(57)【要約】      （修正有）【課題】位置指令に対して高速度高精度な追従特性を実現できる位置制御装置。【解決手段】可変速駆動型コンバータ１，２のパラメータ設定方法に関し、上記コンバータ１、２は少なくとも二つの導体を有する電気ケーブル４で電気負荷３に接続され、該方法は、第一電圧エッジおよび該第一電圧エッジに対して遅延時間Ｔで遅延された第二電圧エッジからなるパルス電圧によって、電気ケーブル４にて共通モード電流を発生させること、発生した共通モード電流を測定すること、二つの電圧エッジ間の遅延時間を変化させ、それぞれ異なった遅延時間Ｔに対して測定された共通モード電流を表す値から、最適遅延時間を決定および記憶すること、からなる。【選択図】図４
2007252190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変速駆動型コンバータ（１、２）のパラメータ設定方法であって、該コンバータ（１、２）は少なくとも二つの導体を有する電気ケーブル（４）で電気負荷（３）に接続され、該方法は、
コンバータ（１、２）によって電気負荷（３）へ供給される、第一電圧エッジ（１１、１３）および該第一電圧エッジ（１１、１３）に対して遅延時間（Ｔ）で遅延された第二電圧エッジ（１２、１４）からなるパルス電圧によって、電気ケーブル（４）にて共通モード電流を発生させること、
発生した共通モード電流を測定すること、
発生した二つの電圧エッジ（１１、１２、１３、１４）間の遅延時間（Ｔ）を変化させ、それぞれ異なる遅延時間（Ｔ）に対して測定された共通モード電流を表す値（Ｉpeak、Ｉrms）から、最適遅延時間（Ｔ２）を決定および記憶すること、からなることを特徴とする方法。
【請求項２】
第一電圧エッジ（１１）は電気ケーブル（４）の導体で、初期値（Ｖ０）と中間値（ＶＭ）の間に発生し、第二電圧エッジ（１２）は遅延時間（Ｔ）でずらして、電気ケーブル（４）の同一導体で同一パルス方向に、上記中間値（ＶＭ）と最終値（ＶＣ）の間に発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第一電圧エッジ（１３）は、電気ケーブル（４）の第一導体で、初期値（Ｖ０）と最終値（ＶＣ）の間に発生し、第二電圧エッジ（１４）は、遅延時間（Ｔ）でずらして、電気ケーブル（４）の第二導体で同一パルス方向に、上記初期値（Ｖ０）と上記最終値（ＶＣ）の間に発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
上記共通モード電流を表す値は共通モード電流のピーク電流（Ｉpeak）であることを特徴とする請求項１〜３に記載の方法。
【請求項５】
上記最適遅延時間（Ｔ２）は遅延時間（Ｔ）が長くなる際のピーク電流Ｉpeakの傾斜の終了地点を検知することによって得られることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記共通モード電流を表す値は共通モード電流の実効電流（Ｉrms）であることを特徴とする請求項１〜３に記載の方法。
【請求項７】
上記最適遅延時間（Ｔ２）は、各遅延時間（Ｔ）に対して、得られた実効電流（Ｉrms）の最低値を検知することによって得られることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
得られた最適遅延時間（Ｔ２）から電気ケーブル（４）の伝播時間（Ｔｐ）を決定することを含むことを特徴とする請求項１〜７に記載の方法。
【請求項９】
得られた最適遅延時間（Ｔ２）から電気ケーブル（４）の長さを決定することを含むことを特徴とする請求項１〜８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも二つの導体を有する電気ケーブル（４）によって電気負荷（３）に接続可能な可変速駆動型コンバータ（１、２）であって、上記コンバータ（１、２）は、
上記電気負荷（３）へ供給される、第一電圧エッジ（１１、１３）および上記第一電圧エッジ（１１、１３）に対して遅延時間（Ｔ）で遅延された第二電圧エッジ（１２、１４）からなるパルス電圧で、共通モード電流を発生させる手段、
発生した共通モード電流を測定する手段（７０、７１）、
