(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の交流電圧を整流して直流電圧に変換する順変換器と、
直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、
前記順変換器と前記逆変換器との間の直流中間回路に設けられ、直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記直流中間回路に直列接続された制動抵抗と制動パワー素子とを有する制動回路と、
前記制動パワー素子を制御する制御部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記直流中間回路の電圧を検出する電圧検出器と、
回生電力を検出する回生電力検出手段と、
逆潮流電力を検出する逆潮流電力検出手段と、を備え、
前記制御部は、
電力変換装置の内部損失をあらかじめ記憶部に記憶させておき、
前記直流中間回路の直流電圧と回生電力と逆潮流電力と電力変換装置の内部損失に基づいて、制動パワー素子のスイッチング周波数とデューティ比を計算し、
計算した制動パワー素子のスイッチング周波数とデューティ比を用いて、制動パワー素子の合計損失を計算することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記制御部は、
制動パワー素子の合計損失と制動パワー素子の許容温度に達するまでの許容時間との関係をテーブル化し、あらかじめ制御部の記憶部に記憶させてテーブル化した特性テーブル、および、前記計算された制動パワー素子の合計損失に基づいて許容時間を決定し、
前記合計損失に応じて、判定用タイマを積算もしくは減算し、
判定用タイマが前記特性テーブルより求めた許容時間に到達した場合に、温度保護動作をかけ、制動パワー素子をオフ状態とする、または、逆変換器，順変換器を停止することを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
制動パワー素子の周囲温度を測定する温度検出器を備え、
前記特性テーブルは、制動パワー素子の周囲温度別に、制動パワー素子の合計損失と許容時間との関係をテーブル化したものであって、
前記制御部は、
特性テーブル、および、前記周囲温度、および、前記計算された制動パワー素子の合計損失に基づいて許容時間を求めることを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記合計損失が、制動パワー素子に連続長時間損失が発生しても、温度上昇が許容値以下となる損失の最大値である許容最大値を超過した場合、判定用タイマを積算し、
前記合計損失が前記許容最大値を超過していない場合、判定用タイマを減算することを特徴とする請求項２または３の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置の直流中間回路に回生制動用の制動抵抗と制動パワー素子を有した装置に係り、特に、制動パワー素子の短時間における過熱保護を目的とした制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを負荷とする一般的な電力変換装置として、電力変換装置の直流中間回路に制動抵抗と制動パワー素子とを直列接続した制動回路を設け、モータの減速時に発生する回生電力を制動抵抗で消費させる方式が知られている。特許文献１，特許文献２には、制動回路の過熱保護に関する技術が開示されている。
【０００３】
（特許文献１）
