることができなかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、負荷にかかわらず力率をほぼ１に制御することのできるコンバータ制御装置、方法、プログラム及び空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様は、３相交流電源の各相に対し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とを備える一対のスイッチユニットをそれぞれ設け、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子との接続点に、対応する相が接続されたブリッジ回路を具備し、前記３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータに用いられるコンバータ制御装置であって、いずれか２相の電流検出値及びいずれか１相の電圧位相を用いて、無効電流を算出する無効電流算出手段と、前記相の電圧位相と、前記無効電流をゼロにするための前記相の電圧位相との位相差を算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段によって算出された位相差を用いて、前記相の電圧位相を補正する位相補正手段と、所定の電圧指令値と補正後の前記相の電圧位相とに基づいて、各相に対応する相電圧指令を決定する３相電圧指令決定手段と、前記相電圧指令を用いて各相に対応する前記スイッチユニットの駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを具備するコンバータ制御装置である。
【０００７】
本態様によれば、いずれか２相の電流検出値といずれか１相の電圧位相から無効電流を算出し、この無効電流をゼロとするような電圧位相差を算出し、前記相の電圧位相を算出した位相差で補正した電圧位相を用いて、各相の相電圧指令を決定するので、電源電圧と電源電流の位相差をゼロにすることが可能となる。これにより、負荷の大小に影響を受けずに、力率を１に保持することが可能となる。
【０００８】
上記コンバータ制御装置において、前記無効電流算出手段において用いられる前記相の電圧位相は、ゼロクロス検出手段によって検出された値を用いてもよいし、前記位相補正手段によって算出された補正後の前記相の電圧位相の前回値を用いてもよく、或いは、電源周波数と時間とをパラメータとして含む位相算出式を用いて、演算により算出することとしてもよい。
また、上記コンバータ制御装置は、前記１相と電源の中性点とに接続されるゼロクロス検出手段を有し、前記ゼロクロス検出手段により前記相の電圧位相が検出されることとしてもよい。また、前記３相交流電源が中性点を有しない場合には、前記３相交流電源の中性点に代えて、抵抗を介して各前記相を接続して形成される疑似中性点を用いることとしてもよい。
【０００９】
上記コンバータ制御装置において、前記駆動信号生成手段は、同相の前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子とが同時にオン状態となることを防止するために、スイッチングのオンオフタイミングに所定の遅延時間が設けられている場合において、当該相の電流が正の場合に、当該相に対応する前記下アームスイッチング素子のオフタイミングを所定の補正時間遅らせ、当該相の電流が負の場合に、当該相に対応する前記上アームスイッチング素子のオフタイミングを所定の補正時間遅らせたＰＷＭ信号を生成することとしてもよい。
【００１０】
このようなＰＷＭ信号を生成することで、所定の遅延時間が設けられている不都合を低減することができ、高調波抑制効果を向上させることが可能となる。
【００１１】
上記コンバータ制御装置は、各相の電流のうち、いずれか２相の電流値の差が予め設定されている所定の閾値以上となった場合に、前記３相交流電源が電圧不平衡状態にあると判定し、各相の電流値の大小関係を利用して、前記３相電圧指令決定手段によって決定された前記相電圧指令の振幅値を補正し、補正後の前記相電圧指令を前記駆動信号生成手段に出力する不平衡対策処理手段を備えることとしてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、電圧不平衡状態にあると判定した場合には、相電流の大小関係に応じて、３相電圧指令決定手段によって決定された相電圧指令の振幅値を補正するので、各相の昇圧電圧を電流値に応じて調整することができる。これにより、電圧不平衡が発生した場合であっても、各相の電流値を略同じ値に一致させることが可能となる。
【００１３】
上記コンバータ制御装置において、前記不平衡対策処理手段は、前記３相交流電源が電圧不平衡状態にあると判定した場合に、各相電流が一致するまで、最大電流値を示した相に対応する前記相電圧指令の振幅値を漸増、または、最小電流値を示した相に対応する前記相電圧指令の振幅値を漸減させることとしてもよい。
【００１４】
このように、３相交流電源が不平衡状態にあると判定した場合には、各相電流が一致するまで、最大電流値を示した相に対応する相電圧指令の振幅値を漸増、または、最小電流値を示した相に対応する前記相電圧指令の振幅値を漸減させる。これにより、各相の電流値を効率的に、かつ、容易に一致させることが可能となる。なお、振幅値の上限値及び下限値は予め設定されており、振幅値はこの上下限値の範囲内に制限される。
【００１５】
上記コンバータ制御装置において、前記不平衡対策処理手段による前記相電圧指令の振幅値の補正は、各相電流の平均値が予め設定されている所定の値以上である場合に行われることとしてもよい。
【００１６】
このように、各相電流の平均が所定の値以上となる負荷の運転状態のときに、相電圧指令の補正を行うことにより、安定した昇圧制御を行わせることが可能となる。
【００１７】