発生した二つの電圧エッジ（１１、１２、１３、１４）間の遅延時間（Ｔ）を変化させる手段と、それぞれ異なった遅延時間（Ｔ）に対して測定された共通モード電流を表す値（Ｉpeak、Ｉrms）に基づいて、最適遅延時間（Ｔ２）を決定および記憶する決定手段（７）からなることを特徴とするコンバータ。
【請求項１１】
３レベル以上のコンバータであって、第一電圧エッジ（１１）は電気ケーブル（４）の導体（４ａ）で、初期値（Ｖ０）と中間値（ＶＭ）の間に発生し、第二電圧エッジ（１２）は遅延時間（Ｔ）でずらして、電気ケーブル（４）の同一導体（４ａ）で同一パルス方向に、上記中間値（ＶＭ）と最終値（ＶＣ）の間に発生することを特徴とする請求項１０に記載のコンバータ。
【請求項１２】
上記測定手段は電気ケーブル（４）の導体（４ａ）に配置された電流センサー（７０）を含むことを特徴とする請求項１１に記載のコンバータ。
【請求項１３】
２レベル以上のコンバータであって、第一電圧エッジ（１３）は電気ケーブル（４）の第一導体で、初期値（Ｖ０）と最終値（ＶＣ）の間に発生し、第二電圧エッジ（１４）は遅延時間（Ｔ）でずらして、電気ケーブル（４）の第二導体（４ｂ）で同一パルス方向に、上記初期値（Ｖ０）と上記最終値（ＶＣ）の間に発生することを特徴とする請求項１０に記載のコンバータ。
【請求項１４】
上記測定手段は、電気ケーブル（４）の二つの導体（４ａ、４ｂ）のいずれか一つに配置された電流センサー（７０）を含むことを特徴とする請求項１３に記載のコンバータ。
【請求項１５】
上記測定手段は、電気ケーブル（４）の二つの導体（４ａ、４ｂ）のそれぞれに配置された電流センサー（７０、７１）を含み、また加算積分器が各導体（４ａ、４ｂ）で測定する共通モード電流を加算できることを特徴とする請求項１３に記載のコンバータ。
【請求項１６】
上記決定手段（７）は、各遅延時間（Ｔ）に対して測定された共通モード電流の実効電流（Ｉrms）の検知器を含むことを特徴とする請求項１０〜１５に記載のコンバータ。
【請求項１７】
上記最適遅延時間（Ｔ２）は、遅延時間（Ｔ）が長くなる際に検知されたピーク電流（Ｉpeak）の傾斜の終了地点に相当する遅延時間（Ｔ）であることを特徴とする請求項１６に記載のコンバータ。
【請求項１８】
上記決定手段（７）は、各遅延時間（Ｔ）に対して測定された共通モード電流の実効電流（Ｉrms）の検知器を含むことを特徴とする請求項１０〜１５に記載のコンバータ。
【請求項１９】
上記最適遅延時間（Ｔ２）は、各遅延時間に対して、得られた実効電流（Ｉrms）の最低値に相当する遅延時間（Ｔ）であることを特徴とする請求項１８に記載のコンバータ。
【請求項２０】
得られた最適遅延時間（Ｔ２）からケーブル（４）の伝播時間（Ｔｐ）を決定する手段（７）を含むことを特徴とする請求項１０〜１９に記載のコンバータ。
【請求項２１】
得られた最適遅延時間（Ｔ２）から電気ケーブル（４）の長さを決定する手段（７）を含むことを特徴とする請求項１０〜２０に記載のコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変速駆動型コンバータのパラメータ設定方法およびその方法を実行するコンバータに関する。このパラメータ設定方法は、特にコンバータと電気負荷とを接続する電気ケーブルの所定のパラメータを決定することを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
可変速駆動型コンバータは、電気ケーブルで電気負荷に接続され、また制御されていない整流器とコンデンサフィルタを接続した例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）方式の電圧インバータなどを備える。コンバータは、立ち上がりまたは立ち下がりのエッジ（ｆｒｏｎｔ）からなるパルス電圧を電気負荷に供給する。
【０００３】
電気負荷のＰＷＭ制御は、可変速駆動機と電気負荷を接続する電気ケーブルの特性に影響される。
【０００４】
例えば、ケーブルが長い場合、負荷での電圧エッジの反射によって、電気負荷に過電圧がかかる（図１参照）。
【０００５】
この反射は、電気負荷と電気ケーブル間、および電気ケーブルとコンバータ間のインピーダンス障害を原因とする。より詳細には、電圧振動は電気ケーブルにおいての電圧エッジの往復伝播により引き起こされる。
【０００６】