図５〜図７に示すように、特許文献１は制動パワー素子１のオンオフ動作を行うゲートの駆動状態を監視（サンプリング）し、そのオン状態で加算するカウンタ（オン積算時間）とオフ状態で減算するカウンタ（オン積算時間）を設け、オン積算時間が決められた許容積算時間を超過した場合、制動回路の制動抵抗２を保護する構成となっている。また、比較する短時間電力容量特性に使われる値としては、制動抵抗２に流れる電流から算出する方法をとっている。
【０００４】
（特許文献２）
図８〜図１０に示すように、特許文献２は回生制動用の制動抵抗ＢＲと制動パワー素子（例えば、ＩＧＢＴ）１に流れる電流の測定値から発生損失を求め、許容負荷時間率の相関データを比較し、その時間分タイマで演算することで、制動パワー素子１を過熱から保護する方法が提案されている。
【０００５】
（その他一般事項）
制動パワー素子１の合計損失Ｐｌｏｓｓは制動抵抗２の消費電力Ｐｄｂに比例しない。図１１に示すように、スイッチング周波数の影響により、定常損失Ｐｏｎとスイッチング損失Ｐｓｗの損失ピークが異なり特異点があることが特徴といえる。制動パワー素子１の合計損失Ｐｌｏｓｓは以下の（１）式となる。
【０００６】
【数１】
0006418015.tif 000002
【０００７】
定常損失Ｐｏｎは以下の（２）式で表すことができる。
【０００８】
【数２】
0006418015.tif 000003
【０００９】
スイッチング損失Ｐｓｗは以下の（３）式で表すことができる。
【００１０】
【数３】
0006418015.tif 000004
【００１１】
なお、係数αはスイッチング時に制動パワー素子１に印加させている電圧や制動パワー素子１に流れている電流によって変化する。定常損失Ｐｏｎおよびスイッチング損失Ｐｓｗと制動抵抗２の消費電力Ｐｄｂの関係は後段で説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−８６７６４号公報
【特許文献２】特開２００９−２１９２７号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】三菱パワーモジュールＭＯＳ活用の手引き
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、 制動回路の制動パワー素子１の過熱保護を行うためには、（１）式の合計損失Ｐｌｏｓｓ＝定常損失Ｐｏｎ＋スイッチング損失Ｐｓｗを求める必要がある。スイッチング損失Ｐｓｗを求めるためには、（３）式より、制動パワー素子１のスイッチング周波数ｆの値が必要となる。
【００１５】
一方、特許文献１に示す制動方法では、制動回路の制動パワー素子１のスイッチング周波数ｆはその時の電力変換装置の運転状態（直流電圧，回生電力など）によって変化する。このスイッチング周波数ｆの測定方法として、高速サンプリング回路を設けて制動パワー素子１のゲート駆動状態（オン期間Ｔｏｎおよびオフ期間Ｔｏｆｆ）を計測して求める方法がある。すなわち、ｆ＝１／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）で求められる。
【００１６】
しかし、この方法はスイッチング周波数ｆよりも高速なサンプリング周期が必要となるため、高精度な測定回路が要求される。そのため、測定回路のコストアップ、しいては、電力変換装置のコストアップにつながる。
【００１７】
