(57)【要約】      （修正有）【課題】キャリア周波数を可変とした制御を行っても、測定タイミングが合致することがなく、キャリア周波数側を制約しないようにする。【解決手段】第１の三相交流電動機(5)のキャリアに対応した第１の測定タイミングで、第１のインバータ(2)から出力される電流を検出する第１の電流検出手段(10A)と、第２の三相交流電動機(9)のキャリアに対応した第２の測定タイミングで、前記第２のインバータ(6)から出力される電流を検出する第２の電流検出手段(10B)と、第１の測定タイミングと前記第２の測定タイミングとが一致するときに、どちらか一方だけその測定タイミングで電流を検出するように前記第１或いは第２の電流検出手段(10A,10B)を制御し、その測定タイミングの前後のタイミングで電流を検出し、その平均値を電流検出値とするように他方の電流検出手段を制御する測定タイミング制御手段(10C)とを設ける。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の三相交流電動機と、これら第１および第２の三相交流電動機にそれぞれ接続された第１および第２のインバータとを具え、これら第１および第２のインバータそれぞれから前記第１および第２の三相交流電動機へ出力される電流を検出し、検出した電流値に基づいて各インバータを制御する三相交流電動機制御装置の電流検出装置であって、
前記第１の三相交流電動機のキャリアに対応した第１の測定タイミングで、前記第１のインバータから出力される電流を検出する第１の電流検出手段と、
前記第２の三相交流電動機のキャリアに対応した第２の測定タイミングで、前記第２のインバータから出力される電流を検出する第１の電流検出手段と、
前記第１の測定タイミングと前記第２の測定タイミングとが一致するときに、どちらか一方だけその測定タイミングで電流を検出するように前記第１或いは第２の電流検出手段を制御し、その測定タイミングの前後のタイミングで電流を検出し、その平均値を電流検出値とするように他方の電流検出手段を制御する測定タイミング制御手段と、
を具える三相交流電動機制御装置の電流検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の三相交流電動機制御装置の電流検出装置において、
前記測定タイミング制御手段が、
前記第１の測定タイミングと前記第２の測定タイミングとが一致する毎に、その測定タイミングで電流を検出するように制御する方を前記第１および第２の電流検出手段で交互に切り替える、
ことを特徴とする三相交流電動機制御装置の電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は三相交流電動機制御装置の電流検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、二つの三相交流電動機と、これらの二つの三相交流電動機にそれぞれ接続された二つのインバータと、該二つのインバータそれぞれの少なくとも2相の電流を検出し、検出した電流値に基づいて各インバータを制御する制御装置とを備えた三相交流電動機の制御装置が知られている（例えば特開平10−150744号（特許文献１を参照））。このような三相交流電動機の制御装置においては通常、一方のインバータの第一の相と第二の相（例えばU相とV相）の電流値を同時に検出し、他方のインバータの第一の相と第二の相（例えばU相とV相）の電流値を他方のインバータの電流検出タイミングとは異なるタイミングで、同時に検出している。即ち、一方のインバータのU相とV相の電流値を一方のインバータキャリア波に対して所定のタイミングで検出し、他方のインバータのU相とV相の電流値を他方のインバータキャリア波に対して所定のタイミングで検出している。つまり、一方のインバータのU相とＶ相の電流値をそれぞれ一つの電流検出装置で検出し、異なるタイミングで他方のインバータのU相とV相の電流値を上記電流検出装置で同時に検出している。一方、例えば三相交流電動機の過負荷時にスイッチング素子の温度上昇を防止する為にキャリア周波数を低減する事が知られている（特開平9−70195号（特許文献２を参照））。
【特許文献１】特開平10−150744号公報（段落0006-0008、図１）
