(57)【要約】【課題】大型で取り付けや交換が面倒なモータを負荷とする替わりに電力変換器にモータの挙動を模擬させて負荷試験を行う電力変換器試験装置の小型化を実現する。【解決手段】昇圧トランスの一次側に接続される三相交流電源と、該昇圧トランスの二次側に接続されて、前記昇圧トランスを介して供給された前記三相交流電源の電圧から可変周波数可変電圧の三相電圧を出力する、３つの入力端子と３つの出力端子とを任意に接続する９つのスイッチとで構成されるマトリックスコンバータと、前記マトリックスコンバータの出力の三相交流電圧を正弦波状に濾波するフィルタと、該フィルタの出力に一端が接続されるインダクタとからなり、該インダクタのもう一端から見た電気的特性が、所定モータの特性と一致するように制御されることを特徴とする電力変換器試験装置。【選択図】図１
2011182554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇圧トランスの一次側に接続される三相交流電源と、
該昇圧トランスの二次側に接続されて、前記昇圧トランスを介して供給された前記三相交流電源の電圧から可変周波数可変電圧の三相電圧を出力する、３つの入力端子と３つの出力端子とを任意に接続する９つのスイッチとで構成されるマトリックスコンバータと、
前記マトリックスコンバータの出力の三相交流電圧を正弦波状に濾波するフィルタと、
該フィルタの出力に一端が接続されるインダクタとからなり、
該インダクタのもう一端から見た電気的特性が、所定モータの特性と一致するように制御されることを特徴とする電力変換器試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータの運転試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インバータの運転試験において様々な負荷モータを接続して試験を行いたいという要望がある。しかしながら、一種類のインバータに対し、様々な種類のモータを負荷として運転試験を行いたい場合は、試験が終わるごとにモータとインバータとの配線をいちいち切替なければならないという不都合があった。そこで、インバータの運転試験を行う際においては大型で取り付けや交換が面倒なモータを負荷とする替わりに電力変換器にモータの電気的特性を模擬させて負荷試験を行う電力変換器試験装置が開発されていた。
（特許文献１参照）。
【０００３】
図２によって従来技術構成の一例を説明する。絶縁トランス１２は回生コンバータ２１と回生コンバータ７１を電気的に絶縁するものであり、一次側には三相交流電源１が入力され、二次側には回生コンバータ２１が接続される。回生コンバータ２１は三相交流電圧を直流電圧に変換すること、あるいは直流電圧から三相交流電圧への変換を行うものであり、回生コンバータ２１の出力にはインバータ３が接続される。インバータ３はＰＷＭ制御された三相交流電圧を出力し、フィルタ４へ供給される。フィルタ４はインバータ３の出力電圧および出力電流を正弦波状に濾波するものであり、例えば図３のようなＬＣフィルタ構造をしている。フィルタ４の出力には電流検出器５を介してインダクタ６が接続される。インダクタ６はフィルタ４に直列に一端が接続される。インダクタ６のもう一端にはインバータ７の出力が接続される。インバータ７は被試験器である。インバータ７の入力には回生コンバータ７１の出力が接続され、回生コンバータ７１の入力には三相交流電源１が入力される。フィルタ４の出力電圧は電圧検出器８によって検出される。電圧検出器８の出力電圧および電流検出器５の出力電流はＡ／Ｄ変換器９に入力され、アナログ量からデジタル量へ変換され、インバータ制御器１０へ入力される。
【０００４】
以上のような構成にすることによって、例えば電力変換器試験装置１３が永久磁石電動機の電気的特性を模擬したい場合は、模擬したい永久磁石電動機の電機子抵抗、ｄ軸インダクタンス、ｑ軸インダクタンス、磁石磁束、インダクタ６のインダクタンス、フィルタ４の出力電流および出力電圧をインバータ制御器１０に入力し、インバータ制御器１０がインバータ３に対して例えば特許文献１記載の制御を行うことによって、インバータ７から見た従来の電力変換器試験装置１３の電気的特性がモータを模擬することが可能である。
【０００５】
