(57)【要約】【課題】モータに出力される交流信号の高調波解析を、ばらつきの少ない状態で、かつより高い精度で行う。【解決手段】インバータ装置５３から出力される交流信号（相間電圧Ｖｕｖ〜Ｖｗｕおよび相電流Ｉｕ〜Ｉｗ）についての各検出信号を入力し高周波ノイズを除去するフィルタリング処理およびサンプリングして波形データＤ１ｕｖ〜Ｄ１ｗｕおよび波形データＤ２ｕ〜Ｄ２ｗに変換する処理を実行する入力部１１と、波形データＤ１ｕｖ，Ｄ２ｕなどを高調波解析する高調波解析処理を実行する処理部１２とを備え、処理部１２は、回転検出器６からの相パルスＳａ，Ｓｚに基づき交流信号の交流周波数ｆ０およびモータ５４の機械角１周期を検出すると共に、交流周波数ｆ０に基づいてフィルタリング処理での高周波ノイズの除去範囲を入力部１１に設定し、検出した機械角１周期を単位解析区間として波形データＤ１ｕｖなどの高調波解析処理を実行する。【選択図】図１
2019002785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動するための交流信号を生成するインバータ装置の当該交流信号についての検出信号を入力すると共に高周波ノイズを除去するフィルタリング処理およびサンプリングして波形データに変換するサンプリング処理を実行する入力部と、
前記波形データを高調波解析する高調波解析処理を実行する処理部とを備えた高調波解析装置であって、
前記処理部は、前記モータに装着された回転検出器から出力される回転信号に基づいて前記交流信号の交流周波数および前記モータの機械角１周期を検出する検出処理、並びに前記交流周波数に基づいて前記フィルタリング処理での前記高周波ノイズの除去範囲を前記入力部に対して設定する設定処理を実行すると共に、前記検出した機械角１周期を前記高調波解析の単位解析区間として当該機械角１周期に含まれる前記波形データを特定して前記高調波解析処理を実行する高調波解析装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記高調波解析処理において、前記機械角１周期に含まれる前記波形データに対して当該機械角１周期の長さに応じて予め規定されたデータ数の新たな波形データに変換するリサンプリング処理を実行すると共に、当該新たな波形データを高調波解析する請求項１記載の高調波解析装置。
【請求項３】
前記回転検出器は、少なくともＺ相パルスを前記回転信号として出力するロータリーエンコーダで構成され、
前記処理部は、前記検出処理において前記Ｚ相パルスに基づいて前記機械角１周期を検出すると共に、当該機械角１周期に含まれる前記波形データを特定する請求項１または２記載の高調波解析装置。
【請求項４】
前記ロータリーエンコーダは、前記Ｚ相パルスと共にＡ相パルスおよびＢ相パルスの少なくとも一方の相パルスを前記回転信号として出力し、
前記処理部は、前記検出処理において、前記一方の相パルスの第１周波数を測定すると共に当該第１周波数および前記モータの仕様に基づいて前記交流周波数を検出し、かつ前記Ｚ相パルスの第２周波数を測定すると共に当該第２周波数に基づいて前記機械角１周期の長さに応じた前記予め規定されたデータ数を特定する請求項３記載の高調波解析装置。
【請求項５】
前記ロータリーエンコーダは、前記Ｚ相パルスと共にＡ相パルスおよびＢ相パルスの少なくとも一方の相パルスを前記回転信号として出力し、
前記処理部は、前記検出処理において、前記一方の相パルスの第１周波数を測定すると共に当該第１周波数および前記モータの仕様に基づいて前記交流周波数を検出し、かつ当該第１周波数および当該モータの仕様に基づいて前記モータの回転数を検出すると共に当該回転数に基づいて前記機械角１周期の長さに応じた前記予め規定されたデータ数を特定する請求項３記載の高調波解析装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記機械角１周期に含まれる前記波形データに基づいて前記インバータ装置から前記モータに出力される出力電力を測定すると共に、前記モータに装着されたトルク計から出力されるトルク信号と前記機械角１周期の長さとに基づいて当該モータのモータ出力を測定するモータ解析処理を実行する請求項４記載の高調波解析装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記機械角１周期に含まれる前記波形データに基づいて前記インバータ装置から前記モータに出力される出力電力を測定すると共に、前記モータに装着されたトルク計から出力されるトルク信号と前記回転数とに基づいて当該モータのモータ出力を測定するモータ解析処理を実行する請求項５記載の高調波解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動するための交流信号を生成するインバータ装置のこの交流信号についての高調波を解析する高調波解析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の高調波解析装置として、下記の非特許文献１に開示された高調波解析機能を備えた電力測定装置が知られている。まず、この電力測定装置の測定対象であるインバータ装置およびモータを含むモータ駆動システムの構成について、図３を参照して説明する。このモータ駆動システム５１は、電源５２、インバータ装置５３、モータ（同期モータ）５４、トルク計５５および回転検出器（回転計またはロータリーエンコーダ。この例ではロータリーエンコーダ）５６を備え、モータ５４の出力軸に連結された負荷６１を駆動可能に構成されている。この場合、例えば、モータ５４が３相モータのときには、インバータ装置５３は、電源５２から入力される入力電力Ｐｉｎに基づき、互いの位相差が１２０度となる３相の交流電圧（ｕ相電圧Ｖｕ、ｖ相電圧Ｖｖおよびｗ相電圧Ｖｗからなる３相の交流電圧）を生成してモータ５４に出力することで、モータ５４を駆動する。
【０００３】
非特許文献１に開示された電力測定装置７１は、図３に示すように、例えば、チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４の４チャンネル分の電力測定機能および高調波解析機能と、モータ解析機能とを備えている。この場合、電力測定装置７１は、電力測定機能で、インバータ装置５３への入力電力Ｐｉｎを測定すると共に、インバータ装置５３からモータ５４に出力される出力電力Ｐｏｕｔを測定する。また、電力測定装置７１は、高調波解析機能で、インバータ装置５３からモータ５４に出力される３相の交流信号（上記した３相の交流電圧および後述する３相の交流電流）のそれぞれについて高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）を行うことで、それぞれの高調波を解析する。また、電力測定装置７１は、モータ解析機能で、モータ５４のモータ出力（モータパワー）Ｐｍを測定する。また、電力測定装置７１は、測定した入力電力Ｐｉｎ、出力電力Ｐｏｕｔおよびモータ出力Ｐｍに基づいてインバータ装置５３およびモータ５４の各効率などを測定する。