本発明の第２態様は、３相交流電源の各相に対し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とを備える一対のスイッチユニットをそれぞれ設け、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子との接続点に、対応する相が接続されたブリッジ回路を具備し、前記３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータを制御するコンバータ制御手段と、前記コンバータから出力される直流電圧を３相交流電圧に変換し、負荷に供給するインバータと、前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備え、前記コンバータ制御手段は、いずれか２相の電流検出値及びいずれか１相の電圧位相を用いて、無効電流を算出する無効電流算出手段と、前記相の電圧位相と、前記無効電流をゼロにするための前記相の電圧位相との位相差を算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段によって算出された位相差を用いて、前記相の電圧位相を補正する位相補正手段と、所定の電圧指令値と補正後の前記相の電圧位相とに基づいて、各相に対応する相電圧指令を決定する３相電圧指令決定手段と、前記相電圧指令を用いて各相に対応する前記スイッチユニットの駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを具備する負荷駆動装置である。
【００１８】
本発明の第３態様は、上記負荷駆動装置を備える空気調和機である。
また、このような空気調和機において、前記コンバータから前記インバータへ入力される直流電力を分岐させて降圧する降圧手段を設け、前記降圧手段の出力を空調補機に供給することとしてもよい。
【００１９】
本発明の第４態様は、３相交流電源の各相に対し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とを備える一対のスイッチユニットをそれぞれ設け、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子との接続点に、対応する相が接続されたブリッジ回路を具備し、前記３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータと、上記いずれかに記載のコンバータ制御装置と、前記コンバータから出力される直流電圧を３相交流電圧に変換し、圧縮機モータに供給するインバータと、前記インバータを制御するインバータ制御手段と、前記３相交流電源に接続される３相の電力線のうち、いずれか１相に接続される室内機と、前記３相交流電源に接続される３相の電力線のうち、該室内機が接続されていない他の１相に接続される室外機とを有し、前記コンバータ制御手段は、前記不平衡対策処理手段から出力された補正後の前記相電圧指令のうち、その波高値が予め設定されている所定のエラー通知閾値以下である相電圧指令がある場合に、該当する相に接続される前記室内機または前記室外機に対して電源異常のエラー通知を行う電源異常通知手段を備える空気調和機である。
【００２０】
上記態様によれば、３相交流電源から電力が供給されている室内機及び室外機に対して電圧不平衡状態に起因するエラー通知を行うことが可能となる。これにより、室内機及び室外機側では、現在発生している異常の原因を把握することができる。
【００２１】
上記空気調和機において、前記電源異常通知手段は、前記不平衡対策処理手段から出力された補正後の前記相電圧指令のうち、その波高値が前記エラー通知閾値よりも小さい値に設定されている保護レベル閾値以下である相電圧指令がある場合に、該当する相に接続される前記室内機または前記室外機に対して運転停止を指示する信号を出力することとしてもよい。
【００２２】
このように、運転停止信号を出力することにより、室内機及び室外機を保護することが可能となる。
【００２３】
本発明の第５態様は、３相交流電源の各相に対し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とを備える一対のスイッチユニットをそれぞれ設け、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子との接続点に、対応する相が接続されたブリッジ回路を具備し、前記３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータに用いられるコンバータ制御方法であって、いずれか２相の電流検出値及びいずれか１相の電圧位相を用いて、無効電流を算出する無効電流算出工程と、前記相の電圧位相と、前記無効電流をゼロにするための前記相の電圧位相との位相差を算出する補正量算出工程と、前記位相差を用いて、前記相の電圧位相を補正する位相補正工程と、所定の電圧指令値と補正後の前記相の電圧位相とに基づいて、各相に対応する相電圧指令を決定する３相電圧指令決定工程と、前記相電圧指令を用いて各相に対応する前記スイッチユニットの駆動信号を生成する駆動信号生成工程とを具備するコンバータ制御方法である。
【００２４】