以上示したようなことから、制動回路用の制動パワー素子１を有する電力変換装置において、スイッチング周波数よりも高速なサンプリング周期の高精度なスイッチング周波数測定回路を用いることなく、スイッチング周波数を計算して制動パワー素子の損失を合計計算し、制動パワー素子の温度保護を行うことが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、交流電源の交流電圧を整流して直流電圧に変換する順変換器と、直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器と、前記順変換器と前記逆変換器との間の直流中間回路に設けられ、直流電圧を平滑する平滑コンデンサと、前記直流中間回路に直列接続された制動抵抗と制動パワー素子とを有する制動回路と、前記制動パワー素子を制御する制御部と、を備えた電力変換装置であって、前記直流中間回路の電圧を検出する電圧検出器と、回生電力を検出する回生電力検出手段と、逆潮流電力を検出する逆潮流電力検出手段と、を備え、前記制御部は、電力変換装置の内部損失をあらかじめ記憶部に記憶させておき、前記直流中間回路の直流電圧と回生電力と逆潮流電力と電力変換装置の内部損失に基づいて、制動パワー素子のスイッチング周波数とデューティ比を計算し、計算した制動パワー素子のスイッチング周波数とデューティ比を用いて、制動パワー素子の合計損失を計算することを特徴とする。
【００１９】
また、その一態様として、前記制御部は、制動パワー素子の合計損失と制動パワー素子の許容温度に達するまでの許容時間との関係をテーブル化し、あらかじめ制御部の記憶部に記憶させた特性テーブル、および、前記計算された制動パワー素子の合計損失に基づいて許容時間を決定し、前記合計損失に応じて、判定用タイマを積算もしくは減算し、判定用タイマが前記特性テーブルより求めた許容時間に到達した場合に、温度保護動作をかけ、制動パワー素子をオフ状態とする、または、逆変換器，順変換器を停止することを特徴とする。
【００２０】
また、その一態様として、制動パワー素子の周囲温度を測定する温度検出器を備え、前記特性テーブルは、制動パワー素子の周囲温度別に、制動パワー素子の合計損失と許容時間との関係をテーブル化したものであって、前記制御部は、特性テーブル、および、前記周囲温度、および、前記計算された制動パワー素子の合計損失に基づいて許容時間を求めることを特徴とする。
【００２１】
また、その一態様として、前記合計損失が、制動パワー素子に連続長時間損失が発生しても、温度上昇が許容値以下となる損失の最大値である許容最大値を超過した場合、判定用タイマを積算し、前記合計損失が前記許容最大値を超過していない場合、判定用タイマを減算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、制動回路用の制動パワー素子を有する電力変換装置において、スイッチング周波数よりも高速なサンプリング周期の高精度なスイッチング周波数測定回路を用いることなく、スイッチング周波数を計算して制動パワー素子の合計損失を計算し、制動パワー素子の温度保護を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１における電力変換装置を示す概略図。
【図２】直流電圧を示すタイムチャート。
【図３】合計損失と許容時間との関係を示すグラフ。
【図４】実施形態１における制動パワー素子の温度保護処理を示すフローチャート。
【図５】特許文献１におけるインバータの制動回路と保護装置を示すブロック図。
【図６】特許文献１における制動抵抗の短時間電力容量特性を示すグラフ。
【図７】特許文献１における保護装置の制御を示すタイムチャート。
【図８】特許文献２における主回路構成図。
【図９】特許文献２における設定抵抗値と回生制動回路内ＩＧＢＴの許容負荷時間率（％ＥＤ）相関図。
【図１０】特許文献２における設定抵抗値と回生制動回路内ＩＧＢＴの許容負荷時間率（％ＥＤ）相関データに関する不揮発性メモリ内容の一例を示す図。
【図１１】合計損失と制動抵抗の消費電力との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る電力変換装置の実施形態１，２を図１〜図４に基づいて詳述する。
【００２５】