【特許文献２】特開平9−70195号公報（段落0005-0007、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のような二つの三相交流電動機それぞれのキャリアに対して所定のタイミングで電流を検出している三相交流電動機の制御装置に、このようなキャリア周波数を可変とした制御を適用した場合、電流検出タイミグが重なり、電流検出ができなくなるという問題があった。従って、測定タイミングが合致することがないようにキャリア周波数を調整するなどしてキャリア周波数側を制約せざるを得ず、キャリア周波数の完全な可変構成を取ることが困難であった。
そこで、本発明は、前述同様に二つの三相交流電動とこれら二つの三相交流電動にそれぞれ接続された二つのインバータと、該二つのインバータそれぞれの少なくとも2相の電流を検出し、検出した電流値に基づいて各インバータを制御する制御装置とを備えた三相交流電動機の制御装置であるが、電流検出したいタイミングに加え、前後のタイミングで電流検出（合計3ポイント）する事によって、このような検出装置で該問題点を解決する装置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】
【０００４】
上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による三相交流電動機制御装置の電流検出装置は、
第１および第２の三相交流電動機と、これら第１および第２の三相交流電動機にそれぞれ接続された第１および第２のインバータとを具え、これら第１および第２のインバータそれぞれから前記第１および第２の三相交流電動機へ出力される（少なくとも2相の）電流を検出し、検出した電流値に基づいて各インバータを制御する三相交流電動機制御装置の電流検出装置であって、
前記第１の三相交流電動機のキャリアに対応した第１の測定タイミングで、前記第１のインバータから出力される電流を検出する第１の電流検出手段（回路）と、
前記第２の三相交流電動機のキャリアに対応した第２の測定タイミングで、前記第２のインバータから出力される電流を検出する第１の電流検出手段（回路）と、
前記第１の測定タイミングと前記第２の測定タイミングとが一致するときに、どちらか一方だけその測定タイミングで電流を検出するように前記第１或いは第２の電流検出手段を制御し、その測定タイミングの前後のタイミングで電流を検出し、その平均値を電流検出値とするように他方の電流検出手段を制御する測定タイミング制御手段（回路）と、
を具える。
【０００５】
また、第２の発明による三相交流電動機制御装置の電流検出装置は、
前記測定タイミング制御手段が、
前記第１の測定タイミングと前記第２の測定タイミングとが一致する毎に、その測定タイミングで電流を検出するように制御する方を前記第１および第２の電流検出手段で交互に切り替える、
ことを特徴とする。
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【発明の効果】
【０００６】
第１の発明では、二つの三相交流電動機と、これらの二つの三相交流電動機にそれぞれ接続された二つのインバータと、該二つのインバータそれぞれの少なくとも2相の電流を検出し、検出した電流値に基づいて各インバータを制御する制御装置とを備え、二つの三相交流電動機それぞれのキャリアに対して所定のタイミングで電流を検出するタイミングに加え、前後のタイミングで電流検出（合計3ポイント）し、二つの三相交流電動機の電流検出が一致した場合、事前に優先順位を設け、優先度の高い三相交流電動機は、通常の電流検出タイミングで電流検出を行う。他方の三相交流電動機は、前後のタイミングで電流検出した電流値を用いて、前後のタイミングで検出した電流値を加算し、割った値を真の電流値とする構成をとる。本構成によれば、例えばソフトウェアの処理だけで、二つの三相交流電動機の同時タイミングの電流検出が可能となり、電流検出タイミングの制約が無くなり、即ちキャリア周波数の制約が無くなことになる。また、二つの三相交流電動機それぞれのキャリア周波数を可変とした制御を適用する事によって、電流検出タイミングが一致しても、電流検出が可能となり、三相交流電動機の過負荷時にスイッチング素子の温度上昇を防止する事ができる。
【０００７】
また、第２の発明では、電流検出タイミングが一致した毎に優先順位を交互に切替える制御を適用することによって、連続的に電流検出タイミングが一致しても交互に優先順位を切替えることによって、前後のタイミングで電流検出した電流値を用いて算出した電流値を連続的に用いることなく、最小限の誤差で電流検出が可能となり、制御精度の向上を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以降、諸図面を参照しつつ、本発明の実施態様を詳細に説明する。