本発明の第６態様は、３相交流電源の各相に対し、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とを備える一対のスイッチユニットをそれぞれ設け、前記上アームスイッチング素子と前記下アームスイッチング素子との接続点に、対応する相が接続されたブリッジ回路を具備し、前記３相交流電源から出力される３相交流電圧を直流電圧に変換して出力するコンバータに用いられるコンバータ制御プログラムであって、いずれか２相の電流検出値及びいずれか１相の電圧位相を用いて、無効電流を算出する無効電流算出処理と、前記相の電圧位相と、前記無効電流をゼロにするための前記相の電圧位相との位相差を算出する補正量算出処理と、前記位相差を用いて、前記相の電圧位相を補正する位相補正処理と、所定の電圧指令値と補正後の前記相の電圧位相とに基づいて、各相に対応する相電圧指令を決定する３相電圧指令決定処理と、前記相電圧指令を用いて各相に対応する前記スイッチユニットの駆動信号を生成する駆動信号生成処理とをコンピュータに実行させるためのコンバータ制御プログラムである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、負荷にかかわらず力率をほぼ１に制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空気調和機における圧縮機モータの駆動制御装置の構成を概略的に示した図である。
【図２】疑似中性点について説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るコンバータ制御装置の機能ブロック図である。
【図４】起動時における電圧指令値の設定例を示した図である。
【図５】電圧指令値とコンバータ電圧との関係を示したテーブルの一例を示した図である。
【図６】図５に示したテーブルを用いて電圧指令値を設定した場合における負荷とコンバータ電圧との関係を示した図である。
【図７】図５に示したテーブルを用いて電圧指令値を設定した場合における電源電圧とコンバータ電圧との関係を示した図である。
【図８】電圧指令値が１の場合のＲ相における上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子のＰＷＭ信号の一例を示した図である。
【図９】電圧指令値が１．５の場合のＲ相における上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子のＰＷＭ信号の一例を示した図である。
【図１０】ＰＷＭ信号の生成方法の一例を示した図である。
【図１１】ＰＷＭ信号の生成方法の一例を示した図である。
【図１２】ＰＷＭ信号の生成方法の他の一例を示した図である。
【図１３】ＰＷＭ信号の生成方法の他の一例を示した図である。
【図１４】コンバータ電圧を補機に供給する場合の一構成例を示した図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るコンバータ制御装置の機能ブロック図である。
【図１６】平衡電圧状態における各相の電流波形の一例を示した図である。
【図１７】電圧不平衡状態における各相の電流波形の一例を示した図である。
【図１８】図１５に示した不平衡対策処理部によって実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図１９】電圧不平衡状態のときの各相の電流波形の一例を示した図である。
【図２０】図１９に示した電圧不平衡状態において、不平衡対策処理を実施した後の各相の電流波形を示した図である。
【図２１】本発明の第３実施形態に係るコンバータ制御装置の機能ブロック図である。
【図２２】図２０に示したコンバータ制御装置を備える空気調和機の一態様を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明に係るコンバータ制御装置、方法及びプログラムを空気調和機に適用した場合の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２８】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る空気調和機における圧縮機モータ２０のモータ駆動装置（負荷駆動装置）１の構成を概略的に示した図である。図１に示すように、モータ駆動装置１は、３相交流電源２からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ３と、コンバータ３を制御するコンバータ制御装置４と、コンバータ３から出力される直流電力を３相交流電力に変換して圧縮機モータ２０に出力するインバータ５と、インバータ５を制御するインバータ制御装置６とを備えている。
【００２９】
コンバータ３は、３相交流電源２のＲ相、Ｓ相、Ｔ相のそれぞれに対して設けられたスイッチユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃを備えるブリッジ回路１０を備えている。スイッチユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれ上アームスイッチング素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃと下アームスイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃとを備えている。各スイッチユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおいて、上アームスイッチング素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃと下アームスイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃとの接続点と対応する各相とは、リアクトル１４を介してそれぞれ接続されている。また、ブリッジ回路１０の出力側の正極端子及び負極端子との間には、平滑コンデンサ１５が接続されている。
【００３０】
コンバータ３には、３相のうちの２相、例えば、Ｒ相（第１相）とＴ相（第２相）の電流を検出する電流センサ１６ａ、１６ｂが設けられている。また、コンバータ３には、３相のうちのいずれか１相、例えば、Ｒ相と３相交流電源２の中性点とを比較することで、Ｒ相の電圧位相θを検出するゼロクロス検出部１７が設けられている。なお、中性点を有さない３相交流電源の場合には、ゼロクロス検出部１７は、図２に示すように、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相のそれぞれを抵抗を介して接続して疑似中性点Ｎ´を形成し、疑似中性点Ｎ´とＲ相とを比較することで、Ｒ相の電圧位相θを検出する。