一方電力変換器の一種としてマトリックスコンバータがある。これはインバータと回生コンバータの両方の機能を併せ持つ電力変換器である。マトリックスコンバータは、通常、入力にＬＣフィルタを介して三相交流電源Ｒ相Ｓ相Ｔ相が接続され、９つのスイッチによって構成され、任意に出力のＵ相Ｖ相Ｗ相と入力のＲ相Ｓ相Ｔ相の接続を行うものである。一般的にコンバータとインバータで構成された電力変換器と比較して、マトリックスコンバータは入力電圧を直流に変換する大型の電解コンデンサを持たないため、装置の小型化が可能であると言われている。しかしながら、マトリックスコンバータの構造上の問題として入力電源基本波の０．８６６倍までしか正弦波状の出力電圧を得られないというデメリットがあった。（非特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２９５２２９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】平成１５年電気学会全国大会講演論文集  ４−０６７「マトリックスコンバータの電圧利用率改善法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、従来の電力変換器試験装置１３の小型化を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
昇圧トランスの一次側に接続される三相交流電源と、
該昇圧トランスの二次側に接続されて、前記昇圧トランスを介して供給された前記三相交流電源の電圧から可変周波数可変電圧の三相電圧を出力する、３つの入力端子と３つの出力端子とを任意に接続する９つのスイッチとで構成されるマトリックスコンバータと、
前記マトリックスコンバータの出力の三相交流電圧を正弦波状に濾波するフィルタと、
該フィルタの出力に一端が接続されるインダクタとからなり、
該インダクタのもう一端から見た電気的特性が、所定モータの特性と一致するように制御されることを特徴とする電力変換器試験装置。
【発明の効果】
【００１０】
上述のように本発明では、回生コンバータとインバータの代わりにマトリックスコンバータを用いることで装置の小型化が期待できる。また、マトリックスコンバータには入力電圧の０．８６６倍までしかＰＷＭ制御された正弦波電圧を出力できないという欠点があったが、本発明では絶縁トランスの替わりに昇圧トランスを用いたことで上述したマトリックスコンバータの欠点が問題にならない。
【００１１】
本発明により、大型で取り付けや交換が面倒なモータを負荷とする替わりに電力変換器にモータの挙動を模擬させて負荷試験を行う電力変換器試験装置の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１を示した図である。
【図２】従来技術の実施例を示した図である。
【図３】ＬＣフィルタを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
従来の構成の一部を変えるだけでマトリックスコンバータの、デメリットであった入力電圧の０．８６６倍までしかＰＷＭ制御された正弦波電圧を出力できないという欠点を克服し且つ装置全体の小型化を実現した。
【実施例１】
【００１４】
図１によって本発明の実施例を示す。本発明は図２に示す従来技術において回生コンバータ３１とインバータ３の替わりにマトリックスコンバータ３１を接続したものである。また絶縁トランスの替わりに昇圧トランス２を接続する。以上のような構成にすることで従来の電力変換器試験装置の性能を損ねることなく、またマトリックスコンバータのデメリットである電圧利用率が０．８６６倍であるという問題を克服し、且つ、装置の小型化を図ることが可能である。例えば電圧利用率を一般的なインバータと同程度にしたいならば三相交流電源１の電圧が約１．１５倍になるように昇圧トランス２の巻数比を選定すれば良い。昇圧トランス２の大きさが従来技術の絶縁トランス１２と同程度なので、回生コンバータ２１とインバータ３をマトリックスコンバータ３１に置換した分、全体の装置の小型化が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明はマトリックスコンバータによる電力変換器試験装置に対し応用が期待される。
【符号の説明】
【００１６】
１        三相交流電源
１２      絶縁トランス  
２        昇圧トランス
２１      回生コンバータ
３        インバータ
３１      マトリックスコンバータ
４        フィルタ
４１      ＬＣフィルタのインダクタ
４２      ＬＣフィルタのコンデンサ
５        電流検出器
６        インダクタ
７        インバータ
７１      回生コンバータ
８        電圧検出器
９        ＡＤ変換器
１０      インバータ制御器
１０１    マトリックスコンバータ制御器
１１      発明の電力変換器試験装置
１３      従来の電力変換器試験装置
【図１】
2011182554.tif 000003
【図２】
2011182554.tif 000004
【図３】
2011182554.tif 000005