(57)【要約】【課題】インピーダンスの値を容易に変化させることができる擬似負荷を提供する。【解決手段】可変インダクタＶＬと可変抵抗器ＶＲは直列に接続され、供試インバータ回路の擬似負荷となる。インピーダンス測定器ＭＺは可変インダクタＶＬのインダクタンス値を測定し、インダクタンス測定値として制御装置Ｃに入力する。抵抗測定器ＭＲは可変抵抗器ＶＲの抵抗値を測定し、測定抵抗値として制御装置Ｃに入力する。制御装置Ｃは、可変インダクタＶＬのインダクタンス値の目標値、および可変抵抗器ＶＲの抵抗値の目標値を、それぞれインダクタンス目標値および抵抗目標値として取得する。制御装置Ｃはインダクタンス測定値がインダクタンス目標値と一致するよう可変インダクタＶＬを制御する。また、制御装置Ｃは抵抗測定値が抵抗目標値と一致するよう可変抵抗器ＶＲを制御する。【選択図】図１
2007139518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路の擬似負荷であって、
可変インダクタと可変抵抗器とを備え、
前記可変インダクタは、
筒形状に導線を巻いて構成される筒状コイルと、
前記筒状コイルの筒形状によって形成される中空部へ挿入される磁性部材と、
前記磁性部材の前記中空部へ挿入される深さを調整する挿入調整部と、
を備え、
前記可変抵抗器は、
複数の固定抵抗器と、
前記複数の固定抵抗器のいずれかを選択し、選択した固定抵抗器が複数あるときはこれらを並列に接続する選択並列接続部と、
を備えることを特徴とする擬似負荷。
【請求項２】
請求項１に記載の擬似負荷であって、
前記選択並列接続部は、
互いに平行に配列され互いに長さの異なる複数の線状導体と、
前記複数の線状導体のいずれかと接触し、前記複数の線状導体の延伸方向にスライドするスライド導体と、
を備え、
前記複数の固定抵抗器は、片方の端子が共通の端子に接続され、
前記共通の端子に接続されていない側の前記複数の固定抵抗器の端子は、それぞれ前記複数の線状導体のうちの１つに接続されることを特徴とする擬似負荷。
【請求項３】
請求項２に記載の擬似負荷であって、
前記可変抵抗器は、
筒状部材と、
前記筒状部材の中空部に挿入される挿入部材と、
を備え、
前記スライド導体は、
前記筒状部材の内側壁面に設けられ、
前記複数の線状導体は、
前記挿入部材の表面に設けられることを特徴とする擬似負荷。
【請求項４】
請求項２に記載の擬似負荷であって、
前記可変抵抗器は、
平面基板と、
前記平面基板上をスライドするスライド部材と、
を備え、
前記スライド導体は、
前記スライド部材に設けられ、
前記複数の線状導体は、
前記平面基板の表面に設けられることを特徴とする擬似負荷。
【請求項５】
請求項３に記載の擬似負荷であって、
前記筒状部材は、当該筒状部材の延伸方向に平行な直線状ギアである抵抗調整ギアを備え、
前記選択並列接続部は、
前記抵抗調整ギアとかみあう抵抗調整回転駆動ギアと、
前記抵抗調整回転駆動ギアを回転させる回転駆動部と、
を備えることを特徴とする擬似負荷。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の擬似負荷であって、
前記磁性部材は、当該磁性部材の延伸方向に平行な直線状ギアであるインダクタ調整ギアを備え、
前記挿入調整部は、
前記インダクタ調整ギアとかみあうインダクタ調整回転駆動ギアと、
前記インダクタ調整回転駆動ギアを回転させる回転駆動部と、
を備えることを特徴とする擬似負荷。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の擬似負荷であって、
前記挿入調整部と前記選択並列接続部とを制御する負荷値制御部と、
前記可変インダクタのインダクタンス値を検出して出力するインダクタンス検出部と、
前記可変抵抗器の抵抗値を検出して出力する抵抗検出部と、
を備え、
前記負荷値制御部は、
前記インダクタンス検出部が出力する値と前記抵抗検出部が出力する値とに基づいて、前記挿入調整部と前記選択並列接続部とを制御することを特徴とする擬似負荷。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ回路の評価に用いる擬似負荷に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気自動車、ハイブリッド車等には、電動機を制御するインバータ回路が搭載される。インバータ回路は、直流電圧を交流電圧に変換し、電動機の電源端子に印加する。電動機のインピーダンスは、電動機に要求されるトルク、回転速度等によって変化する。したがって、インバータ回路は、負荷インピーダンスが変化した場合においても設計で定められた電圧および電流を電動機に供給することができることが好ましい。