まず、本発明との比較のために従来例として図１に従来装置の構成図、図２に従来装置での測定タイミングを示すタイミングチャートを示す。図１に示すように、従来、二つの三相交流電動機A,B(5,9)と、これらの二つの三相交流電動機にそれぞれ接続された二つのインバータA,B(2,6)と、該二つのインバータそれぞれの2相(3,4,7,8)の電流を検出し、検出した電流値に基づいて各インバータA,B(2,6)を制御する制御装置1とを備えた三相交流電動機の制御装置において、通常、インバータA（2）のU相とV相の電流値(3,4)を同時に検出し、インバータB（6）のU相とV相の電流値(7,8)をインバータA〈2〉の電流検出タイミングとΔTずらしたタイミングで、同時に検出している。即ち、インバータA（2）のU相とV相の電流値(3,4)をインバータA（2）のキャリア波に対して所定のタイミングで検出し、インバータB（6）のU相とV相の電流値(7,8)をインバータB（6）のキャリア波に対して所定のタイミングで検出している。つまり、インバータAのU相とV相の電流値(3,4)をそれぞれ一つの電流検出装置で検出し、異なるタイミングでインバータB（6）のU相とV相の電流値(7,8)を上記電流検出装置で同時に検出している。一方、例えば三相交流電動機の過負荷時にスイッチング素子の温度上昇を防止する為にキャリア周波数を低減する事が知られている。上述のような二つの三相交流電動機A,B(5,9)それぞれのキャリアに対して所定のタイミングで電流を検出している三相交流電動機の制御装置に、このようなキャリア周波数を可変とした制御を適用した場合、電流検出タイミングが重なり、電流検出ができなくなるという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、前述同様に二つの三相交流電動機A,B(5,9)と、これらの二つの三相交流電動機にそれぞれ接続された二つのインバータA,B(2,6)と、該二つのインバータそれぞれの2相の電流(3,4と7,8)を検出し、検出した電流値に基づいて各インバータA,B(2,6)を制御する制御装置1とを備えた三相交流電動機の制御装置であるが、電流検出したいタイミングに加え、前後のタイミングで電流検出（合計3ポイント）する事によって、このような検出装置で上述したような問題点を解決するものである。
【００１０】
図３に本発明による三相交流電動機制御装置の電流検出装置の基本的な構成図を示す。図に示すように、本発明では、第１および第２の三相交流電動機(5,9)と、これら第１および第２の三相交流電動機にそれぞれ接続された第１および第２のインバータ(2,6)とを具え、これら第１および第２のインバータそれぞれから前記第１および第２の三相交流電動機へ出力される電流を検出し、検出した電流値に基づいて各インバータを制御する三相交流電動機制御装置(A,B)の電流検出装置(1)に、第１の三相交流電動機のキャリアに対応した第１の測定タイミングで、電流センサ3,4を使って前記第１のインバータから出力される電流を検出する第１の電流検出手段10Aと、第２の三相交流電動機のキャリアに対応した第２の測定タイミングで、電流センサ7,8を使って前記第２のインバータから出力される電流を検出する第２の電流検出手段10Bと、第１の測定タイミングと前記第２の測定タイミングとが一致するときに、どちらか一方だけその測定タイミングで電流を検出するように前記第１或いは第２の電流検出手段を制御し、その測定タイミングの前後のタイミングで電流を検出し、その平均値を電流検出値とするように他方の電流検出手段を制御する測定タイミング制御手段10Cとを設ける。
【実施例１】
【００１１】
次に、図３の装置を使用した場合の電流検出のタイミングの一例を示す。二つの三相交流電動機A,B（5,9）と、これらの二つの三相交流電動機にそれぞれ接続された二つのインバータA,B（2,6）と、該二つのインバータそれぞれの2相の電流(3,4と7,8)を検出し、検出した電流値に基づいて各インバータA,B(2,6)を制御する制御装置1とを備え、二つの三相交流電動機A,B（5,9）それぞれのキャリアに対して所定のタイミングで電流を検出するタイミング(IA（n）)（IB（n））に加え、二つの三相交流電動機A,B(5,9)の電流検出が一致した場合、事前に優先順位を設けた優先度の高い三相交流電動機A（5）は、通常の電流検出タイミングで電流検出を行い、優先度の低い三相交流電動機B（9）は前後のタイミング（IB(n−1)）（IB(n+1)）で電流検出し、前後のタイミング（IB（ｎ−1））（IB(n+1)）で検出した電流値を加算し、２で割って出した平均値を真の電流値（IB（n））とする。