従って、振動の周波数はケーブルにおける電圧エッジの伝播時間に依存し、該伝播時間はケーブルの長さ及びケーブル構成に依存する。
【０００７】
ＥＰ１５８０８７３（またはＵＳ２００５２０７１９４）では、通常動作での電力端子への過電圧を制限できるコンバータの制御方法と装置が知られているが、当該過電圧はコンバータと電動機間の波反射に関連する。この文書はNPC（中性点クランプ形、Neutral Point Clamped）の多レベルコンバータによって、三つの電圧レベルを有するパルス電圧を発生し、該パルス電圧は二つの連続電圧エッジを有し、第二電圧エッジの供給は第一電圧エッジに対して遅延される。第一電圧エッジは、例えば第一の低いまたはゼロである値と中間値の間とする。所定の遅延時間で電圧を中間値で保持した後、該中間値と該中間値より高い最終値の間に第２電圧エッジを供給する。第一電圧エッジと第２の電圧エッジ間の遅延時間により、第一電圧エッジによって発生する振動と外乱を補償できる。
【０００８】
電力端子への過電圧を最小限にするためには、二つの電圧エッジ間の遅延時間を最適化する必要がある。この遅延時間は、ケーブルの長さと特性に依存する。従って、同一のケーブルが電力端子において同一の電圧を生成するとは限らない。上記文書において、最適な遅延時間は、製造メーカーによって得られた特性から、または設備を実行開始する際の時間を測定することによって得られるか、またはケーブルにおける電圧エッジの伝播時間を測定することによって自動的に得られる。しかしながら、この文書は、遅延時間を正確に決定する明確な方法を提案していない。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の目的は、電気負荷のＰＷＭ制御を実際のケーブル特性に対して正確に適応させるように、この最適な遅延時間を自動的に決定できるコンバータのパラメータ設定方法を提案することにある。
【００１０】
この目的を達成するには、少なくとも二つの導体を有する電気ケーブルで電気負荷に接続された可変速駆動型コンバータのパラメータ設定方法を提供し、該方法は、
コンバータから電気負荷へ供給される、第一電圧エッジおよび該第一電圧エッジに対して遅延時間で遅延された第二電圧エッジからなるパルス電圧で、電気ケーブルに共通モード電流を発生させること、
発生した共通モード電流を測定すること、
二つの発生した電圧エッジ間の遅延時間を変化させ、それぞれ異なった遅延時間に対して測定された共通モード電流を表す値に基づいて、最適遅延時間を決定および記憶すること、からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第一実施形態によれば、第一電圧エッジは電気ケーブルの導体で、初期値と中間値の間に発生し、第二電圧エッジは遅延時間でずらして、ケーブルの同一導体で同一パルス方向に、上記中間値と最終値の間に発生する。
【００１２】
本発明の第二実施形態によれば、第一電圧エッジは、電気ケーブルの第一導体で、初期値と最終値の間に発生し、第二電圧エッジは、遅延時間でずらして、電気ケーブルの第二導体で同一パルス方向に、上記初期値と上記最終値の間に発生する。
【００１３】
本発明によれば、上記共通モード電流を表す値は共通モード電流のピーク電流である。この場合、上記最適遅延時間は、遅延時間が長くなる際に得られたピーク電流の傾斜の終了地点を検知することによって決定される。
【００１４】
本発明によれば、上記共通モード電流を表す値として、共通モード電流の実効電流も使用できる。この場合、上記最適遅延時間は、各遅延時間に対して得られた実効電流の最低値を検知することによって決定される。
【００１５】
一態様によれば、本発明に係る方法によって、得られた最適遅延時間から電気ケーブルの伝播時間を決定できる。
【００１６】
他の態様によれば、本発明に係る方法は、得られた最適遅延時間からケーブルの長さを決定するものである。その後、伝播時間およびケーブルの長さをコンバータ内で記憶する。
【００１７】
本発明の目的はまた、上記の方法を実行可能なコンバータを提供することである。
【００１８】
この目的を達成するには、少なくとも二つの導体を有する電気ケーブルで電気負荷に接続可能な可変速駆動型コンバータを提供し、上記コンバータは、