【０００３】
電気自動車、ハイブリッド車等では、ボデー、シャーシ、エンジン、電動機、トランスミッション、制御回路等の構成部の設計は、それぞれの設計者が独立して行うことができることが好ましい。それは、各構成部のそれぞれにおいて設計仕様を満足することを確認しつつ車両全体を設計することで、車両全体の設計効率を向上することができるためである。また、設計を各構成部に細分化することにより、車両の不具合解析を容易に行うことができる。
【０００４】
そこで、インバータ回路は、負荷とする電動機から独立に設計および性能評価が可能であることが好ましい。インバータ回路の設計および性能評価を電動機から独立して行うためには、電動機をそれと等価な電気回路である擬似負荷に置き換える。擬似負荷は、抵抗器とインダクタを直列接続または並列接続した回路によって実現することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、インバータ回路の設計および性能評価においては、抵抗値が固定されている固定抵抗器またはインダクタンス値が固定されている固定インダクタを交換することで擬似負荷のインピーダンスの値を変化させていた。しかし、このような方法では、擬似負荷のインピーダンスを変化させる作業に時間を要するという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような課題に対してなされたものであり、インピーダンスの値を容易に変化させることができる擬似負荷を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、インバータ回路の擬似負荷であって、可変インダクタと可変抵抗器とを備え、前記可変インダクタは、筒形状に導線を巻いて構成される筒状コイルと、前記筒状コイルの筒形状によって形成される中空部へ挿入される磁性部材と、前記磁性部材の前記中空部へ挿入される深さを調整する挿入調整部と、を備え、前記可変抵抗器は、複数の固定抵抗器と、前記複数の固定抵抗器のいずれかを選択し、選択した固定抵抗器が複数あるときはこれらを並列に接続する選択並列接続部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る擬似負荷においては、前記選択並列接続部は、互いに平行に配列され互いに長さの異なる複数の線状導体と、前記複数の線状導体のいずれかと接触し、前記複数の線状導体の延伸方向にスライドするスライド導体と、を備え、前記複数の固定抵抗器は、片方の端子が共通の端子に接続され、前記共通の端子に接続されていない側の前記複数の固定抵抗器の端子は、それぞれ前記複数の線状導体のうちの１つに接続される構成とすることが好適である。
【０００９】
また、本発明に係る可変抵抗器においては、筒状部材と、前記筒状部材の中空部に挿入される挿入部材と、を備え、前記スライド導体は、前記筒状部材の内側壁面に設けられ、前記複数の線状導体は、前記挿入部材の表面に設けられる構成とすることが好適である。
【００１０】
また、本発明に係る擬似負荷においては、前記可変抵抗器は、平面基板と、前記平面基板上をスライドするスライド部材と、を備え、前記スライド導体は、前記スライド部材に設けられ、前記複数の線状導体は、前記平面基板の表面に設けられる構成とすることが好適である。
【００１１】
また、本発明に係る擬似負荷においては、前記筒状部材は、当該筒状部材の延伸方向に平行な直線状ギアである抵抗調整ギアを備え、前記選択並列接続部は、前記抵抗調整ギアとかみあう抵抗調整回転駆動ギアと、前記抵抗調整回転駆動ギアを回転させる回転駆動部と、を備える構成とすることが好適である。
【００１２】
また、本発明に係る擬似負荷においては、前記磁性部材は、当該磁性部材の延伸方向に平行な直線状ギアであるインダクタ調整ギアを備え、前記挿入調整部は、前記インダクタ調整ギアとかみあうインダクタ調整回転駆動ギアと、前記インダクタ調整回転駆動ギアを回転させる回転駆動部と、を備える構成とすることが好適である。
【００１３】