［実施形態１］
図１は、本実施形態１における電力変換装置を示す概略図である。図１に示すように、電力変換装置は、交流電源９の交流電圧を整流して直流電圧に変換する順変換器４と、変換された直流電圧を交流電圧に変換する逆変換器３と、順変換器４と逆変換器３との間の直流中間回路に設けられ、直流電圧を平滑する平滑コンデンサＣと、直流中間回路に直列接続された制動抵抗２と制動パワー素子１とを有する制動回路１０と、制動パワー素子１を制御する制御部７と、を備えている。
【００２６】
また、逆変換器３はモータＭからの交流の回生電力Ｐ１を直流に変換して直流中間回路に出力し、順変換器４は直流中間回路の直流電力を交流の逆潮流電力Ｐ２に変換して交流電源９に出力する。
【００２７】
また、電力変換装置は、直流中間回路の電圧を検出する電圧検出器８と、回生電力Ｐ１を検出する回生電力検出手段（図示省略）と、逆潮流電力Ｐ２を検出する逆潮流電力検出手段（図示省略）と、制動パワー素子１の周囲温度を検出する温度検出器６と、を有する。
【００２８】
本実施形態１は、逆変換器３の回生電力Ｐ１（交流部の電力）と、順変換器４の逆潮流電力Ｐ２（交流部の電力）で算出した合計損失Ｐｌｏｓｓと予め定めた短時間許容時間特性テーブル（以下、特性テーブルと称する）５とを比較する。特性テーブル５および温度検出器６で検出した温度検出値から発生損失で許容できる時間（以下、許容時間ｔと称する）を算出する。制動抵抗２で消費電力Ｐｄｂが発生していることを確認し、制御部７内のタイマでカウントした時間が許容時間ｔを超過したことを検知した場合に、制動パワー素子１をオフ状態、または、逆変換器３と順変換器４を停止し、制動パワー素子１を保護するものである。
【００２９】
以下、本実施形態１における電力変換装置について詳述する。
【００３０】
制動パワー素子１の損失は（１）式の合計損失Ｐｌｏｓｓで求められる。合計損失Ｐｌｏｓｓを算出するためには、スイッチング周波数ｆおよびデューティ比Ｔｏｎ／Ｔ（オン期間／制動パワー素子１の１周期の時間）が必要となる。
【００３１】
本実施形態１におけるスイッチング周波数ｆを算出する方法を説明する。図２は、直流電圧Ｖを示すタイムチャートである。図２において、Ｖ１はＯＮ電圧，Ｖ２はＯＦＦ電圧を示す。
【００３２】
制御部７は、電圧検出器８で検出された直流電圧Ｖを常時計測しており、Ｖ≧Ｖ１となったときの制動パワー素子１をＯＮ、Ｖ≦Ｖ２となったとき制動パワー素子１をＯＦＦさせるように、制動パワー素子１のゲートを駆動する。
【００３３】
スイッチング時の直流電圧Ｖの電圧変動は図２に示すようになり、制動パワー素子１がＯＦＦしているときには、回生電力が平滑コンデンサＣの直流電圧ＶがＯＦＦ電圧Ｖ２からＯＮ電圧Ｖ１に上昇する。この期間をオフ期間Ｔｏｆｆとする。また、直流電圧ＶがＯＮ電圧Ｖ１に達した時点で、制動パワー素子１がＯＮし、ＯＦＦ電圧Ｖ２まで低下するまで制動パワー素子１をＯｎし続ける。この期間をオン期間Ｔｏｎとする。一般に、オン期間Ｔｏｎとオフ期間Ｔｏｆｆは異なる。このオン期間Ｔｏｎとオフ期間Ｔｏｆｆを合算した期間がスイッチング周期Ｔとなる。
【００３４】
制動抵抗２の消費電力Ｐｄｂは特許文献１，２では制動抵抗２に流れる電流および直流電圧Ｖに基づいて求めている。本実施形態１は逆変換器３、順変換器４が算出する回生電力Ｐ１と逆潮流電力Ｐ２の入出力電力差に基づいて以下の（４）式から求める。
【００３５】
【数４】
0006418015.tif 000005
【００３６】
回生電力Ｐ１と逆潮流電力Ｐ２はそれぞれ電力計測機能を設けて実測する。
【００３７】