上記電気負荷へ供給される、第一電圧エッジおよび上記第一電圧エッジに対して遅延時間で遅延された第二電圧エッジからなるパルス電圧で、共通モード電流を発生させる手段、
発生した共通モード電流を測定する手段、
二つの発生した電圧エッジ間の遅延を変化させる手段と、それぞれ異なった遅延時間に対して測定された共通モード電流を表す値に基づいて、最適遅延時間を決定および記憶する手段からなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第一実施形態によれば、コンバータは３つ以上のレベルを有する。第一電圧エッジは電気ケーブルの導体で、初期値と中間値の間に発生し、第二電圧エッジは遅延時間でずらして、電気ケーブルの同一導体で同一パルス方向に、上記中間値と最終値の間に発生する。このとき、上記測定手段は電気ケーブルの導体に配置された電流センサーを含む。
【００２０】
本発明の第二実施形態によれば、コンバータは２つ以上のレベルを有する。この場合、第一電圧エッジは、電気ケーブルの第一導体で、初期値と最終値の間に発生し、第二電圧エッジは、遅延時間でずらして、ケーブルの第二導体で同一パルス方向に、上記初期値と上記最終値の間に発生する。このとき、上記測定手段は、電気ケーブルの二つの導体のいずれか一つに配置された電流センサーまたは電気ケーブルの二つの導体のそれぞれに配置された電流センサーを含み、また加算積分器が使われ、各導体で測定される共通モード電流を加算する。
【００２１】
本発明によれば、上記決定手段は、各遅延時間に対して測定された共通モード電流のピーク電流の検知器を含んでもよい。この場合、上記最適遅延時間は、遅延時間が長くなる際に検知されたピーク電流の傾斜の終了地点に相当する遅延時間である。
【００２２】
本発明によれば、上記決定手段は、各遅延時間に対して測定された共通モード電流の実効電流の検知器を含んでもよい。この場合、上記最適遅延時間は、各遅延時間に対して得られた実効電流の最低値に相当する遅延時間である。
【００２３】
本発明によれば、得られた最適遅延時間から、ケーブルの伝播時間およびケーブルの長さを決定および記憶する手段を含んでもよい。
【００２４】
得られた最適遅延時間は、負荷のＰＷＭ制御に直接使用することによって、上記の従来の特許出願に記載された方法に従って装置の端子における過電圧を最小限に抑えられる。この最適遅延時間から、電気ケーブルでの電圧エッジの伝播時間およびケーブルの長さを決定することもできる。上記のパラメータによって、
ＰＷＭ制御を調整すること、
過電圧および／または漏れ電流に対するフィルタ（EMCフィルタ、サインフィルタ、dv/dtフィルタ）を選択すること、または
固定子抵抗などの所定の負荷のパラメータを修正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
また別の特徴と利点については、添付の図面に示され、例としてあげる実施態様を参照しながら詳細な説明で明らかになるが、図面において、図１は、２レベルのコンバータによって発生した電圧信号および電気ケーブルにてこの電圧信号によって引き起こされた振動を表す図を示す。
【００２６】
図２は、２レベルのコンバータを備えた装置の概略図を示す。
【００２７】
図３は、ＮＰＣ型の３レベルのコンバータを備えた装置の概略図を示す。
【００２８】
図４は、図２と図３の装置の略図を示す。
【００２９】
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、コンバータ側から見た、３レベル以上のコンバータによって電気ケーブルにおいて発生した電圧信号の曲線、および負荷側から見た、電気ケーブルにおけるこの電圧信号によって引き起こされた電圧振動を表す図を示す。
【００３０】
図７Ａ〜７Ｅの各図は、図６Ａ〜６Ｅの曲線でそれぞれ表される、この導体に印加される電圧信号に応じて、電気ケーブルの一つの導体におけるコンバータの出力にて測定された共通モード電流の信号を表す図を示す。
【００３１】
図８Ａと８Ｂは、２レベル以上のコンバータで、電気ケーブルの個別の導体に供給された電圧信号を表す図を示す。
【００３２】
図９は、二つの電圧エッジの供給の間の遅延時間にともなったピーク電流の変化を表す曲線を示す略図を示す。
【００３３】
図１０は、二つの電圧エッジ間の遅延時間にともなった共通モード電流の実効電流の変化を表す曲線を示す略図を示す。