【００３１】
電流センサ１６ａ、１６ｂにより計測されたＲ相、Ｔ相の電流検出値Ｉｒ、Ｉｔ及びゼロクロス検出部１７により検出されたＲ相の電圧位相θは、コンバータ制御装置４に出力される。
【００３２】
コンバータ制御装置４は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）であり、以下に説明する各部の処理を実現するためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を有している。ＣＰＵがこの記録媒体に記録されたプログラムをＲＡＭ等の主記憶装置に読み出して実行することにより、以下のような各部における処理が実現される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。
また、コンバータ制御装置４は、インバータ制御装置６と双方向通信が可能なように構成されている。
【００３３】
インバータ５は、コンバータ３と同様、各相に対応して設けられた上側アームのスイッチング素子と下側アームのスイッチング素子とを備えており、これらのスイッチング素子がインバータ制御装置６によって生成されたＰＷＭ信号に基づいて駆動されることにより、圧縮機モータ２０に供給される３相交流電圧が生成される。
【００３４】
インバータ制御装置６は、圧縮機モータ２０の回転数を上位の制御装置（図示略）から与えられる回転数指令ωに一致させるようなＰＷＭ信号を相毎に生成し、インバータ５に与える。
【００３５】
次に、上記コンバータ制御装置４について図３を参照して説明する。
図３は、コンバータ制御装置４の機能ブロック図である。図３に示すように、コンバータ制御装置４は、無効電流算出部２１、補正量算出部２２、位相補正部２３、３相電圧指令決定部２４、及びＰＷＭ生成部（駆動信号生成手段）２５を主な構成として備えている。
無効電流算出部２１には、電流センサ１６ａ，１６ｂによって計測されたＲ相、Ｔ相の電流検出値Ｉｒ、Ｉｔ及びゼロクロス検出部１７によって検出されたＲ相の電圧位相θが入力される。
無効電流算出部２１は、これらの入力情報と以下に示す（１）式を用いて、無効電流Ｉｑを算出する。
【００３６】
【数１】
2014064447.tif 000003
【００３７】
（１）式において、ＩｒはＲ相の電流検出値、ＩｔはＴ相の電流検出値、θはゼロクロス検出部１７によって検出されたＲ相の電圧位相である。無効電流算出部２１によって算出された無効電流Ｉｑは、補正量算出部２２に出力される。
【００３８】
補正量算出部２２は、無効電流ＩｑをゼロにするようなＲ相の電圧位相差を位相補正量φとして算出する。具体的には、補正量算出部２２は、積分制御を行うことにより、無効電流Ｉｑがゼロになるような位相補正量φを算出する。例えば、位相補正量φは、以下の（２）式で算出される。
【００３９】
【数２】
2014064447.tif 000004
【００４０】
なお、上記積分制御に代えて、比例積分制御により位相補正量φを算出することとしてもよい。
【００４１】
位相補正部２３は、ゼロクロス検出部１７によって検出されたＲ相の電圧位相θを補正量算出部２２によって算出された位相補正量φを用いて補正し、補正後の位相θ´を得る。具体的には、位相補正部２３は、以下の（３）式に示すように、ゼロクロス検出部１７から入力されるＲ相の電圧位相θから位相補正量φを減算することにより、電圧位相θを補正する。
【００４２】
θ´＝θ−φ      （３）
【００４３】
３相電圧指令決定部２４は、所定の電圧指令値ｋと位相補正部２３から入力される補正後の電圧位相θ´を用いて、各相に対応する相電圧指令を決定する。具体的には、以下の（４）から（６）式を用いてＲ相、Ｓ相、Ｔ相のそれぞれの相電圧指令Ｖｒ＊，Ｖｓ＊，Ｖｔ＊を決定する。
【００４４】
Ｖｒ＊＝ｋｓｉｎ（θ´）                （４）
Ｖｓ＊＝ｋｓｉｎ（θ´−２π／３）      （５）
Ｖｔ＊＝ｋｓｉｎ（θ´−４π／３）      （６）
【００４５】
ここで、電圧指令値ｋは、例えば、図４に示すように、コンバータ３の起動時においてｋ＝１．５に設定されており、時間の経過とともにｋ＝１．０まで段階的に減少するように変更される。
また、コンバータ３の起動後においては、例えば、予め設定されている所定のコンバータ電圧（平滑コンデンサ１５の両端電圧）の目標電圧Ｖｄｃ＊とコンバータ電圧Ｖｄｃの計測値との差分ΔＶｄｃに対して比例積分制御した値を電圧指令値ｋとして用いることとしてもよい。
また、これに代えて、図５に示すように、予め電圧指令値ｋとコンバータ電圧Ｖｄｃとが関連付けられたテーブルを用意しておき、このテーブルを用いてコンバータ電圧Ｖｄｃに対応する電圧指令値ｋを設定することとしてもよい。
例えば、コンバータ電圧Ｖｄｃは、図６の「制御無し」に示すように、負荷（例えば、モータの回転数等）が高くなるほど、コンバータ電圧Ｖｄｃが減少するという傾向を有している。従って、このような傾向を考慮して、負荷が変化してもコンバータ電圧Ｖｄｃが一定値で維持されるような電圧指令値ｋとコンバータ電圧Ｖｄｃとの関係をテーブルとして予め用意し、このテーブルを用いて電圧指令値ｋを設定することとしてもよい。このようにすることで、例えば、図６の「制御有り」に示すように、負荷が変化してもコンバータ電圧Ｖｄｃを一定に保つことが可能となる。また、図７に示すように、電源電圧が例えば、３８０Ｖ、４００Ｖ、４１５Ｖと変化しても、コンバータ電圧Ｖｄｃを一定に制御し、電源電圧の共通化を図ることが可能となる。
【００４６】