【０００４】
具体的には、電力測定装置７１は、図３に示すように、１つのチャンネルＣＨ１で検出されるインバータ装置５３への入力電圧Ｖｉｎおよび入力電流Ｉｉｎに基づいて入力電力Ｐｉｎを測定する。また、電力測定装置７１は、１つのチャンネルＣＨ２で検出されるモータ５４へのｕｖ相間電圧Ｖｕｖおよびｕ相電流Ｉｕと、１つのチャンネルＣＨ３で検出されるモータ５４へのｖｗ相間電圧Ｖｖｗおよびｖ相電流Ｉｖと、１つのチャンネルＣＨ４で検出されるモータ５４へのｗｕ相間電圧Ｖｗｕおよびｗ相電流Ｉｗとに基づいて出力電力Ｐｏｕｔを測定する。また、電力測定装置７１は、各チャンネルＣＨ２〜ＣＨ４で検出される上記した３相の相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび３相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの各交流信号について高調波解析する。また、電力測定装置７１は、トルク計５５から出力されるトルク信号Ｓｔに基づいて測定されるトルクＴ［Ｎ・ｍ］と、回転検出器５６から出力される回転パルス信号としてのＡ相パルスＳａまたはＢ相パルスＳｂに基づいて測定される回転数Ｎ［ｒｐｍ］とに基づいてモータ出力Ｐｍを測定する。
【０００５】
また、電力測定装置７１は、上記の入力電力Ｐｉｎ、出力電力Ｐｏｕｔ、モータ出力Ｐｍ、インバータ装置５３の効率およびモータ５４の効率を正確に測定すると共に、上記の３相の各交流信号の高調波を正確に解析するために、例えば、１つの入力波形（基準波形）のゼロクロス点を検出し、検出したゼロクロス点に基づいて測定する区間（測定区間）を決定する。例えば、電力測定装置７１は、ｕ相電流Ｉｕ、ｖ相電流Ｉｖおよびｗ相電流Ｉｗのいずれか１つを基準波形としてそのゼロクロス点を検出しつつ、新たなゼロクロス点の検出タイミングから次の新たなゼロクロス点の検出タイミングまでの区間（つまり、モータ５４の電気角１周期）を１つの共通の測定区間（高調波解析では解析区間）として決定して、この測定区間毎に入力電力Ｐｉｎ、出力電力Ｐｏｕｔ、モータ出力Ｐｍ、および３相の各交流信号を高調波解析する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＳｉＣインバータの高精度な電力測定（UG_PW6001_SiCInv_J2-6ZM-1.pdf）、日置電機株式会社ホームページ、［平成２９年５月１１日検索］、インターネット＜https://www.hioki.co.jp/hdfile.jsp?id=31531＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記した電力測定装置７１には、以下のような改善すべき課題が存在している。具体的には、モータ５４を構成する固定子の各磁極に生じる磁力を完全に揃えたり、回転子の各磁極の磁力を完全に揃えたりすることや、回転子の回転方向（周方向）に沿ったこの回転子の各磁極の位置や回転方向に沿った固定子の各磁極の位置を完全に等角度間隔に形成することは難しい。このため、モータ５４には電気角１周期で回転ムラが必ず発生することから、電気角１周期毎に測定されるモータ出力Ｐｍがばらつき、これにより、インバータ装置５３の出力電力Ｐｏｕｔおよび３相の交流信号（相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび３相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）も電気角１周期毎にばらつくことから、３相の各交流信号を高調波解析して得られる高調波解析データも電気角１周期毎にばらつくという課題が存在している。
【０００８】
そこで、本願出願人は、電力測定装置７１において、モータ５４の電気角１周期を共通の測定区間とする構成に代えて、例えば、回転パルス信号としてＺ相パルス（モータ５４の回転子が１回転する度に（機械角１周期毎に）出力されるパルス）を出力する回転検出器５６を使用し、この機械角１周期を１つの共通の測定区間として、この測定区間毎に入力電力Ｐｉｎ、出力電力Ｐｏｕｔおよびモータ出力Ｐｍなどを測定すると共に、３相の各交流信号を高調波解析する構成を採用することを考えた。４極や６極などの２極を超える数の磁極が形成された回転子を備えた通常のモータ５４（同期モータ）では、機械角１周期は複数の電気角で構成されていることから、機械角１周期を共通の測定区間（または解析区間）とすることで、モータ出力Ｐｍのばらつき、インバータ装置５３の出力電力Ｐｏｕｔのばらつき（つまり、３相の各交流信号（相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび３相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）のばらつき）、ひいては３相の各交流信号についての高調波解析データのばらつきが大幅に軽減されることになる。
【０００９】
ところで、各チャンネルＣＨ２〜ＣＨ４を介して入力される上記した３相の各交流信号（３相の相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび３相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）には高周波ノイズ（インバータ装置５３でのスイッチング動作に起因した高周波ノイズ）が含まれており、３相の各交流信号そのものの高調波解析の精度向上のためにはこの高周波ノイズを除去する必要がある。そこで、本願出願人は、この３相の各交流信号のそれぞれに対してフィルタ回路（ローパスフィルタ回路）を配置して、この高周波ノイズを除去する構成を採用することを考えた。一方、この構成では、インバータ装置５３から出力される３相の交流信号の周波数を変更することでモータ５４の回転制御が実施されるため、カットオフ周波数を固定とするフィルタ回路を採用する場合には、インバータ装置５３から出力される３相の交流信号の最高周波数を考慮してこのカットオフ周波数をこの最高周波数よりも高く規定することになる。しかしながら、高調波解析のさらなる精度向上のためには、３相の交流信号の現在の周波数に応じてフィルタ回路のカットオフ周波数を変更して、より多くの周波数帯域の高周波ノイズを除去し得るようにするのが望ましい。