また、本発明に係る擬似負荷においては、前記挿入調整部と前記選択並列接続部とを制御する負荷値制御部と、前記可変インダクタのインダクタンス値を検出して出力するインダクタンス検出部と、前記可変抵抗器の抵抗値を検出して出力する抵抗検出部と、を備え、前記負荷値制御部は、前記インダクタンス検出部が出力する値と前記抵抗検出部が出力する値とに基づいて、前記挿入調整部と前記選択並列接続部とを制御する構成とすることが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、インピーダンスの値を容易に変化させることができる擬似負荷を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に本発明の第１の実施形態に係る可変負荷装置ＶＺの構成を示す。可変負荷装置は、可変インダクタＶＬ、可変抵抗器ＶＲ、インピーダンス測定器ＭＺ、抵抗測定器ＭＲ、制御装置Ｃを備えて構成される。可変インダクタＶＬは接続端子ａＬおよびｂＬを備え、可変抵抗器ＶＲは接続端子ａＲおよびｂＲを備える。接続端子ａＬと接続端子ｂＲが導線Ｔ１によって接続されることで、可変インダクタＶＬと可変抵抗器ＶＲは直列接続される。
【００１６】
図２は可変インダクタＶＬの斜視図である。また、図３は、図２の矢印Ａの方向からみた可変インダクタＶＬの側面図である。可変インダクタＶＬはコイル１０、棒状部材１２、駆動部１４、支持部材１６−１〜１６−４、シャーシ１８、接続端子ａＬおよびｂＬを備えて構成される。支持部材１６−１および１６−２はシャーシ１８に固定され、それぞれ固定穴２０−１および２０−２を備える。コイル１０は、円筒状部材１０ａに導線１０ｂを巻き付けて構成される。導線１０ｂの両端は可変インダクタＶＬの接続端子ａＬおよびｂＬに接続される。円筒状部材１０ａは支持部材１６−１および１６−２のそれぞれの固定穴２０−１および２０−２を貫き、支持部材１６−１および１６−２に固定される。支持部材１６−３および１６−４はシャーシ１８に固定され、それぞれスライド穴２０−３および２０−４を備える。棒状部材１２は磁性部１２ａ、ギア取り付け部１２ｂを備えて構成される。磁性部１２ａおよびギア取り付け部１２ｂは棒状に形成される。磁性部１２ａの材料としては鉄、フェライト等の磁性体が好適である。磁性部１２ａおよびギア取り付け部１２ｂは互いに軸を等しくして接続される。ギア取り付け部１２ｂにはその延伸方向に沿って直線状ギア１２ｃが取り付けられる。棒状部材１２は、磁性部１２ａが円筒状部材１０ａの内部に挿入されるよう、そしてギア取り付け部１２ｂが支持部材１６−３および１６−４のそれぞれのスライド穴２０−３および２０−４を貫き、スライド穴２０−３および２０−４を貫く方向に可動であるよう、支持部材１６−３および１６−４に取り付けられる。スライド穴２０−３および２０−４には、直線状ギアが接触しないようそれぞれ切り欠き部２０−３ｃおよび２０−４ｃが設けられる。
【００１７】
駆動部１４は、電動機１４ａ、ピニオンギア１４ｂを備える。駆動部１４はシャーシ１８に固定される。電動機１４ａの回転軸１４ｒにはピニオンギア１４ｂが取り付けられ、ピニオンギア１４ｂは直線状ギア１２ｃとかみ合う。電動機１４ａは、制御装置Ｃの制御によってその回転が制御される。
【００１８】
電動機１４ａが回転することにより、ギア取り付け部１２ｂはスライド穴２０−３および２０−４を貫く方向にスライドする。これによって、磁性部１２ａの円筒状部材１０ａに挿入される長さが変化する。コイル１０のインダクタンス値は、磁性部１２ａが円筒状部材１０ａに挿入される長さによって変化する。したがって、電動機１４ａの回転を制御することでコイル１０のインダクタンス値、すなわち、可変インダクタＶＬの接続端子ａＬとｂＬとの間のインダクタンス値を制御することができる。
【００１９】
図４は可変抵抗器ＶＲの斜視図である。また、図５は、図４の矢印Ｂの方向からみた可変抵抗器ＶＲの側面図である。可変抵抗器ＶＲは抵抗配列円柱部２２、可動部２４、駆動部２６、支持部材２８−１〜２８−３、シャーシ３０、接続端子ａＲおよびｂＲを備えて構成される。支持部材２８−１はシャーシ３０に固定され、固定穴３２−１を備える。支持部材２８−２および２８−３はシャーシ３０に固定され、それぞれスライド穴３２−２および３２−３を備える。抵抗配列円柱部２２は、円柱状部材２２ａ、固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎ、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎ、共通円環電極ＣＥを備えて構成される。