【００１２】
本実施例における測定タイミングの流れを図４のタイミングチャートに示す。図に示すように、この場合には三相交流電動機Aが優先側である。電動機A側では、常にキャリアによって規定される測定タイミングIA(n)で電流検出を行う。三相交流電動機Bでは、測定タイミングが一致する場合に備えて、常に、キャリアによって規定される測定タイミングIB(n)でとその１つ手前の測定タイミングIB(n-1)の２箇所で電流検出を行う。具体的には、例えば、当該タイミングの１００μs前と後のタイミングで測定する。そして、図に示すように測定タイミングが一致してしまった場合には、非優先側では当該タイミングでの測定を中止し、１つ手前の測定タイミングIB(n-1)と１つ後の測定タイミングIB(n+1)の２箇所で電流検出を行う。
【００１３】
図５に、本実施例における測定タイミングの制御の流れをフローチャートで示す。図に示すように、まず一致フラグをゼロで初期化する（ステップS1）。次に、IA(n),IB(n)の測定タイミングが一致するか否かを判定する（ステップS2）。一致する場合は、タイミングが一致することを示す一致フラグに１を挿入する（ステップS6）。優先側である電動機Aの方はタイミングどおりにIA(n)で電流を測定する（ステップS7）。ステップS2で条件を満たさない場合（一致しない）には、IA(n)の測定タイミングであるか否かを判定し（ステップS3）、条件を満たす場合にはステップS7に進む。ステップS3で条件を満たさない場合には、IB(n-1)の測定タイミングであるか否かを判定し（ステップS4）、条件を満たす場合にはIB(n-1)の測定を行う（ステップS14）。ステップS4で条件を満たさない場合には、IB(n)の測定タイミングであるか否かを判定し（ステップS5）、条件を満たす場合にはIB(n)の測定を行い（ステップS15）、測定した値を使用して電動機Bの制御を行う（ステップS16）。ステップS7に続いて、測定した値を使用して電動機Aの制御を行う（ステップS8）。次に、一致フラグが１であるか否かを判定し（ステップS9）、条件を満たす場合（一致）、IB(n+1)の測定タイミングで電流検出を実施する（ステップS10）。次に、本来の測定タイミングの前後で測定した数値を加算して２で割り平均値を求め（ステップS12）、この平均値を使用して電動機Bの制御を行う（ステップS12）。最後に、一致フラグをゼロでクリアーして（ステップS13）、再度、ステップS2にループバックする。
【実施例２】
【００１４】
次に、図３、図６−８を参照しながら、本発明の具体的な実施例2を説明する。実施例1に加え、電流検出タイミングが一致した毎に優先順位を交互に切替える制御を適用する。図６に、本実施例における測定タイミングの流れを示すタイミングチャートを示す。図に示すように、この実施例では優先側を測定タイミングが一致するごとに切り替える構成を取る。このように優先側を切り替えることによって、片方の電流値の測定誤差が蓄積される問題を解消することが可能となる。
【００１５】
図７に、本実施例における測定タイミングの制御の流れをフローチャートで示す。図に示すように、まず、優先フラグ、一致フラグをゼロで初期化する（ステップP1,P2）。優先フラグに１が入っている場合は電動機Bが優先側であり、ゼロの場合には電動機Aが優先である。次に、優先フラグがゼロであるか否かを判定し（ステップP3）、条件を満たす場合は、図８の１（ステップP20）に進む。ステップP3の条件を満たさない場合は、次に、IA(n),IB(n)の測定タイミングが一致するか否かを判定する（ステップP4）。一致する場合は、タイミングが一致することを示す一致フラグに１を挿入する（ステップP8）。優先フラグがゼロであるため、優先側である電動機Bの方はタイミングどおりにIB(n)で電流を測定する（ステップP9）。ステップP4で条件を満たさない場合（一致しない）には、IB(n)の測定タイミングであるか否かを判定し（ステップP5）、条件を満たす場合にはステップP9に進む。ステップP5で条件を満たさない場合には、IA(n-1)の測定タイミングであるか否かを判定し（ステップP6）、条件を満たす場合にはIA(n-1)の測定を行う（ステップP17）。ステップP6で条件を満たさない場合には、IA(n)の測定タイミングであるか否かを判定し（ステップP7）、条件を満たす場合にはIA(n)の測定を行い（ステップP18）、測定した値を使用して三相交流電動機Aの制御を行う（ステップP19）。