【００１０】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、モータに出力される交流信号についての高調波解析を、ばらつきの少ない状態で、かつより高い精度で実行し得る高調波解析装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく請求項１記載の高調波解析装置は、モータを駆動するための交流信号を生成するインバータ装置の当該交流信号についての検出信号を入力すると共に高周波ノイズを除去するフィルタリング処理およびサンプリングして波形データに変換するサンプリング処理を実行する入力部と、前記波形データを高調波解析する高調波解析処理を実行する処理部とを備えた高調波解析装置であって、前記処理部は、前記モータに装着された回転検出器から出力される回転信号に基づいて前記交流信号の交流周波数および前記モータの機械角１周期を検出する検出処理、並びに前記交流周波数に基づいて前記フィルタリング処理での前記高周波ノイズの除去範囲を前記入力部に対して設定する設定処理を実行すると共に、前記検出した機械角１周期を前記高調波解析の単位解析区間として当該機械角１周期に含まれる前記波形データを特定して前記高調波解析処理を実行する。
【００１２】
請求項２記載の高調波解析装置は、請求項１記載の高調波解析装置において、前記処理部は、前記高調波解析処理において、前記機械角１周期に含まれる前記波形データに対して当該機械角１周期の長さに応じて予め規定されたデータ数の新たな波形データに変換するリサンプリング処理を実行すると共に、当該新たな波形データを高調波解析する。
【００１３】
請求項３記載の高調波解析装置は、請求項１または２記載の高調波解析装置において、前記回転検出器は、少なくともＺ相パルスを前記回転信号として出力するロータリーエンコーダで構成され、前記処理部は、前記検出処理において前記Ｚ相パルスに基づいて前記機械角１周期を検出すると共に、当該機械角１周期に含まれる前記波形データを特定する。
【００１４】
請求項４記載の高調波解析装置は、請求項３記載の高調波解析装置において、前記ロータリーエンコーダは、前記Ｚ相パルスと共にＡ相パルスおよびＢ相パルスの少なくとも一方の相パルスを前記回転信号として出力し、前記処理部は、前記検出処理において、前記一方の相パルスの第１周波数を測定すると共に当該第１周波数および前記モータの仕様に基づいて前記交流周波数を検出し、かつ前記Ｚ相パルスの第２周波数を測定すると共に当該第２周波数に基づいて前記機械角１周期の長さに応じた前記予め規定されたデータ数を特定する。
【００１５】
請求項５記載の高調波解析装置は、請求項３記載の高調波解析装置において、前記ロータリーエンコーダは、前記Ｚ相パルスと共にＡ相パルスおよびＢ相パルスの少なくとも一方の相パルスを前記回転信号として出力し、前記処理部は、前記検出処理において、前記一方の相パルスの第１周波数を測定すると共に当該第１周波数および前記モータの仕様に基づいて前記交流周波数を検出し、かつ当該第１周波数および当該モータの仕様に基づいて前記モータの回転数を検出すると共に当該回転数に基づいて前記機械角１周期の長さに応じた前記予め規定されたデータ数を特定する。
【００１６】
請求項６記載の高調波解析装置は、請求項４記載の高調波解析装置において、前記処理部は、前記機械角１周期に含まれる前記波形データに基づいて前記インバータ装置から前記モータに出力される出力電力を測定すると共に、前記モータに装着されたトルク計から出力されるトルク信号と前記機械角１周期の長さとに基づいて当該モータのモータ出力を測定するモータ解析処理を実行する。
【００１７】
請求項７記載の高調波解析装置は、請求項５記載の高調波解析装置において、前記処理部は、前記機械角１周期に含まれる前記波形データに基づいて前記インバータ装置から前記モータに出力される出力電力を測定すると共に、前記モータに装着されたトルク計から出力されるトルク信号と前記回転数とに基づいて当該モータのモータ出力を測定するモータ解析処理を実行する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の高調波解析装置では、機械角１周期が電気角の複数周期分で構成されるモータおよびインバータ装置を含むモータ駆動システムでのインバータ装置からモータに出力される３相の交流信号についての波形データを、処理部が検出処理で検出したこの交流信号の交流周波数に基づいてフィルタリング処理での高周波ノイズの除去範囲を入力部に対して設定した状態で機械角１周期分特定（取得）し、この機械角１周期分の波形データに対して高調波解析処理を実行する。したがって、この高調波解析装置によれば、機械角１周期に含まれる電気角１周期毎の高調波解析データにおいて生じるばらつきを相殺でき、これにより機械角１周期（解析区間）毎に測定される高調波解析データについてのばらつきを大幅に低減することができる。また、この高調波解析装置によれば、検出された交流周波数に基づいてフィルタリング処理での高周波ノイズの除去範囲を入力部に対して設定し、この状態で入力部から出力される波形データ（つまり、交流周波数に応じて適切に高周波ノイズが除去された状態の波形データ）を使用する構成のため、より高い精度で高調波解析データを測定することができる。
【００１９】
請求項２記載の高調波解析装置によれば、機械角１周期に含まれる波形データに対して、機械角１周期の長さに応じて予め規定されたデータ数の新たな波形データに変換するリサンプリング処理を実行し、この新たな波形データを高調波解析する構成のため、機械角１周期の長さに拘わらず同じデータ数とするリサンプリング処理を実行する構成と比較して、機械角１周期がより長いときのデータ数を、機械角１周期がより短いときのデータ数よりも多くすることができる。この場合、ＦＦＴ処理において算出可能な次数はデータ数に比例することから、機械角１周期がより長いときの交流信号についての高調波成分を、より高い周波数の高調波成分まで算出することができる。
【００２０】
請求項３記載の高調波解析装置によれば、Ｚ相パルスに基づいて機械角１周期を検出すると共に、この機械角１周期に含まれる波形データを特定するため、常にモータの回転子の同じ位置からの１回転（機械角１周期）分の波形データを特定することができる。これにより、この高調波解析装置によれば、交流信号の位相と単位解析区間の関係を常に一定に維持しつつ、高調波解析を実行することができる。
【００２１】
請求項４記載の高調波解析装置によれば、Ｚ相パルスを、機械角１周期の検出（機械角１周期の開始タイミングおよび終了タイミングの検出）以外に有効に利用してその周波数を第２周波数として測定し、この測定した第２周波数に基づいてデータ数を特定することができる。
【００２２】
請求項５記載の高調波解析装置によれば、一方の相パルスの周波数を第１周波数として測定し、この第１周波数およびモータの仕様に基づいてモータの回転数を算出すると共にこの算出した回転数に基づいてデータ数を特定する構成のため、処理部での周波数測定を第１周波数の測定だけにすることができる（上記の第２周波数を測定する構成と比較して、この第２周波数の測定を省くことができる）ことから、その分、周波数測定に要する処理部の負荷を軽減することができる。