ＰＷＭ信号生成部２５は、３相電圧指令決定部２４によって決定された各相の相電圧指令Ｖｒ＊，Ｖｓ＊，Ｖｔ＊と所定のキャリア周波数の三角波とを比較することにより、各相に対応するスイッチユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃのスイッチング駆動信号であるＰＷＭ信号を生成し、コンバータ３のブリッジ回路１０に与える。図８に、電圧指令値ｋが１の場合のＲ相における上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子のＰＷＭ信号の一例を、図９に、電圧指令値ｋが１．５の場合のＲ相における上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子のＰＷＭ信号の一例を示す。また、同様にして、Ｓ相、Ｔ相についてもＰＷＭ信号が生成される。
【００４７】
ここで、ＰＷＭ信号を生成するに当たり、図１０、図１１に示すように、上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子のオンタイミングに、所定の遅延時間Ｔｄを持たせることとしてもよい。ここで、図１０は、Ｒ相の相電流が正のときのＰＷＭ信号の一例を、図１１はＲ相の相電流が負のときのＰＷＭ信号の一例を示している。図１０、図１１では、上アームスイッチング素子及び下アームスイッチング素子における立ち下がりのタイミングから遅延時間Ｔｄ後に、他方のスイッチング素子が立ち上がるように制御される。ここで、遅延時間Ｔｄは、スイッチング素子（例えば、パワートランジスタ等）の特性に応じて任意に設定できる値である。
このように、所定の遅延時間Ｔｄを持たせ、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とが同時にオンされることを防止することにより、短絡を防止することができる。
【００４８】
ここで、図１０、図１１に示したＰＷＭ信号生成方法によれば、ＲＮ電圧が印加される期間は、相電圧指令Ｖｒ＊と三角波との比較により決まる時間Ｐｆ＋Ｐａと一致していない。例えば、図１０に示すＲ相電流が正の場合には、ＲＮ電圧の印加時間がＰｆ＋Ｐａ＋Ｔｄとなることから、ＲＮ電圧が大きくなる方向に制御され、図１１に示すＲ相電流が負の場合には、ＲＮ電圧の印加時間がＰｆ＋Ｐａ−Ｔｄとなることから、ＲＮ電圧が小さくなる方向に制御される。
そこで、このような誤差を補正するために、例えば、図１２及び図１３に示すように、下アームの立ち下がりタイミング及び上アームの立ち上がりタイミングを補正することとしてもよい。
【００４９】
例えば、図１２に示すように、Ｒ相電流が正の場合には、相電圧指令Ｖｒ＊と三角波とが交わる時刻ｔ１において下アームのパルスを立ち下げるのではなく、時刻ｔ１から補正時間Ｔｃ経過後の時刻ｔ２に下アームのパルスを立ち下げる。また、下アームのパルス立ち下がり時刻ｔ２から遅延時間Ｔｄ後である時刻ｔ３に、上アームのパルスを立ち上げる。このように、下アームのパルスの立ち下げタイミングを補正時間Ｔｃ分遅らせることで、図１２に示すように、相電圧指令Ｖｒ＊と三角波との比較により得られる時間（＝Ｐｆ＋Ｐａ）に、ＲＮ電圧の印加時間（＝Ｐｆ＋Ｐａ＋Ｔｄ−Ｔｃ）を近づけることができ、更に、Ｔｃ＝Ｔｄに設定することで、相電圧指令Ｖｒ＊と三角波との比較により得られる時間とＲＮ電圧の印加時間とを一致させることが可能となる。
【００５０】
同様に、図１３に示すように、Ｒ相電流が負の場合には、相電圧指令Ｖｒ＊と三角波とが交わる時刻ｔ４において上アームのパルスを立ち下げるのではなく、時刻ｔ４から所定の補正時間Ｔｃ経過後の時刻ｔ５に上アームのパルスを立ち下げる。また、上アームのパルス立ち下がり時刻ｔ５から遅延時間Ｔｄ後である時刻ｔ６に、下アームのパルスを立ち上げる。このように、上アームのパルスの立ち下げタイミングを補正時間Ｔｃ分遅らせることで、図１３に示すように、相電圧指令Ｖｒ＊と三角波との比較により得られる時間（＝Ｐｆ＋Ｐａ）に、ＲＮ電圧の印加時間（＝Ｐｆ＋Ｐａ−Ｔｄ＋Ｔｃ）を近づけることができ、また、Ｔｃ＝Ｔｄに設定することで、相電圧指令Ｖｒ＊と三角波との比較により得られる時間とＲＮ電圧の印加時間とを一致させることが可能となる。
【００５１】
上記のように、相電流が正の場合に、下アームのパルスの立ち下げタイミングを所定の補正時間Ｔｃ遅らせ、相電流が負の場合に、上アームのパルスの立ち下げタイミングを所定の補正時間Ｔｃ遅らせるように補正することにより、高調波抑制効果を向上させることが可能となる。
【００５２】
そして、ＰＷＭ信号生成部２５によって生成されたＰＷＭ信号が、各相に対応するスイッチユニット１１ａ、１１ｂ，１１ｃにそれぞれ与えられることにより、それぞれのスイッチング素子のオンオフが制御されることとなる。
【００５３】
次に、本実施形態に係るモータ駆動装置１の作用について説明する。
まず、モータ駆動装置１の起動時においては、インバータ制御装置６に対して上位装置から起動信号が入力される。インバータ制御装置６はこの起動信号を受け、コンバータ制御装置４に対して起動信号を出力する。コンバータ制御装置４は、起動信号を受け付けると、ｋを図４に示したテーブルに従って設定するとともに、以下の手順により各相に対応するＰＷＭ信号を生成する。
まず、電流センサ１６ａ、１６ｂによりＲ相及びＴ相の電流が検出されるとともに、ゼロクロス検出部１７によりＲ相の電圧位相θが検出され、これらの検出値がコンバータ制御装置４に出力される。
【００５４】
電流検出値Ｉｒ、Ｉｔ及びＲ相の電圧位相θは、無効電流算出部２１に入力され、これらの情報と上記（１）式を用いて無効電流Ｉｑが算出される。補正量算出部２２では、この無効電流ＩｑをゼロにするためのＲ相の電圧位相の補正量φが算出され、この位相補正量φが位相補正部２３に出力される。位相補正部２３では、ゼロクロス検出部１７によって検出されたＲ相の電圧位相θが補正量算出部２２からの位相補正量φによって補正され、補正後のＲ相の電圧位相θ´（＝θ−φ）が３相電圧指令決定部２４に出力される。
【００５５】