ここで、ｎは２以上の整数とする。固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎは、円柱状部材２２ａを取り囲む円周上に配列される。固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値は任意とすることができる。共通円環電極ＣＥは円環形状の導体によって形成され、円柱状部材２２ａを取り囲むよう、円柱状部材２２ａに取り付けられる。共通円環電極ＣＥは導線Ｔ２によって可変抵抗器ＶＲの接続端子ｂＲに接続される。固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎのそれぞれの片方の端子は共通円環電極ＣＥに接続される。共通円環電極ＣＥに接続されていない側の固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの端子には、それぞれ線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎが接続される。線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎは互いに異なる長さとし、ＬＥ１、ＬＥ２・・の順に長さが短くなっていくものとする。線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎは、円柱状部材２２ａの軸方向に平行に、円柱状部材２２ａの表面に互いに平行に配置される。
【００２０】
可動部２４は、可動円筒部２４ａ、スライド円環電極ＳＥ、直線状ギア２４ｂを備えて構成される。可動円筒部２４ａにはその延伸方向に沿って直線状ギア２４ｂが取り付けられる。可動円筒部２４ａの円筒内部には、スライド円環電極ＳＥが設けられる。可動円筒部２４ａの開口部Ｏには抵抗配列円柱部２２が挿入される。抵抗配列円柱部２２に設けられた線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎのうちいずれかは、スライド円環電極ＳＥと電気的に接触する。スライド円環電極ＳＥには導線Ｔ３が接続される。導線Ｔ３は可動円筒部２４ａの外側に引き出され可変抵抗器ＶＲの接続端子ａＲに接続される。
【００２１】
抵抗配列円柱部２２は、支持部材２８−１の固定穴３２−１を貫き支持部材２８−１に固定される。可動部２４は、抵抗配列円柱部２２が可動円筒部２４ａの内部に挿入されるよう、そして可動円筒部２４ａが支持部材２８−２および２８−３のそれぞれスライド穴３２−２および３２−３を貫き、スライド穴３２−２および３２−３を貫く方向に可動となるよう、支持部材２８−２および２８−３に取り付けられる。スライド穴３２−２および３２−３には、直線状ギア２４ｂが接触しないようそれぞれ切り欠き部３２−２ｃおよび３２−３ｃが設けられる。
【００２２】
駆動部２６は、電動機２６ａ、ピニオンギア２６ｂを備える。駆動部２６はシャーシ３０に固定される。電動機２６ａの回転軸２６ｒにはピニオンギア２６ｂが取り付けられ、ピニオンギア２６ｂは直線状ギア２４ｂとかみ合う。電動機２６ａは、制御装置Ｃの制御によってその回転が制御される。
【００２３】
電動機２６ａが回転することにより、可動円筒部２４ａはスライド穴３２−２および３２−３を貫く方向にスライドする。これによって、抵抗配列円柱部２２の可動円筒部２４ａに挿入される長さが変化する。
【００２４】
線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎの長さは互いに異なるため、抵抗配列円柱部２２のうち可動円筒部２４ａに挿入される部分の長さを変化させることによって、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎのうちスライド円環電極ＳＥと接触させるものの数ｉを変化させることができる。可動円筒部２４ａに抵抗配列円柱部２２が最も浅く挿入されている状態では、線状電極ＬＥ１のみがスライド円環電極ＳＥと接触する。そして、可動円筒部２４ａに抵抗配列円柱部２２が深く挿入されていくに従って線状電極ＬＥ２〜ＬＥｎがこれらの長い順にスライド円環電極に接触していき、可動円筒部２４ａに抵抗配列円柱部２２が最も深く挿入されている状態では、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎのすべてがスライド円環電極ＳＥに接触した状態となる。