【００２３】
請求項６，７記載の高調波解析装置によれば、出力電力およびモータ出力を機械角１周期毎に測定する構成のため、機械角１周期に含まれる電気角１周期毎の出力電力およびモータ出力に生じるばらつきを相殺でき、これにより機械角１周期毎に測定される出力電力およびモータ出力についてのばらつきを大幅に低減することができる。したがって、この高調波解析装置によれば、出力電力およびモータ出力、ひいてはこれらから算出されるモータの効率や損失についても高い精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】インバータ装置５３およびモータ５４を含むモータ駆動システムＭＤＳと、高調波解析装置１との接続関係を説明するための説明図である。
【図２】高調波解析装置１での各高調波レンジの周波数範囲とポイント数Ｎｐとの対応関係を示す参照テーブルＤｔｌの説明図である。
【図３】インバータ装置５３およびモータ５４を含むモータ駆動システム５１と、高調波解析機能を備えた電力測定装置７１との接続関係を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、高調波解析装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２６】
最初に、解析対象となるインバータ装置５３およびモータ（例えば同期モータ）５４を含むモータ駆動システムＭＤＳの構成について、図１を参照して説明する。
【００２７】
モータ駆動システムＭＤＳは、一例として図１に示すように、インバータ装置５３、モータ５４、トルク計５５および回転検出器（アナログの回転信号を出力する回転計または回転パルス信号を出力するロータリーエンコーダ）６を備え、モータ５４の出力軸に連結された負荷６１を駆動可能に構成されている。
【００２８】
インバータ装置５３は、不図示の電源から供給される入力電力Ｐｉｎ（直流入力電力）に基づいて、モータ５４に出力する交流信号（本例では、交流電圧）を生成する。本例のモータ５４は、後述するように、３相６極１８スロットの同期モータで構成されているため、インバータ装置５３は、互いの位相が１２０°ずつずれた３相電圧（ｕ相電圧Ｖｕ、ｖ相電圧Ｖｖおよびｗ相電圧Ｖｗ）を、モータ５４を駆動するための交流電圧として生成する。
【００２９】
モータ５４は、一例として、同期モータとしての３相６極１８スロットモータで構成されている。具体的には、モータ５４は、外周面にＮ極およびＳ極の２極をもつ永久磁石３個が周方向に沿って６０°の角度間隔で形成されて構成された６極の回転子（図示せず）と、内周面に１８個の歯部が周方向に沿って２０°の角度間隔で形成されて構成された固定子（図示せず）とを有して構成されて、回転子の一端側が出力軸（図示せず）として機能する。
【００３０】
以上の構成を備えたモータ５４では、回転子が一回転する周期（機械角１周期）が、電気角の３周期分で構成される。本例において測定対象となるモータ５４は、このように機械角１周期が電気角の複数周期分で構成されるものとする。
【００３１】
トルク計５５は、モータ５４の出力軸に装着されて、出力軸のトルクＴ［Ｎ・ｍ］をリアルタイムで検出しつつ、検出したトルクＴを示すトルク信号Ｓｔを出力する。回転検出器６は、モータ５４の出力軸に装着されて、出力軸の回転数Ｎ［ｒｐｍ］を示す回転パルス信号を出力する。本例では一例として、回転検出器６は、ロータリーエンコーダで構成されて、相互間の位相差が９０°となるＡ相パルスＳａおよびＢ相パルスＳｂと、Ｚ相パルスＳｚとをそれぞれ回転パルス信号として出力する。各パルスＳａ，Ｓｂ，Ｓｚは、モータ５４の出力軸、つまりモータ５４の回転子の回転変位量に応じて出力されるパルス列であり、このうちのＡ相パルスＳａおよびＢ相パルスＳｂは、回転子の１回転につき、予め規定された複数個（例えば、数百個）のパルスで構成されるパルス列として出力され、Ｚ相パルスＳｚは、回転子の１回転につき、１個のパルスで構成されるパルス列として出力される。
【００３２】
次に、高調波解析装置１の構成について、図１を参照して説明する。
【００３３】
高調波解析装置１は、例えば、入力部１１、処理部１２、記憶部１３および表示部１４を備えて構成されて、少なくとも３チャンネル分の交流測定機能と、モータ解析機能と、各チャンネルで測定された交流信号の波形データを高調波解析する解析機能（高調波解析機能）とを備えている。
【００３４】
本例の高調波解析装置１は、一例として図１に示すように、チャンネルＣＨ１〜チャンネルＣＨ３の３チャンネル分の一対の電圧検出端子および電流検出端子（いずれも図示せず）を備え、各チャンネルＣＨ１〜チャンネルＣＨ３の一対の電圧検出端子に接続された不図示の電圧検出プローブを介して交流信号としての電圧検出信号を入力すると共に、各チャンネルＣＨ１〜チャンネルＣＨ３の電流検出端子に接続された不図示の電流検出プローブを介して他の交流信号としての電流検出信号を入力する。
【００３５】
本例の高調波解析装置１では、チャンネルＣＨ１には、インバータ装置５３からモータ５４に出力されるｕ相電圧Ｖｕとｖ相電圧Ｖｖとの間のｕｖ相間電圧Ｖｕｖについての電圧検出信号とｕ相電流Ｉｕについての電流検出信号とが入力され、チャンネルＣＨ２には、インバータ装置５３からモータ５４に出力されるｖ相電圧Ｖｖとｗ相電圧Ｖｗとの間のｖｗ相間電圧Ｖｖｗについての電圧検出信号とｖ相電流Ｉｖについての電流検出信号とが入力され、チャンネルＣＨ３には、インバータ装置５３からモータ５４に出力されるｗ相電圧Ｖｗとｕ相電圧Ｖｕとの間のｗｕ相間電圧Ｖｗｕについての電圧検出信号とｗ相電流Ｉｗについての電流検出信号とが入力される。
【００３６】
また、高調波解析装置１は、一例として図１に示すように、トルク信号Ｓｔを入力するトルク検出端子Ｐｔ１を備えている。また、高調波解析装置１は、一例として同図に示すように、Ａ相パルスＳａおよびＢ相パルスＳｂのうちの少なくとも一方の相パルス（本例では一例としてＡ相パルスＳａであるが、Ｂ相パルスＳｂであってもよい）を入力するパルス検出端子Ｐｔ２を備えている。また、高調波解析装置１は、一例として図１に示すように、Ｚ相パルスＳｚを入力するパルス検出端子Ｐｔ３を備えている。
【００３７】
入力部１１は、図１に示すように、各チャンネルＣＨ１〜チャンネルＣＨ３の電圧検出信号および電流検出信号に個別に対応する低域通過型フィルタ部１１ａ（以下、ＬＰＦ１１ａともいう）およびＡ／Ｄ変換部１１ｂ（以下、Ａ／Ｄ１１ｂともいう）の組を備えて、各チャンネルＣＨ１〜チャンネルＣＨ３の電圧検出信号および電流検出信号を測定する機能、つまり、各電圧検出信号および各電流検出信号のそれぞれに対応する交流信号としての各相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを測定する交流測定機能を有している。