３相電圧指令決定部２４では、図４に示したテーブルに基づいて設定された電圧指令値ｋと位相補正部２３からのＲ相の電圧位相θ´を用いて、各相に対応する相電圧指令Ｖｒ＊，Ｖｓ＊，Ｖｔ＊が決定され、この相電圧指令Ｖｒ＊，Ｖｓ＊，Ｖｔ＊に基づいて、ＰＷＭ信号生成部２５によりＰＷＭ信号が相毎に作成される。各相のＰＷＭ信号は、ブリッジ回路１０に与えられ、ＰＷＭ信号に基づいて各スイッチユニット１１ａ，１１ｂ、１１ｃの上アームスイッチング素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび下アームスイッチング素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃがオンオフ制御される。
【００５６】
これにより、平滑コンデンサ１５の端子間電圧が徐々に上昇し、所定の値まで達すると、コンバータ制御装置４からインバータ制御装置６に対して起動終了信号が出力される。インバータ制御装置６はこの信号を受け、インバータ５の制御を開始する。これにより、コンバータ３から出力された直流電力が３相交流電力に変換されて圧縮機モータ２０に供給され、圧縮機モータ２０の運転が開始される。
【００５７】
また、コンバータ３の起動後においては、コンバータ制御装置４において、所定のアルゴリズムに従って電圧指令値ｋの設定、位相補正量φの算出、電圧位相θの補正の上述した一連の処理が繰り返し行われることにより、所定の周期でＰＷＭ信号が生成され、コンバータ電圧が一定となるようにブリッジ回路１０が制御される。
【００５８】
以上説明してきたように、本実施形態に係るコンバータ制御装置、方法、プログラム及び空気調和機によれば、Ｒ相とＴ相の電流検出値Ｉｒ，ＩｔとＲ相の電圧位相θの情報から無効電流Ｉｑを算出し、この無効電流ＩｑをゼロとするようなＲ相の電圧位相差を位相補正量φとして算出し、Ｒ相の電圧位相θを位相補正量φによって補正した電圧位相θ´を用いて、各相の相電圧指令を決定するので、電源電圧と電源電流の位相差をゼロにすることが可能となる。これにより、負荷の大小に影響を受けずに、力率を１に保持することが可能となる。
【００５９】
なお、本実施形態では、無効電流算出部２１において、ゼロクロス検出部１７からの電圧位相θを用いて無効電流を検出していたが、これに代えて、例えば、以下の（７）式を用いて電圧位相θを演算により算出することとしてもよい。
【００６０】
θ＝２πｆＴ      （７）
【００６１】
上記（７）式において、ｆは電源周波数であり、Ｔは時間である。電源周波数においては、予め値を登録しておいてもよいし、逐次電源周波数を検出し、検出した値を代入することとしてもよい。
【００６２】
また、上記方法に代えて、例えば、位相補正部２３によって決定された補正後の位相θ´の前回値を電圧位相θとして用いることとしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態では、Ｒ相の電圧位相を補正する場合について説明したが、Ｒ相に代えてＳ相またはＴ相の電圧位相を補正することとしてもよい。また、電流センサ１６ａ，１６ｂによってＲ相、Ｔ相の電流を検出することとしたが、いずれか２相の電流が検出されればよく、その組み合わせは任意に設定することが可能である。また、ゼロクロス検出部１７によって検出される電圧位相θについてもＲ相に限られず、Ｓ相、Ｔ相であってもよい。
【００６４】
また、本実施形態では、上記（４）−（６）式を用いてＲ相、Ｓ相、Ｔ相のそれぞれの相電圧指令Ｖｒ＊，Ｖｓ＊，Ｖｔ＊を決定していたが、これに代えて、例えば、各相の位相を検出することとした場合には、各相の検出位相を用いて、以下の（８）−（１０）式により、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相のそれぞれの相電圧指令Ｖｒ＊，Ｖｓ＊，Ｖｔ＊を決定することとしてもよい。
【００６５】
Ｖｒ＊＝ｋｓｉｎ（θｒ−φ）      （８）
Ｖｓ＊＝ｋｓｉｎ（θｓ−φ）      （９）
Ｖｔ＊＝ｋｓｉｎ（θｔ−φ）      （１０）
【００６６】
ここで、θｒはＲ相の検出位相、θｓはＳ相の検出位相、θｔはＴ相の検出位相である。また、φは、位相補正量である。
【００６７】
また、図１４に示すように、コンバータ３の平滑コンデンサ１５の両端に補機に接続された降圧回路３０を接続し、コンバータ３により生成された直流電力を降圧回路３０によって所定の電圧値まで降圧し、降圧後の直流電力を補機３１に供給する構成としてもよい。
例えば、電源電圧が４００Ｖの場合、一般的に、圧縮機モータ２０には４００Ｖクラスが使用される。これに対し、ファンモータ等の補機３１は、２００Ｖクラスのものが使用されるため、コンバータ３によって生成されたコンバータ電圧を降圧回路３０で降圧して補機３１に供給することにより、電源の相電圧を整流して補機３１を接続した場合と比較して、入力電流の高調波抑制効果の高い状態での補機利用が可能となる。
【００６８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係るコンバータ制御装置、方法、並びにプログラムについて図を参照して説明する。図１５は、本実施形態に係るコンバータ制御装置４´の機能ブロック図を示した図である。図１５に示すように、本実施形態に係るコンバータ制御装置４´は、上述した第１実施形態に係るコンバータ制御装置４に対して、不平衡対策処理部２６を更に備える点が異なる。
以下、上述した第１実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００６９】