固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値がすべて等しくＲΩであるものとすれば、可変抵抗器ＶＲの接続端子ａＲとｂＲとの間の抵抗値はＲ／ｉΩとなる。また、抵抗配列円柱部２２のうち可動円筒部２４ａに挿入される部分の長さが長くなる程ｉは増加し、当該長さが短くなる程ｉが減少する。したがって、電動機２６ａを回転し、抵抗配列円柱部２２のうち可動円筒部２４ａに挿入される部分の長さを変化させることで、可変抵抗器ＶＲの接続端子ａＲおよびｂＲの間の抵抗値Ｒ／ｉを調整することができる。
【００２５】
図６は、共通円環電極ＣＥ、固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎ、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎ、スライド円環電極ＳＥを等価回路を以て示したものである。図６においてスライド円環電極ＳＥを左方向へスライドさせていくことは、抵抗配列円柱部２２の可動円筒部２４ａに挿入される長さを増加させていくことと等化である。スライド円環電極ＳＥが最も右側にある状態では、線状電極ＬＥ１のみがスライド円環電極ＳＥと接触する。そして、スライド円環電極ＳＥを左方向へスライドさせていくに従って線状電極ＬＥ２〜ＬＥｎがこれらの長い順にスライド円環電極ＳＥに接触していき、スライド円環電極ＳＥが最も左に移動した状態では、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎのすべてがスライド円環電極に接触した状態となる。
【００２６】
なお、本実施形態に係る可変抵抗器ＶＲでは、可動円筒部２４ａに抵抗配列円柱部２２が最も浅く挿入されている状態では、線状電極ＬＥ１のみがスライド円環電極ＳＥと接触する構成としている。これは、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎのいずれとも接触しない構成としてしまうと、可変抵抗器ＶＲに電流が流れている状態において、スライド円環電極ＳＥと線状電極ＬＥ１とが可動円筒部２４ａのスライドによって非接触となると、放電現象が生じるためである。このような放電現象は、スライド円環電極ＳＥまたは線状電極ＬＥ１を溶融させるおそれがある。ただし、可変抵抗器ＶＲに流れる電流が微少である場合には、可動円筒部２４ａに抵抗配列円柱部２２が最も浅く挿入されている状態で、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎのいずれとも接触しない構成とすることができる。
【００２７】
インピーダンス測定器ＭＺは、可変インダクタＶＬの接続端子ａＬおよびｂＬに接続される。インピーダンス測定器ＭＺは可変インダクタＶＬのインダクタンス値を測定し、インダクタンス測定値として制御装置Ｃに入力する。抵抗測定器ＭＲは、可変抵抗器ＶＲの接続端子ａＲおよびｂＲに接続される。抵抗測定器ＭＲは可変抵抗器ＶＲの抵抗値を測定し、測定抵抗値として制御装置Ｃに入力する。
【００２８】
制御装置Ｃは、可変インダクタＶＬのインダクタンス値の目標値、および可変抵抗器ＶＲの抵抗値の目標値を、それぞれインダクタンス目標値および抵抗目標値として取得する。インダクタンス目標値および抵抗目標値の取得は、操作者による数値入力、電子計算機等の他の装置からの数値入力による構成とすることが好適である。制御装置Ｃは、インダクタンス値の目標値に基づいて駆動部１４および２６を制御する。この制御は、インダクタンス測定値がインダクタンス目標値と一致するように電動機１４ａを回転させることによって行う。また、制御装置Ｃは、抵抗値の目標値に基づいて駆動部を制御する。この制御は、抵抗測定値が抵抗目標値と一致するように電動機２６ａを回転させることによって行う。
【００２９】
このような構成により、可変インダクタＶＬのインダクタンス値および可変抵抗器ＶＲの抵抗値を、インダクタンス目標値および抵抗目標値と一致させることができる。
【００３０】