【００３８】
具体的には、入力部１１は、入力される各相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕについての電圧検出信号および各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗについての電流検出信号のそれぞれについて、対応するＬＰＦ１１ａにおいて高周波ノイズを除去する（フィルタリング処理する）と共に、対応するＡ／Ｄ１１ｂでサンプリングすることで波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕ（各電圧検出信号、ひいては各電圧検出信号に対応する相間電圧の瞬時値を示すデータ）および波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗ（各電流検出信号、ひいては各電流検出信号に対応する相電流の瞬時値を示すデータ）に変換して出力する（サンプリング処理する）。なお、各ＬＰＦ１１ａは、例えばデジタルフィルタなどのフィルタ特性（高周波ノイズの除去範囲を規定するカットオフ周波数）を変更可能なフィルタで構成されて、処理部１２による設定処理によってこのフィルタ特性が設定される。一方、Ａ／Ｄ変換部１１ｂは、予め規定された一定のサンプリング周波数（解析する最高次数の高調波の少なくとも２倍の周波数。例えば、数ＭＨｚ〜十数ＭＨｚの周波数）でサンプリングする。
【００３９】
処理部１２は、例えばＣＰＵを用いて構成されて、交流信号としての各相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの交流周波数（共通の周波数）を検出すると共にモータ５４の機械角１周期を検出する検出処理、検出した交流周波数に基づいて入力部１１の各ＬＰＦ１１ａのフィルタ特性（高周波ノイズの除去範囲を規定するカットオフ周波数）を設定する設定処理、入力部１１から出力される各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗを取得して記憶部１３に記憶させる記憶処理、並びにＦＦＴ処理により各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗを高調波解析する高調波解析処理を実行する。また、処理部１２は、モータ解析機能としてモータ解析処理を実行する。
【００４０】
具体的には、処理部１２は、検出処理では、パルス検出端子Ｐｔ２を介して入力される相パルス（本例では上記したようにＡ相パルスＳａ）の周波数ｆ１（第１周波数）を測定すると共に、この周波数ｆ１、モータ５４の既知の仕様および回転検出器６（ロータリーエンコーダ）の既知の仕様に基づいてインバータ装置５３から出力される３相の交流信号（各相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）の交流周波数ｆ０を検出（算出）する。また、処理部１２は、検出処理では、パルス検出端子Ｐｔ３を介して入力されるＺ相パルスＳｚを検出することにより、モータ５４の機械角１周期を検出（具体的には、機械角１周期のタイミング、すなわち、機械角１周期の開始タイミングおよび終了タイミングを検出）する。また、処理部１２は、Ｚ相パルスＳｚの周波数ｆ２（第２周波数）を測定すると共に、この周波数ｆ２（機械角１周期の逆数でもある）と記憶部１３に記憶されている後述の参照テーブルＤｔｌ（図２参照）とに基づいて高調波解析処理でのＦＦＴ処理のためのポイント数Ｎｐを特定する。なお、処理部１２は、この検出処理での周波数ｆ１，ｆ２の各測定においては、相パルスＳａ，Ｓｚの各入力間隔（つまり、各相パルスＳａ，Ｓｚの周期）を計測し、この計測した各入力間隔から周波数ｆ１，ｆ２を算出することで、各周波数ｆ１，ｆ２を測定する。
【００４１】
また、処理部１２は、設定処理では、検出した交流周波数ｆ０に基づいて、入力部１１の各ＬＰＦ１１ａのカットオフ周波数ｆｃを交流周波数ｆ０の予め規定された倍数（例えば、５０倍など）に規定する。これにより、交流周波数ｆ０の高低に応じて各ＬＰＦ１１ａでの共通なカットオフ周波数ｆｃも高低に変更されることで、入力部１１は、交流周波数ｆ０に応じて適切に高周波ノイズが除去された状態で各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗを出力することが可能となっている。また、処理部１２は、記憶処理では、入力部１１から出力される各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗについて、例えば、検出した機械角１周期単位で特定（取得）して記憶部１３に記憶させる。
【００４２】
また、処理部１２は、高調波解析処理では、記憶部１３に記憶されている各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗのそれぞれについて、機械角１周期を単位解析区間として、この機械角１周期に含まれる各波形データ（本例では一例として、記憶部１３には、機械角１周期単位で各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗが記憶されるため、記憶部１３に記憶されている波形データ全て）に対してＦＦＴ処理を実行することで、相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕについての各電圧検出信号および相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗについての各電流検出信号の各次数の高調波成分（結果として、相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの各次数の高調波成分）を示す高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３を算出する高調波解析を実行する（解析機能）。
【００４３】