内部損失Ｐｌｏｓｓｐは、電力変換装置の運転状態や負荷状態によって異なる。制動動作中の実測は困難であるため、制動動作を行わない状態の電力変換装置の運転を事前に行っておき、そのときの回生電力Ｐ１および逆潮流電力Ｐ２の測定値より、内部損失Ｐｌｏｓｓｐを推定計算しておく。ここで推定計算した内部損失Ｐｌｏｓｓｐを制御部７の記憶部に記憶させておくことにより、制動動作時の（４）式による消費電力Ｐｄｂの計算が可能となる。
【００３８】
また、直流電圧Ｖが変動するため、制動抵抗２における瞬時消費電力は電圧値により変動する。それを考慮し、制動抵抗２で消費できる電力を以下の（５）式で平均化する。
【００３９】
【数５】
0006418015.tif 000006
【００４０】
オフ期間Ｔｏｆｆとオン期間Ｔｏｎは、以下の（６）式を用いて求める。
【００４１】
また、オフ期間Ｔｏｆｆ，オン期間Ｔｏｎより求められるスイッチング周期Ｔより制動パワー素子１のスイッチング周波数ｆを求める。
【００４２】
【数６】
0006418015.tif 000007
【００４３】
上記の（６）式について説明する。本実施形態１の制御方式では直流電圧平均値Ｖ”が一定値に制御されるため、制動抵抗２の消費電力Ｐｄｂと同値の電力が、オフ期間Ｔｏｆｆの期間中に平滑コンデンサＣに充電される。よって、Ｐｄｂ×Ｔｏｆｆ＝１／２×Ｃ×（Ｖ１2−Ｖ２2）となるため、上記（６）式となる。
【００４４】
また、オン期間Ｔｏｎ（すなわち制動回路の動作期間）で平滑コンデンサＣから放電される電力は、直流部平均電力Ｐ”から制動抵抗２の消費電力Ｐｄｂを減算した電力に相当する。よって、（Ｐ”−Ｐｄｂ）×Ｔｏｎ＝１／２×Ｃ×（Ｖ１2−Ｖ２2）となるため、上記（６）式のオン期間Ｔｏｎとなる。
【００４５】
上記（６）式より、ΔＶ＝（Ｖ１2−Ｖ２2）と定めると、スイッチング周波数ｆは以下の（７）式となる。
【００４６】
【数７】
0006418015.tif 000008
【００４７】
スイッチング周波数ｆは消費電力Ｐｄｂの２次関数となっており、ＯＮ電圧Ｖ１・ＯＦＦ電圧Ｖ２および制動抵抗２の抵抗値Ｒとコンデンサ値Ｃを設定パラメータとして、制動抵抗２の消費電力Ｐｄｂよりスイッチング周波数ｆを求めることができる。
【００４８】
スイッチング周波数ｆからスイッチング周期Ｔが求められ、上記（７）式をまとめるとデューティ比Ｔｏｎ／Ｔが以下の（８）式のようになる。
【００４９】
【数８】
0006418015.tif 000009
【００５０】
定常損失Ｐｏｎはデューティ比Ｔｏｎ／Ｔと比例関係にある。制動抵抗２の消費電力Ｐｄｂとデューティ比Ｔｏｎ／Ｔに比例するため、定常損失Ｐｏｎと消費電力Ｐｄｂは比例関係にあることがわかる。よって、定常損失Ｐｏｎは、以下の（９）式と表せる。
【００５１】
【数９】
0006418015.tif 000010
【００５２】
ここで、（２）式のＰｏｎ＝Ｖｓａｔ×Ｉ×Ｔｏｎ／Ｔより、以下の（１０）式が算出できる。
【００５３】
【数１０】
0006418015.tif 000011
【００５４】
すなわち、前述によって算出した直流中間回路の平均電力Ｐ”と、制動パワー素子１の電流Ｉと、電流Ｉによって定まる制動パワー素子ＯＮ電圧Ｖｓａｔによって、（９）式のＫが算出できる。さらに（４）式によって消費電力Ｐｄｂが算出できる。したがって、定常損失Ｐｏｎが算出できる。
【００５５】
なお、制動パワー素子１の電流Ｉは電流検出機能を持つＣＴを制動回路に挿入して実測してもよいし、直流電圧Ｖと制動抵抗２の抵抗値Ｒより算出してもよい（Ｉ＝Ｖ／Ｒ）。
【００５６】
また、制動パワー素子ＯＮ電圧Ｖｓａｔは電流Ｉの関数として扱い、あらかじめ制御部７の記憶部に記憶させておく。上記の方法で検出もしくは算出した制動パワー素子１の電流Ｉの値に適合した制動パワー素子ＯＮ電圧Ｖｓａｔを記憶部から引き出して、定常損失Ｐｏｎの計算に用いる。
【００５７】