上述した第１実施形態に係るコンバータ制御装置４では、３相交流電源２が電圧不平衡状態に陥ると、電圧平衡時に比べて各相電圧に大きな差が生じるおそれがある。例えば、Ｒ−Ｓ相間電圧が４１５Ｖ、Ｔ−Ｓ相間電圧が４１５Ｖ、Ｒ−Ｔ相間電圧が４１５Ｖの電圧平衡状態において、圧縮機モータ２０の回転数１２０ｒｐｓ、トルク６．７Ｎｍの負荷がある場合、図１６に示すように、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相の電流波形は、ほぼ同等の波形となる。この状態において、例えば、Ｒ−Ｓ相間電圧が４３５Ｖ、Ｔ−Ｓ相間電圧が４１５Ｖ、Ｒ−Ｔ相間電圧が４１５Ｖの電圧不平衡状態となると、図１７に示すように、Ｒ相及びＳ相の電流波高値は、図１６に示した電圧平衡時に比べて２倍程度まで増加し、一方、Ｔ相の電流は、ほとんどゼロに近い値となる。
【００７０】
相電圧が低いＴ相に関しては、スイッチングユニット１１ｃを作動させることにより、昇圧させ、平滑コンデンサ１５を充電しようとしても、昇圧電圧が小さいために平滑コンデンサ１５をほとんど充電することができない。このため、Ｔ相の電流が小さくなり、図１７に示すような電流波形となったものと考えられる。
なお、図１７では、Ｒ相とＳ相の電流波高値も異なっているが、これは、ＰＷＭ信号の誤差やスイッチング素子の特性のばらつきによるものであり、理想的には、同じ大きさの電流が流れるものと考えられる。
本実施形態では、このような電圧不平衡が生じた場合に、各相の電流値のばらつきを抑制するための不平衡対策処理部２６を設けた点を特徴としている。
【００７１】
不平衡対策処理部２６は、各相の電流のうち、いずれか２相の電流値の差が、予め設定されている所定の閾値（例えば、０．５Ａ）以上となった場合に、３相交流電源２が電圧不平衡状態にあると判定し、各相の電流値の大小関係を利用して、３相電圧指令決定部２４によって決定された相電圧指令Ｖｒ＊，Ｖｓ＊，Ｖｔ＊の振幅値を補正し、補正後の相電圧指令Ｖｒ＊´，Ｖｓ＊´，Ｖｔ＊´をＰＷＭ生成部２５に出力する。
例えば、不平衡対策処理部２６は、電圧不平衡状態にあると判定した場合、各相電流Ｉｓ、Ｉｒ、Ｉｔが略一致するまで、最大電流値を示した相に対応する相電圧指令の振幅値を漸増、または、最小電流値を示した相に対応する相電圧指令の振幅値を漸減させる。
【００７２】
例えば、不平衡対策処理部２６において、補正後の相電圧指令Ｖｒ＊´，Ｖｓ＊´，Ｖｔ＊´は、以下の（１１）式〜（１３）式により与えられる。
【００７３】
Ｖｒ＊´＝αｒＶｒ＊      （１１）
Ｖｓ＊´＝αｓＶｓ＊      （１２）
Ｖｔ＊´＝αｔＶｔ＊      （１３）
【００７４】
上記（１１）、（１２）、（１３）式において、αｒ、αｓ、αｔは補正係数であり、初期値は１に設定される。また、この補正係数は上限値が１、下限値が所定値として予め設定されており、この上下限値の範囲内で調整される。
この補正係数αｒ、αｓ、αｔが、各相の電流値の大小関係に応じて調整されることにより、３相電圧指令決定部２４によって決定された相電圧指令Ｖｒ＊，Ｖｓ＊，Ｖｔ＊の振幅値が補正される。
【００７５】
以下、不平衡対策処理部２６によって実行される処理について、図１８を参照して説明する。例えば、不平衡対策処理部２６は、以下の処理を所定の周期で繰り返し実行する。
【００７６】
まず、不平衡対策処理部２６は、電流センサ１６ａ、１６ｂによって計測されたＲ相、Ｔ相の電流検出値Ｉｒ、Ｉｔを取得し（ステップＳＡ１）、これら２相の電流検出値Ｉｒ、Ｉｔを用いてＳ相の推定電流値Ｉｓを演算により算出する（ステップＳＡ２）。続いて、３相の電流値のうち、最大電流値と最小電流値とを特定し、最大電流値と最小電流値との差分を算出する（ステップＳＡ３）。次に、この差分が予め設定されている所定の閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳＡ４）、閾値未満であれば、電圧不平衡状態でないと判定し、本処理を終了する（ステップＳＡ４において「ＮＯ」）。
【００７７】
これに対し、差分が閾値以上であった場合には（ステップＳＡ４において「ＹＥＳ」）、最大電流相（最大電流値を示した相）に対応する補正係数αが１であるか否か、換言すると、最大値に設定されているか否かを判定する（ステップＳＡ５）。例えば、最大電流相がＳ相であれば、Ｓ相に対応する補正係数αｓが１であるか否かを判定する。
この結果、最大電流相に対応する補正係数αが１でなければ（ステップＳＡ５において「ＮＯ」）、最大電流相に対応する補正係数αを所定量増加させ（ステップＳＡ６）、本処理を終了する。また、最大電流相に対応する補正係数が１（上限値）であった場合には（ステップＳＡ５において「ＹＥＳ」）、最小電流相に対応する補正係数を所定量減少させ（ステップＳＡ７）、本処理を終了する。
【００７８】
上記のようなステップＳＡ１からＳＡ６までの処理が、不平衡対策処理部２６によって繰り返し実行されることにより、電圧不平衡状態によって３相の電流値に差が生じても、その差を抑制することが可能となる。
【００７９】
例えば、上記処理が繰り返し行われることにより、以下のような電圧制御が行われる。
例えば、今、各相の補正係数αが全て初期値＝１に設定されている状態で、３相交流電源２の電圧が平衡状態から不平衡状態になり、各相の電流値にＩｒ＞Ｉｓ＞Ｉｔで示される大小関係が生まれた場合、まずは、Ｔ相の係数αｔが漸減（例えば、０．０１の単位で徐々に減少）されることとなる。係数αｔが減少することにより、Ｔ相の昇圧電圧が漸増し、例えば、αｔ＝０．９０４でＴ相の昇圧電圧とＲ相、Ｓ相の昇圧電圧とが一致すると、以降、Ｔ相については、αｔ＝０．９０４で補正された電圧指令値Ｖｔ＊´が引き続き出力されることとなる。
【００８０】