このＦＦＴ処理において、まず、処理部１２は、記憶部１３に記憶されている機械角１周期分の各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗをリサンプリングすることで、機械角１周期分の各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗの数を特定したポイント数Ｎｐに置き換える（合わせる）リサンプリング処理を実行する。一例として、この参照テーブルＤｔｌで示されるように、機械角１周期（１／ｆ２）に対応するＺ相パルスＳｚの周波数ｆ２が、０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚ（０．１Ｈｚを超え１００Ｈｚ以下）の高調波レンジ（第１高調波レンジ）に含まれるものであるときにはポイント数Ｎｐを２のべき乗個の一例として「４０９６」と特定し、１００Ｈｚ〜２０ｋＨｚ（１００Ｈｚを超え２０ｋＨｚ以下）の高調波レンジ（第２高調波レンジ）に含まれるものであるときにはポイント数Ｎｐを２のべき乗個の一例として「２０４８」と特定し、２０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ（２０ｋＨｚを超え３００ｋＨｚ以下）の高調波レンジ（第３高調波レンジ）に含まれるものであるときにはポイント数Ｎｐを２のべき乗個の一例として「１０２４」と特定して、ＦＦＴ処理で使用する機械角１周期分の各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗのデータ数をこの特定したポイント数Ｎｐにリサンプリングする。また、処理部１２は、図示はしないが、この周波数ｆ２が上記の第１高調波レンジ〜第３高調波レンジのいずれに含まれるかに基づいて、ＦＦＴで算出する上限の次数やその他のパラメータについても、各高調波レンジに予め対応付けられた値に特定する。例えば、第１高調波レンジ、第２高調波レンジおよび第３高調波レンジには、ＦＦＴで算出する上限の次数として、「１００」、「５０」および「５」などの値が対応付けられている。
【００４４】
また、処理部１２は、モータ解析処理では、記憶部１３に記憶されている各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗ（機械角１周期分の各波形データ）に基づいて、つまり、上記の高調波解析処理のときと同じ機械角１周期を単位解析区間として、インバータ装置５３からモータ５４への出力電力Ｐｏｕｔを測定する。また、処理部１２は、同じ機械角１周期単位で、機械角１周期においてトルク検出端子Ｐｔ１に入力されるトルク信号Ｓｔに基づいてトルクＴを測定すると共に、この同じ機械角１周期においてパルス検出端子Ｐｔ２に入力されるＡ相パルスＳａに基づいて回転数Ｎを測定し、かつこのようにして測定したトルクＴと回転数Ｎとに基づいて、この機械角１周期でのモータ５４のモータ出力（モータパワー）Ｐｍを測定する。また、処理部１２は、このようにして機械角１周期単位で測定した出力電力Ｐｏｕｔおよびモータ出力Ｐｍに基づいて、同じ機械角１周期でのモータ５４の効率や損失などを測定する（モータ解析機能）。
【００４５】
また、処理部１２は、記憶部１３に記憶されている各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗのうちのいずれかの波形データを使用して、この波形データで示される検出信号（電圧検出信号または電流検出信号）についてのゼロクロス点を検出することで、この検出信号の周波数、つまり交流信号としての相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗについての交流周波数ｆ０’を直接的に検出する。このようにして検出した交流周波数ｆ０’は、上記したようにしてＡ相パルスＳａの周波数ｆ１、モータ５４の既知の仕様および回転検出器６の既知の仕様に基づいて計算で求めた（換算した）交流周波数ｆ０と比較して、相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの実際の周波数をより正確に表したものとなっている。
【００４６】
また、処理部１２は、上記の高調波解析処理で算出した高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３、上記のモータ解析処理で算出したモータ出力Ｐｍおよびモータ５４の効率や損失、並びに上記のようにして検出した交流周波数ｆ０’を記憶部１３に記憶させると共に、表示部１４に出力して表示させる。また、処理部１２は、上記の検出処理で測定した各周波数ｆ０，ｆ１，ｆ２、および上記のモータ解析処理で測定した出力電力Ｐｏｕｔおよびモータ出力Ｐｍを記憶部１３に記憶させる。
【００４７】
記憶部１３は、例えば不揮発性メモリで構成されて、処理部１２の動作を規定するための動作プログラムが予め記憶されると共に、図２に示す参照テーブルＤｔｌが予め記憶されている。また、記憶部１３には、回転検出器６およびモータ５４の既知の仕様が予め記憶されている。表示部１４は、例えば液晶表示装置などで構成されて、処理部１２から出力された高調波解析処理やモータ解析処理での結果を画面に表示する。
【００４８】
続いて、高調波解析装置１の動作について説明する。
【００４９】
高調波解析装置１では、処理部１２は、上記の検出処理を実行してＡ相パルスＳａの周波数ｆ１を測定すると共に、この周波数ｆ１などに基づいて３相の交流信号（各相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）の交流周波数ｆ０を検出し、かつ上記の設定処理を実行して入力部１１の各ＬＰＦ１１ａについてのフィルタ特性をこの交流周波数ｆ０に基づいて設定する。また、処理部１２は、パルス検出端子Ｐｔ３を介して新たなＺ相パルスＳｚの入力を検出したときには、入力部１１から出力される各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗについての記憶処理を開始すると共に、次の新たなＺ相パルスＳｚの入力を検出するまで継続する。
【００５０】
また、処理部１２は、この記憶処理と併せて検出処理を実行して、例えば連続する２つのＺ相パルスＳｚの検出タイミング（例えば、上記の新たなＺ相パルスＳｚの検出タイミングと上記の次の新たなＺ相パルスＳｚの検出タイミング）に基づいて、Ｚ相パルスＳｚの周波数ｆ２を測定し、この周波数ｆ２と記憶部１３に記憶されている図２に示す参照テーブルＤｔｌとに基づいて、ＦＦＴ処理のためのポイント数Ｎｐ（検出した機械角１周期に対応するポイント数Ｎｐ）を特定する。また、ＦＦＴ処理において算出する上限の次数についても特定する。
【００５１】
次いで、処理部１２は、高調波解析処理を実行する。この高調波解析処理では、処理部１２は、まず、記憶処理を実行することで記憶部１３に記憶させた機械角１周期分の各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗのそれぞれのデータ数を共通のポイント数Ｎｐ（２のべき乗個）に合わせるリサンプリング処理を実行する。次いで、処理部１２は、リサンプリングされた各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗのそれぞれを高調波解析して、ポイント数Ｎｐに対応する上限の次数の高調波成分までを含む高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３を算出する。