また、スイッチング損失Ｐｓｗは、（３）式のＰｓｗ＝α×ｆによって算出する。なお、制動パワー素子１の特性による係数αはスイッチング時に制動パワー素子１に印加させている電圧Ｖや制動パワー素子１に流れている電流Ｉによって変化する。制動パワー素子１の特性による係数αは制動パワー素子１の電流Ｉと素子印加電圧との関数として扱い、あらかじめ制御部７の記憶部に記憶させておく。ここで素子印加電圧は、前述のＯＮ電圧Ｖ１とＯＦＦ電圧Ｖ２を適用すればよい。なお、電流Ｉと素子印加電圧を用いてスイッチング損失を算出する方法は、非特許文献１等に記載されている公知技術である。
【００５８】
スイッチング損失Ｐｓｗを計算するときの係数αは、定常損失Ｐｏｎの計算時と同様に、検出もしくは算出した制動パワー素子１の電流Ｉと素子印加電圧の値に適合した係数αを記憶部から引き出して、定常損失Ｐｏｎの計算に用いる。 定常損失Ｐｏｎおよびスイッチング損失Ｐｓｗより制動パワー素子１の合計損失Ｐｌｏｓｓを求めることができる。
【００５９】
【数１１】
0006418015.tif 000012
【００６０】
予め合計損失Ｐｌｏｓｓと制動パワー素子１の許容温度に達するまでの許容時間とをテーブル化した特性テーブル５を制御部７の記憶部に記憶させておく。この特性テーブル５より合計損失Ｐｌｏｓｓに基づいて、許容時間ｔを求める。
【００６１】
なお、この許容時間ｔは、（１）制動パワー素子１の特性（制動パワー素子１の許容温度や、制動パワー素子１のジャンクション〜ケース間の熱抵抗など）、（２）制動パワー素子１に装着する冷却フィンの特性（冷却フィンの熱抵抗特性など）、（３）制動パワー素子１の周囲温度に依存する。制動パワー素子１や冷却フィンのデータシートの特性値を用いることや、合計損失Ｐｌｏｓｓと素子温度上昇との関係を測定する事前試験を行うことにより、制動パワー素子１の周囲温度別における上記の許容時間ｔと短時間で許容できる制動パワー素子１の合計損失Ｐｌｏｓｓとの間の特性テーブル５を作成することができる。さらに、本実施形態１では制動パワー素子１の周囲温度測定値を測定しているため、制動パワー素子１の周囲温度に適合した特性テーブル５を用いて許容時間ｔを算出する。
【００６２】
図３に示す許容最大値Ｐｓは、制動パワー素子１に連続長時間その損失が発生しても制動パワー素子１の温度上昇が許容温度以下となる損失の最大値である。したがって、図３で合計損失Ｐｌｏｓｓ＝許容最大値Ｐｓの時、許容時間ｔ＝∞となっている。
【００６３】
制動パワー素子１の温度が許容温度に到達したかどうかの判定には、判定用タイマＴｔｉｍｅｒを用いる。合計損失Ｐｌｏｓｓに応じて、判定用タイマＴｔｉｍｅｒを積算、または、減算する。
【００６４】
本実施形態１では、Ｐｌｏｓｓ＞Ｐｓの条件時に、判定用タイマＴｔｉｍｅｒを積算させる。Ｐｌｏｓｓ≦Ｐｓの条件時では、判定用タイマＴｔｉｍｅｒを減算させる。判定用タイマＴｔｉｍｅｒ＝許容時間ｔに到達した時に、制動パワー素子１の温度が許容温度に到達したと判定し、温度保護動作をかけ、制動パワー素子１を停止する（オフ状態とする）か、もしくは、逆変換器３、順変換器４を停止する。
【００６５】
以下、図４に基づいて、本実施形態１における処理ステップを説明する。
【００６６】
Ｓ１：制御部７において、（４）式〜（８）式により回生電力Ｐ１，逆潮流電力Ｐ２に基づいてスイッチング周波数ｆおよびデューティ比Ｔｏｎ／Ｔを計算する。
【００６７】
Ｓ２：制御部７において、スイッチング周波数ｆ，デューティ比Ｔｏｎ／Ｔに基づいて、（２）式，（３）式，（１１）式により合計損失Ｐｌｏｓｓを計算する。
【００６８】
Ｓ３：特性テーブル５により、制動パワー素子１の周囲温度および合計損失Ｐｌｏｓｓに基づいて、許容時間ｔを求める。
【００６９】