【００１６】
ステップP9に続いて、測定した値を使用して三相交流電動機Bの制御を行う（ステップP10）。次に、一致フラグが１であるか否かを判定し（ステップP11）、条件を満たす場合（一致）、IA(n+1)の測定タイミングで電流検出を実施する（ステップP12）。次に、本来の測定タイミングの前後で測定した数値を加算して２で割り平均値を求め（ステップP13）、この平均値を使用して電動機Aの制御を行う（ステップP14）。最後に、優先フラグをゼロで初期化し（ステップP15）、次回の一致時には電動機Aを優先させるように設定し、一致フラグをゼロでクリアーして（ステップP16）、再度、ステップP3にループバックする。
【００１７】
ステップP3で条件を満たす場合は図８の１(ステップP20)に進む（電動機Aが優先側となる）。次に、IA(n),IB(n)の測定タイミングが一致するか否かを判定する（ステップP20）。一致する場合は、タイミングが一致することを示す一致フラグに１を挿入する（ステップP24）。優先フラグが1であるため、優先側である電動機Aの方はタイミングどおりにIA(n)で電流を測定する（ステップP25）。ステップP20で条件を満たさない場合（一致しない）には、IA(n)の測定タイミングであるか否かを判定し（ステップP21）、条件を満たす場合にはステップP25に進む。ステップP21で条件を満たさない場合には、IB(n-1)の測定タイミングであるか否かを判定し（ステップP22）、条件を満たす場合にはIB(n-1)の測定を行う（ステップP33）。ステップP22で条件を満たさない場合には、IB(n)の測定タイミングであるか否かを判定し（ステップP23）、条件を満たす場合にはIB(n)の測定を行い（ステップP34）、測定した値を使用して三相交流電動機Bの制御を行う（ステップP35）。
【００１８】
ステップP25に続いて、測定した値を使用して三相交流電動機Aの制御を行う（ステップP26）。次に、一致フラグが１であるか否かを判定し（ステップP27）、条件を満たす場合（一致）、IB(n+1)の測定タイミングで電流検出を実施する（ステップP28）。次に、本来の測定タイミングの前後で測定した数値を加算して２で割り平均値を求め（ステップP29）、この平均値を使用して電動機Bの制御を行う（ステップP30）。最後に、優先フラグに１を挿入し（ステップP31）、次回の一致時には電動機Bを優先させるように設定し、一致フラグをゼロでクリアーして（ステップP32）、再度、図７の１（ステップP3）にループバックする。
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来装置の構成図である。
【図２】従来装置での測定タイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】図３に本発明による三相交流電動機制御装置の電流検出装置の基本的な構成図である。
【図４】実施例１における測定タイミングの流れを示すタイミングチャートである。
【図５】実施例１における測定タイミングの制御の流れをフローチャートである。
【図６】実施例２における測定タイミングの流れを示すタイミングチャートである。
【図７】実施例２における測定タイミングの制御の流れをフローチャートである。
【図８】実施例２における測定タイミングの制御の流れをフローチャートである。
【符号の説明】
【００２０】
1:三相交流電動機の制御装置
2：インバータA
3：三相交流電動機AのU相電流センサ
4：三相交流電動機AのV相電流センサ
5：三相交流電動機A
6：インバータB
7：三相交流電動機BのU相電流センサ
8：三相交流電動機BのV相電流センサ
9：三相交流電動機B
10A：第１の電流検出手段
10B：第２の電流検出手段
10C：測定タイミング制御手段
【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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