【００５２】
続いて、処理部１２は、モータ解析処理を実行する。このモータ解析処理では、処理部１２は、記憶部１３に記憶されている機械角１周期分の各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗ（リサンプリングされていない波形データ）に基づいて、高調波解析処理のときと同じ機械角１周期での出力電力Ｐｏｕｔおよびモータ出力Ｐｍを測定すると共に、測定した出力電力Ｐｏｕｔおよびモータ出力Ｐｍに基づいてこの機械角１周期でのモータ５４の効率や損失などを測定する。
【００５３】
また、処理部１２は、記憶部１３に記憶されている機械角１周期分の各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗ（リサンプリングされていない波形データ）に基づいて、相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗについての交流周波数ｆ０’を直接的に検出する。
【００５４】
また、処理部１２は、算出した高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３や、測定した出力電力Ｐｏｕｔや、測定したモータ５４についてのモータ出力Ｐｍ、効率および損失や、交流周波数ｆ０’を表示部１４に表示させる。
【００５５】
この高調波解析装置１では、処理部１２が、Ｚ相パルスＳｚの検出タイミングに同期して、上記した動作を繰り返す。これにより、高調波解析装置１では、Ｚ相パルスＳｚの検出タイミングに同期して測定された（つまり、モータ５４の機械角１周期単位で測定された）高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３や、測定した出力電力Ｐｏｕｔや、測定したモータ５４についてのモータ出力Ｐｍ、効率および損失や、交流周波数ｆ０’が表示部１４に更新表示される。
【００５６】
この場合、モータ５４の機械角１周期に含まれる複数の電気角１周期毎に、モータ５４に回転ムラが必ず発生し、これによりモータ出力Ｐｍがばらつき、これに起因してインバータ装置５３についての出力電力Ｐｏｕｔ、つまり各相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗにもばらつきが生じることから、高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３や、モータ５４の効率および損失や、交流周波数ｆ０’にもばらつきが生じるが、この高調波解析装置１では、電気角１周期を複数（本例では２周期分）を含む機械角１周期分の区間（期間）を１つの解析区間（解析期間）として、高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３などを測定する。このため、この解析区間に含まれる電気角１周期毎の高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３などに生じるばらつきが相殺される。これにより、解析区間毎に測定される高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３、出力電力Ｐｏｕｔ、モータ出力Ｐｍ、モータ５４の効率および損失、並びに交流周波数ｆ０’についてのばらつきが大幅に低減されている。
【００５７】
このように、この高調波解析装置１では、機械角１周期が電気角の複数周期分で構成されるモータ５４およびインバータ装置５３を含むモータ駆動システムＭＤＳでのインバータ装置５３からモータ５４に出力される３相の交流信号（各相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）についての各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗを、処理部１２が検出処理で検出したこの交流信号の交流周波数ｆ０に基づいて各ＬＰＦ１１ａでの高周波ノイズの除去範囲（カットオフ周波数ｆｃ）を入力部１１に対して設定した状態で機械角１周期分取得して記憶部１３に記憶させ、この機械角１周期分の各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗに対して高調波解析処理を実行して、高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３を測定する。
【００５８】
したがって、この高調波解析装置１によれば、この１つの解析区間（機械角１周期）に含まれる電気角１周期毎の高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３のそれぞれにおいて生じるばらつきが相殺されるため、これにより解析区間毎に測定される高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３についてのばらつきを大幅に低減することができる。また、この高調波解析装置１によれば、出力電力Ｐｏｕｔ、モータ出力Ｐｍ、モータ５４の効率および損失、並びに交流周波数ｆ０’についても、この１つの解析区間（機械角１周期）単位で測定する構成のため、この１つの解析区間に含まれる電気角１周期毎の出力電力Ｐｏｕｔ、モータ出力Ｐｍ、モータ５４の効率および損失、並びに交流周波数ｆ０’のそれぞれにおいて生じるばらつきについても相殺される結果、解析区間毎に測定される出力電力Ｐｏｕｔ、モータ出力Ｐｍ、モータ５４の効率および損失、並びに交流周波数ｆ０’についてのばらつきを大幅に低減することができる。また、この高調波解析装置１によれば、検出された交流周波数ｆ０に基づいて各ＬＰＦ１１ａでの高周波ノイズの除去範囲（カットオフ周波数ｆｃ）が設定された入力部１１から出力される各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗ（つまり、交流周波数ｆ０に応じて適切に高周波ノイズが除去された状態の波形データ）を使用する構成のため、高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３、出力電力Ｐｏｕｔ、モータ出力Ｐｍ、モータ５４の効率および損失、並びに交流周波数ｆ０’を、より高い精度で測定することができる。
【００５９】