Ｓ４：合計損失Ｐｌｏｓｓと許容最大値Ｐｓを比較し、合計損失Ｐｌｏｓｓが許容最大値Ｐｓを超過していない場合はＳ５へ移行し、合計損失Ｐｌｏｓｓが許容最大値Ｐｓを超過した場合はＳ６へ移行する。
【００７０】
Ｓ５：判定用タイマＴｔｉｍｅｒを減算する。また、この演算周期での処理を終了し、Ｓ１へ戻る。
【００７１】
Ｓ６：判定用タイマＴｔｉｍｅｒを積算する。
【００７２】
Ｓ７：判定用タイマＴｔｉｍｅｒと許容時間ｔとを比較し、判定用タイマＴｔｉｍｅｒが許容時間ｔを超過していない場合は、この演算周期での処理を終了し、Ｓ１へ戻る。判定用タイマＴｔｉｍｅｒが許容時間ｔを超過した場合はＳ８へ移行する。
【００７３】
Ｓ８：温度保護動作を行う。
【００７４】
以上示したように、本実施形態１における制動パワー素子１を有する電力変換装置において、スイッチング周波数ｆよりも高速なサンプリング周期を有する高精度なスイッチング周波数測定回路を用いることなく、スイッチング周波数ｆを計算することができる。これにより、制動パワー素子１の合計損失Ｐｌｏｓｓを計算することができ制動パワー素子１の温度保護を行うことが可能となる。
【００７５】
また、高精度なスイッチング周波数測定回路を用いないため、電力変換装置全体のコストを低減することができる。
【００７６】
［実施形態２］
実施形態１では、制動パワー素子１の周囲温度の測定と素子周囲温度別の特性テーブル５を必要とする。
【００７７】
この制動パワー素子１の周囲温度は予め定めた素子周囲最高温度Ｔａ−ｍａｘを超過しないという前提にたてば、より簡単な構成で制動パワー素子１の温度保護が実施できる。
【００７８】
この場合、特性テーブル５は、制動パワー素子１の周囲温度＝素子周囲最高温度Ｔａ−ｍａｘの時のテーブルのみを用意しておき格納しておく。素子周囲温度≦素子周囲最高温度Ｔａ−ｍａｘであれば、素子周囲温度＝素子周囲最高温度Ｔａ−ｍａｘの時の特性テーブル５を用いて許容時間ｔの計算と実施形態１におＳ４，Ｓ７の判定を行えば、制動パワー素子１の温度保護ができる。
【００７９】
以上示したように、本実施形態２によれば、実施形態１と比較して、制動パワー素子１の周囲温度測定値Ｔａの検出が不要となる。また、特性テーブル５は、制動パワー素子１の周囲温度＝素子周囲最高温度Ｔａ−ｍａｘの時のみのデータで良いため、記憶部の容量を小さくすることができる。また、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００８０】
なお、制動パワー素子の各特性を説明する公知資料として、非特許文献１がある。
【００８１】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。 
【符号の説明】
【００８２】
１…制動パワー素子
２…制動抵抗
３…逆変換器
４…順変換器
６…温度検出器
７…制御部
８…電圧検出器
９…交流電源
Ｃ…平滑コンデンサ
Ｖ…直流電圧
Ｐｌｏｓｓ…合計損失
Ｐ１…回生電力
Ｐ２…逆起電力
Ｐｌｏｓｓｐ…内部損失
ｆ…スイッチング周波数
Ｔｏｎ／Ｔ…デューティ比
ｔ…許容時間
Ｔｔｉｍｅｒ…判定用タイマ
【図１】
0006418015.tif 000013
【図２】
0006418015.tif 000014
【図３】
0006418015.tif 000015
【図４】
0006418015.tif 000016
【図５】
0006418015.tif 000017
【図６】
0006418015.tif 000018
【図７】
0006418015.tif 000019
【図８】
0006418015.tif 000020
【図９】
0006418015.tif 000021
【図１０】
0006418015.tif 000022
【図１１】
0006418015.tif 000023