なお、ここではインダクタンス測定値がインダクタンス目標値と一致するように電動機１４ａを回転させ、抵抗測定値が抵抗目標値と一致するように電動機２６ａを回転させる構成についてとりあげた。このような構成の他、可変インダクタＶＬのインダクタンス値と電動機１４ａの回転軸１４ｒの回転位置（ある回転角度を０°とし、そこからどれだけの角度回転したかを表す量。）との関係、および可変抵抗器ＶＲの抵抗値と電動機２６ａの回転軸２６ｒの回転位置との関係を予め取得して制御装置Ｃに記憶させておき、これらの関係に基づいて可変インダクタＶＬのインダクタンス値をインダクタンス目標値と一致させ、可変抵抗器ＶＲの抵抗値を抵抗目標値と一致させる構成とすることも可能である。すなわち、制御装置Ｃは、可変インダクタＶＬのインダクタンス値としてインダクタンス目標値が得られるための回転軸１４ｒの回転位置を、可変インダクタＶＬのインダクタンス値と回転軸１４ｒの回転位置との関係から取得し、回転軸１４ｒがその回転位置で停止するよう電動機１４ａを制御する。同様に、制御装置Ｃは、可変抵抗器ＶＲの抵抗値として抵抗目標値が得られるための回転軸２６ｒの回転位置を、可変抵抗器ＶＲの抵抗値と回転軸２６ｒの回転位置との関係から取得し、回転軸２６ｒがその回転位置で停止するよう電動機２６ａを制御する。
【００３１】
また、インピーダンス測定器ＭＺの代わりに、磁性部１２ａの位置を検出することで磁性部１２ａの円筒状部材１０ａに挿入される長さを検出し、その値を磁性部挿入長として出力する磁性部エンコーダを設け、さらに、抵抗測定器ＭＲの代わりに、可動部２４の位置を検出することで可動部２４に抵抗配列円柱部２２が挿入される長さを検出し、その値を円柱部挿入長として出力する可動部エンコーダを設ける構成とすることも可能である。
【００３２】
この構成では、可変インダクタＶＬのインダクタンス値と磁性部挿入長との関係、および可変抵抗器ＶＲの抵抗値と円柱部挿入長との関係を予め取得して制御装置Ｃに記憶させておく。そして、これらの関係に基づいて可変インダクタＶＬのインダクタンス値をインダクタンス目標値と一致させ、可変抵抗器ＶＲの抵抗値を抵抗目標値と一致させる。すなわち、制御装置Ｃは、可変インダクタＶＬのインダクタンス値としてインダクタンス目標値が得られるための磁性部挿入長を、可変インダクタＶＬのインダクタンス値と磁性部挿入長との関係から取得し、磁性部１２ａの円筒状部材１０ａに挿入される長さが当該磁性部挿入長となるよう電動機１４ａを制御する。同様に、制御装置Ｃは、可変抵抗器ＶＲの抵抗値として抵抗目標値が得られるための円柱部挿入長を、可変抵抗器ＶＲの抵抗値と円柱部挿入長との関係から取得し、可動部２４に抵抗配列円柱部２２が挿入される長さが当該円柱部挿入長となるよう電動機２６ａを制御する。
【００３３】
図１では、可変負荷装置ＶＺを供試インバータ回路Ｉｎｖの擬似負荷としている。すなわち、接続端子ａＲおよびｂＬは、供試インバータ回路Ｉｎｖに接続される。供試インバータ回路の設計または性能評価を行う者は、供試インバータ回路Ｉｎｖの設計または性能評価に応じたインダクタンス目標値および抵抗目標値を制御装置Ｃに読み込ませることで、可変負荷装置ＶＺのインピーダンスを容易に設定することができる。
【００３４】
なお、本実施形態においては、可変インダクタＶＬと可変抵抗器ＶＲとを直列接続する構成としたが、これらを並列接続する構成も可能である。
【００３５】
供試インバータ回路Ｉｎｖが３相交流電圧を出力するものである場合には、図７に示すように可変インダクタＶＬおよび可変抵抗器ＶＲを直列接続した３つの負荷部Ｚｕ、ＺｖおよびＺｗをスター結線した３相可変負荷装置ＶＺ３を擬似負荷とすればよい。負荷部Ｚｕ、ＺｖおよびＺｗのそれぞれが含む可変インダクタＶＬのインダクタンス値はそれぞれに接続される３台のインピーダンス測定器ＭＺ（図示せず）によって測定し、負荷部Ｚｕ、ＺｖおよびＺｗのそれぞれが含む可変抵抗器ＶＲの抵抗値はそれぞれに接続される３台の抵抗測定器ＭＲ（図示せず）によって測定する構成とする。また、負荷部Ｚｕ、ＺｖおよびＺｗのそれぞれが含む可変インダクタＶＬのインダクタンス値、および負荷部Ｚｕ、ＺｖおよびＺｗのそれぞれが含む可変抵抗器ＶＲの抵抗値は共通の制御装置Ｃによって調整する構成とすることが好適である。また、３つの負荷部Ｚｕ、ＺｖおよびＺｗをデルタ結線してもよい。
【００３６】
３相交流電圧を出力する供試インバータ回路Ｉｎｖの擬似負荷として本発明の実施形態に係る３相可変負荷装置ＶＺ３を適用することによって、各相の負荷インピーダンスの値をそれぞれ異なる値に設定し、相間負荷バランスが崩れた場合の性能評価を容易に行うことができる。