また、この高調波解析装置１によれば、処理部１２が高調波解析処理において、機械角１周期に含まれる各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗに対して、機械角１周期（１／ｆ２）の長さに応じて（本例ではこれと等価なＺ相パルスＳｚの周波数ｆ２に応じて）予め規定されたデータ数（ポイント数Ｎｐ）の新たな波形データに変換するリサンプリング処理を実行し、この新たな波形データを高調波解析する構成のため、機械角１周期（１／ｆ２）の長さに拘わらず（言い換えれば、周波数ｆ２に拘わらず）同じデータ数（ポイント数Ｎｐ）とするリサンプリング処理を実行する構成と比較して、より低い高調波レンジにＺ相パルスＳｚの周波数ｆ２が含まれるときのポイント数Ｎｐを、より高い高調波レンジにＺ相パルスＳｚの周波数ｆ２が含まれるときのポイント数Ｎｐよりも多くすることができる。この場合、ＦＦＴ処理において算出可能な次数はポイント数Ｎｐに比例する（ポイント数Ｎｐの１／２となる）ことから、この高調波解析装置１では、低い高調波レンジにＺ相パルスＳｚの周波数ｆ２が含まれるときの交流信号（各相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）についての高調波成分を、より高い周波数の高調波成分まで算出することができる。
【００６０】
例えば、すべての高調波レンジでのポイント数Ｎｐを同じ１０２４にしたときには、各高調波レンジにおけるＦＦＴ処理で算出される最高次数は５１２次までとなり、その結果、例えば、０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚの高調波レンジ（第１高調波レンジ）での最も高い高調波成分は、１００Ｈｚ×５１２＝５１．２ｋＨｚとなるが、本例のようにポイント数Ｎｐを４０９６にしたときには、最高次数は２０４８次までとなり、その結果、最も高い高調波成分を、１００Ｈｚ×２０４８＝２０４．８ｋＨｚまで高くすることができる。
【００６１】
なお、上記の高調波解析装置１では、処理部１２が回転検出器６から出力されるＺ相パルスＳｚを、機械角１周期の検出（具体的には、機械角１周期の開始タイミングおよび終了タイミングの検出）以外に有効に利用してその周波数ｆ２を測定し、この測定した周波数ｆ２に基づいてポイント数Ｎｐを特定するという構成を採用しているが、測定したＡ相パルスＳａの周波数ｆ１とモータ５４の既知の仕様と回転検出器６（ロータリーエンコーダ）の既知の仕様とに基づいて、モータ５４の１秒間での回転数（これは上記の周波数ｆ２に相当する）を算出すると共にこの回転数に基づいて機械角１周期の長さに応じたポイント数Ｎｐ（予め規定されたデータ数）を特定する構成を採用することもできる。この構成によれば、処理部１２での周波数ｆ２の測定を省くことができることから、その分、周波数測定に要する処理部１２の負荷を軽減することができる。
【００６２】
また、上記の高調波解析装置１では、処理部１２がモータ解析処理においてＡ相パルスＳａに基づいて測定した回転数Ｎを用いてモータ出力Ｐｍを測定する構成を採用しているが、Ｚ相パルスＳｚに基づいて検出される機械角１周期の長さは回転数Ｎと対応するパラメータである。このことから、回転数Ｎを機械角１周期（の長さ）に置き換えたモータ出力Ｐｍの算出式を予め記憶部１３に記憶しておくことにより、処理部１２がモータ解析処理において機械角１周期を用いてモータ出力Ｐｍを測定する構成を採用することもできる。
【００６３】
また、上記の高調波解析装置１では、各相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗについての高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３の測定（高調波解析）と共に、出力電力Ｐｏｕｔ、モータ出力Ｐｍ、モータ５４の効率および損失、並びに交流周波数ｆ０’のそれぞれについても機械角１周期を１つの解析区間として測定することで、電気角１周期毎にそれぞれに生じるばらつきを低減する好ましい構成を採用しているが、各相間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕおよび各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗについての高調波解析データＤｖ１，Ｄｖ２，Ｄｖ３および高調波解析データＤｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３の測定（高調波解析）だけを機械角１周期単位で測定する構成とすることもできる。
【００６４】
また、上記の高調波解析装置１では、Ｚ相パルスＳｚを出力するロータリーエンコーダで回転検出器６を構成し、処理部１２がこのＺ相パルスＳｚに基づいて機械角１周期を検出すると共に、この機械角１周期単位で各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗを特定（取得）する構成、つまり、常にモータ５４の回転子の同じ位置からの１回転（機械角１周期）分の各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗを特定（取得）するようにして、交流信号としての相間電圧Ｖｕｖや相電流Ｉｕなどの位相と単位解析区間の関係を常に一定に維持しつつ、高調波解析を実行するという好ましい構成を採用しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、機械角１周期の長さは、上記したようにして算出し得るモータ５４の１秒間での回転数に対応するため、Ｚ相パルスＳｚに代えて、この算出した回転数に基づいて機械角１周期を検出して、この機械角１周期単位で各波形データＤ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕおよび各波形データＤ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗを特定（取得）する構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６５】
１  高調波解析装置
６  回転検出器
１１  入力部
１２  処理部
５３  インバータ装置
５４  モータ
５５  トルク計
Ｄ１ｕｖ，Ｄ１ｖｗ，Ｄ１ｗｕ，Ｄ２ｕ，Ｄ２ｖ，Ｄ２ｗ  波形データ
ｆ０  交流周波数
ｆ１  第１周波数
ｆ２  第２周波数
Ｎｐ  ポイント数（データ数）
Ｐｉｎ  入力電力
Ｐｍ  モータ出力
Ｐｏｕｔ  出力電力
Ｓａ  Ａ相パルス
Ｓｂ  Ｂ相パルス
Ｓｔ  トルク信号
Ｓｚ  Ｚ相パルス
Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ  ｕ相電圧，ｖ相電圧，ｗ相電圧
【図１】
2019002785.tif 000003
【図２】
2019002785.tif 000004
【図３】
2019002785.tif 000005