この状態において、電圧不平衡状態から電圧平衡状態に戻ると、Ｔ相の電源電圧は増加するが、Ｔ相の昇圧は、補正係数αｔ＝０．９０４で補正された電圧指令値Ｖｔ＊´に基づいて行われるため、今度は、Ｔ相の電流が他のＳ相、Ｒ相の電流に比べて大きくなる。このような状態に転じると、最大電流相であるＴ相の補正係数αｔが１であるか否かが判定される。そして、この結果、αｔ＝１ではないので、補正係数αｔがαｔ＝０．９０４から漸増され、Ｔ相の昇圧電圧が徐々に低減する。これにより、Ｔ相の電流が減少し、Ｓ相、Ｒ相の電流と略同じ値に達する、または、αｔ＝１になると、補正係数αｔの調整を終了する。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態に係るコンバータ制御装置４´及び方法並びにプログラムによれば、電圧不平衡状態が生じた場合に、相電流の大小関係に応じて各相の補正係数αｒ、αｓ、αｔを漸増または漸減させることにより、各相の昇圧電圧を制御するので、各相の電流値を略一致させることが可能となる。
図１９に電圧不平衡が発生しているときの各相の電流波形を、図２０に、図１９に示した電圧不平衡状態において、上述の不平衡対策処理を実施した後の各相の電流波形を示す。図２０に示されるように、電圧不平衡状態にあっても、上述のような不平衡対策処理を実行することにより、各相の電流を略一致させることが可能となる。
【００８２】
なお、上述した第２実施形態に係るコンバータ制御装置４´において、不平衡対策処理部２６は、電圧不平衡状態であると判定した場合に、各相電流の平均値が予め設定されている所定の値以上であるか否かを判定し、所定の値以上である場合に、上述した相電圧指令の補正を行うこととしてもよい。このように、各相電流の平均が所定の値以上である負荷領域において相電圧指令の補正を行うことにより、安定した昇圧制御を行わせることが可能となる。
【００８３】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係るコンバータ制御装置４ａについて、図２１を参照して説明する。図２１に示すように、本実施形態に係るコンバータ制御装置４ａは、上述した第２実施形態に係るコンバータ制御装置４´が、電源異常通知部２７を更に備える構成とされている。
電源異常通知部２７は、不平衡対策処理部２６から出力される補正後の電圧指令値Ｖｒ＊´，Ｖｓ＊´，Ｖｔ＊´の波高値が、予め設定されている所定のエラー通知閾値以下となり、かつ、その状態が所定期間維持された場合に、電源異常と判断し、エラー通知を行う。
【００８４】
エラー通知は、図示しない表示部にエラー表示を行う、或いは音声を発することにより行われる。また、これらのエラー通知に加えて、コンバータ３の運転停止、更には、モータ駆動装置１の運転停止を行うこととしてもよい。
このような電源異常通知部２７を設けることにより、電源系統側で想定されていない電圧不平衡状態をモータ駆動装置１において推定することが可能となる。
【００８５】
また、このようなコンバータ制御装置４ａによれば、例えば、図２２に示すような空気調和機１´の態様を取ることも可能である。空気調和機１´は、３相交流電源２に接続される３相の電力線のうち、いずれか１相（例えば、Ｒ相）に接続される室内機（例えば、特に、室内機の制御装置、ファンモータなど）７と、３相交流電源２に接続される３相の電力線のうち、該室内機７が接続されていない他の１相（例えば、Ｓ相）に接続される室外機（例えば、特に、室外機の制御装置、ファンモータなど）８とを有している。
【００８６】
コンバータ制御装置４ａの電源異常通知部２７は、不平衡対策処理部２６から出力される補正後の電圧指令値Ｖｒ＊´，Ｖｓ＊´，Ｖｔ＊´の波高値が、予め設定されている所定のエラー通知閾値以下となり、かつ、その状態が所定期間維持された場合に、電源異常と判断し、上述のようなエラー通知を行うとともに、上記条件を満足した電圧指令値に対応する相を特定し、この相に接続されている室内機７または室外機８にエラー通知を行う。
【００８７】
これにより、３相交流電源２から電力が供給されている室内機７、室外機８においても電圧不平衡状態などを通知することが可能となる。このとき、エラー通知閾値は、室内機７や室外機８が許容する電圧設計値に基づいて設定されることが好ましい。例えば、室内機７や室外機８が許容できる電圧値を下回った場合に、エラー通知を行うこととすればよい。このように、電圧不平衡状態を検知して、エラー通知を行うことにより、室内機７及び室外機８においては、電圧不平衡が原因なのか、それともその他の原因によりエラーが発生しているのかを把握することが可能となる。
【００８８】
また、電源異常通知部２７は、エラー通知閾値よりも小さな値に設定された保護レベル閾値を保有しており、不平衡対策処理部２６から出力される補正後の電圧指令値Ｖｒ＊´，Ｖｓ＊´，Ｖｔ＊´の波高値が、この保護レベル閾値以下となり、かつ、その状態が所定期間維持された場合に、該当する相に接続されている室内機７または室外機８に対して運転停止信号を出力することとしてもよい。このように、運転停止信号を出力することにより、室内機７及び室外機８を保護することが可能となる。
【符号の説明】
【００８９】
１  モータ駆動装置
１´  空気調和機
２  ３相交流電源
３  コンバータ
４、４´、４ａ  コンバータ制御装置
５  インバータ
６  インバータ制御装置
７  室内機
８  室外機
１０  ブリッジ回路
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  スイッチユニット
１２ａ、１２ｂ，１２ｃ  上アームスイッチング素子
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  下アームスイッチング素子
１４  リアクトル
１５  平滑コンデンサ
１６ａ、１６ｂ  電流センサ
１７  ゼロクロス検出部
２０  圧縮機モータ
２１  無効電流算出部
２２  補正量算出部
２３  位相補正部
２４  ３相電圧指令決定部
２５  ＰＷＭ信号生成部
２６  不平衡対策処理部
２７  電源異常通知部
３０  降圧回路
３１  補機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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