【００３７】
本実施形態に係る可変抵抗器ＶＲは、図８、図９（ａ）および（ｂ）に示す平面配列型可変抵抗器ＰＶＲに置き換えることができる。図８は平面配列型可変抵抗器ＰＶＲを上側からみた図である。図９（ａ）は図８に示す直線Ｃ１Ｃ２での断面図である。図９（ｂ）は、図８の直線Ｄ１Ｄ２および直線Ｆ１Ｆ２で挟まれる部分の側面図である。
【００３８】
平面配列型可変抵抗器ＰＶＲは、ギアレール３４ａおよび３４ｂ、ギアホイール３６ａおよび３６ｂ、シャフト３８ａおよび３８ｂ、スライド電極支持部４０、基板４２、共通電極４４、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎ、固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎ、接続端子ａＲおよびｂＲ、シャーシ４６を備えて構成される。可変抵抗器ＶＲと同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
基板４２はシャーシ４６に固定される。線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎは基板４２の表面上に互いに平行に設けられる。線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎは互いに異なる長さとする。固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎは線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎの延伸方向と垂直な方向に配列される。線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎはそれぞれ固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎに接続される。それぞれ線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎが接続されない側の固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの端子は共通電極４４に接続される。共通電極４４は導線Ｔ４によって接続端子ｂＲに接続される。
【００４０】
ギアレール３４ａおよび３４ｂはシャーシ４６に固定される。ギアレール３４ａおよび３４ｂの断面は凹形状を有し、凹形状の内側底面にはギアの歯が刻まれている。ギアホイール３６ａおよび３６ｂの中心には、それぞれシャフト３８ａおよび３８ｂが取り付けられる。シャフト３８ａおよび３８ｂは回転可能なようにスライド電極支持部４０に取り付けられる。ギアホイール３６ａおよび３６ｂはそれぞれギアレール３４ａおよび３４ｂとかみ合い、シャフト３８ａおよび３８ｂを介してスライド電極支持部４０を支持する。
【００４１】
スライド電極支持部４０は、支持部本体４８、駆動部５０、スライド電極５２を含んで構成される。支持部本体４８には、シャフト３８ａおよび３８ｂが取り付けられており、シャフト３８ａおよび３８ｂにそれぞれ取り付けられたギアホイール３６ａおよび３６ｂによってギアレール３４ａおよび３４ｂ上に支持される。支持部本体４８の下側の面Ｓ１には、スライド電極５２が設けられる。スライド電極５２は、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎのいずれかと電気的に接触する。スライド電極５２により支持部本体４８は基板４２上に支持される。スライド電極５２は導線Ｔ５によって接続端子ａＲに接続される。
【００４２】
スライド電極支持部４０の上側の面Ｓ２には駆動部５０が設けられる。駆動部５０は、電動機５０ａ、ピニオンギア５０ｂを備える。電動機５０ａの回転軸５０ｒにはピニオンギア５０ｂが取り付けられる。電動機５０ａは、支持部本体４８にピニオンギア５０ｂがギアホイール３６ａとかみ合うように取り付けられる。電動機５０ａは、平面配列型可変抵抗器ＰＶＲとは別途設けられた制御装置Ｃの制御によってその回転が制御される。
【００４３】
電動機５０ａが回転することにより、スライド電極支持部４０は、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎの長手方向にスライドする。線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎの長さは互いに異なるため、スライド電極支持部４０の位置を変化させることによって、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎのうちスライド電極５２と接触させるものの数ｉを変化させることができる。スライド電極支持部４０が共通電極４４から最も離れた位置にある状態では、線状電極ＬＥ１のみがスライド電極５２と接触する。そして、スライド電極支持部４０が共通電極４４の方向に移動していくに従って、線状電極ＬＥ２〜ＬＥｎがこれらの長い順にスライド電極５２と接触していき、スライド電極支持部４０が共通電極４４に最も近づいた位置にある状態では、線状電極ＬＥ１〜ＬＥｎのすべてがスライド電極５２に接触した状態となる。固定抵抗器Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値がすべて等しくＲΩであるものとすれば、平面配列型可変抵抗器ＰＶＲの接続端子ａＲとｂＲとの間の抵抗値はＲ／ｉΩとなる。また、スライド電極支持部４０が共通電極４４に近づく程ｉは増加し、離れる程ｉが減少する。そこで、電動機５０ａを回転させ、スライド電極支持部４０の位置を変化させることで、平面配列型可変抵抗器ＰＶＲの接続端子ａＲおよびｂＲの間の抵抗値Ｒ／ｉを調整することができる。
【００４４】
本発明の実施形態によれば、インピーダンスの値を容易に変化させることができるインバータ回路の擬似負荷を実現することができる。なお、本実施形態に係る可変負荷装置ＶＺおよびＶＺ３は、様々なパワーエレクトロニクス回路の擬似負荷として適用することができる受動擬似負荷である。受動擬似負荷は、迅速な過度応答特性を有するという点において、定電流回路のような能動擬似負荷に比して有利である。例えば、インバータ回路を始動する時の特性は、可変負荷装置ＶＺまたはＶＺ３を擬似負荷とすることにより、能動負荷を擬似負荷とする場合に比してより精度の高い評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る可変負荷装置の構成を示す図である。
【図２】可変インダクタの斜視図である。
【図３】可変インダクタの側面図である。
【図４】可変抵抗器の斜視図である。
【図５】可変抵抗器の側面図である。
【図６】可変抵抗器の等価回路を示す図である。
【図７】３相可変負荷装置の構成を示す図である。
【図８】平面配列型可変抵抗器を上面からみた図である。
【図９（ａ）】平面配列型可変抵抗器の断面図である。
【図９（ｂ）】平面配列型可変抵抗器の側面の一部を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  コイル、１０ａ  円筒状部材、１０ｂ  導線、１２  棒状部材、１２ａ  磁性部、１２ｂ  ギア取り付け部、１２ｃ，２４ｂ  直線状ギア、１４，２６，５０  駆動部、１４ａ，２６ａ，５０ａ  電動機、１４ｂ，２６ｂ，５０ｂ  ピニオンギア、１４ｒ，２６ｒ，５０ｒ  回転軸、１６−１〜１６−４，２８−１〜２８−３  支持部材、１８，３０，４６  シャーシ、２０−１，２０−２，３２−１  固定穴、２０−３，２０−４，３２−２，３２−３  スライド穴  ２０−３ｃ，２０−４ｃ，３２−２ｃ，３２−３ｃ  切り欠き部、２２  抵抗配列円柱部、２２ａ  円柱状部材、２４  可動部、２４ａ  可動円筒部、３４ａ，３４ｂ  ギアレール、３６ａ，３６ｂ  ギアホイール、３８ａ，３８ｂ  シャフト、４０  スライド電極支持部、４２  基板、４４  共通電極、４８  支持部本体、５２  スライド電極、Ｉｎｖ  供試インバータ回路、ＶＺ，ＶＺ３  可変負荷装置、ＶＬ  可変インダクタ、ＶＲ  可変抵抗器、ＭＺ  インピーダンス測定器、ＭＲ  抵抗測定器、Ｃ  制御装置、ａＬ，ｂＬ，ａＲ，ｂＲ  接続端子、Ｔ１〜Ｔ５  導線、ＣＥ  共通円環電極、ＳＥ  スライド円環電極、Ｒ１〜Ｒｎ  固定抵抗器、ＬＥ１〜ＬＥｎ  線状電極、ＰＶＲ  平面配列型可変抵抗器。
【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（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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