【００３４】
図１１は、電圧エッジを負荷へ供給し、高インピーダンス状態にしたコンバータにおいてこの電圧エッジを反射した後に得られた電圧信号を示す。
【００３５】
図１２は、電圧エッジを供給して、高インピーダンス状態にしたコンバータにおいてこの電圧エッジを反射した後に特定の電気ケーブルで得られた電流信号を示す。
【００３６】
図２と図３は、電気負荷３のための２レベル（１、図２）または３レベル（２、図３）の可変速駆動型コンバータの構成を示す。コンバータ１、２は、一般的に、直流電圧Ｖｃをパルス幅変調（ＰＷＭすなわちＰｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）でチョップする電力用半導体素子を備える。コンバータ１、２の構成は、一般的に、電力半導体素子のアーム６、２０−２２を有するインバータまたはチョッパへ少なくとも一つの直流または整流された電圧ＶＣを供給する出力と交流の電力網に接続された入力を有する整流器または電源Ａから構成される。アームの出力には、電気ケーブル４が同期モータまたは非同期モータからなる電気負荷３に接続され、パルス電圧を供給する。コンバータ１、２の制御装置５は半導体をオン／オフに制御する。電気ケーブル４は、例えば少なくとも二つの導体、すなわち位相、より一般的には三つの導体４ａ、４ｂ、４ｃを備える。
【００３７】
より詳細には、図３は制御装置５で制御されるＮＰＣ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｐｏｉｎｔ  Ｃｌａｍｐｅｄ）形式の３レベルのコンバータ２の構成を示す。このコンバータ２は、電気ケーブル４を介して電気負荷３に給電する三相電圧を発生させるために３本のアーム２０、２１、２２を有する。各アーム２０、２１、２２は、ケーブル４の一つ以上の導体で電気負荷３へパルス電圧を供給するように制御される電力半導体素子２０ａ〜２２ｄを有する。半導体素子２０ａ〜２２ｄは、具体的には絶縁ゲートの半導体金属酸化物の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、またはバイポーラ半導体素子、好ましくは内蔵された逆並列ダイオードを有する。
【００３８】
この３レベルのコンバータ２では、直流電圧ＶＣの正電圧Ｖ＋と負電圧Ｖ−との間に直列に接続された２つのキャパシタ１９Ａ及び１９Ｂの共通接続点に中間値電圧ＶＭが発生する。
【００３９】
この図３に示すＮＰＣ形式の３レベルのコンバータ２は、各アーム２０、２１、２２から電気ケーブル４のそれぞれの導体４ａ、４ｂ、４ｃへ出力する電流の正負に応じて、上昇または下降の、正または負の３つの電圧レベルからなる電圧エッジを供給できる。エッジの方向が上昇か下降かによって、半導体素子２０ａ−２２ｄを通電の始まりに応じてターンオンまたはターンオフに制御し、３つの電圧レベルを供給する。
【００４０】
コンバータ２からの出力電流が正である場合、各アームが有する半導体素子２０Ａ、２１Ａまたは２２Ａが、それぞれのダイオード２４を介して正の第一中間電圧エッジＶＭを供給するようにターンオンすることができ、また、半導体素子２０Ｂ〜２０Ｄ、２１Ｂ〜２１Ｄまたは２２Ｂ〜２２Ｄのダイオードを介して負の給電線Ｖ−から負の第２電圧エッジを供給するようにターンオフされる。各アームはさらに半導体素子２０Ｃ、２１Ｃまたは２２Ｃを有し、これらの半導体素子は正の給電線Ｖ＋から正の第２電圧エッジを供給するようにターンオンされ、それぞれのダイオード２４を介して負の第一中間電圧エッジＶＭを供給するようにターンオフされる。
【００４１】
コンバータからの出力電流が負である場合、各アームが有する半導体素子２０Ｂ、２１Ｂまたは２２Ｂが、それぞれのダイオード２５を介して負の第一中間電圧エッジＶＭを供給するようにターンオンされることができ、また、半導体素子２０Ａ〜２０Ｃ、２１Ａ〜２１Ｃまたは２２Ａ〜２２Ｃのダイオードを介して正の電圧線Ｖ＋から正の第２電圧エッジを供給するようにターンオフされる。各アームはまた半導体素子２０Ｄ、２１Ｄまたは２２Ｄを有し、これらの半導体素子は負の電圧線Ｖ−から負の第２電圧エッジを供給するようにターンオンされ、それぞれのダイオード２５を介して正の第一中間電圧エッジＶＭを供給するようにターンオフされる。
【００４２】
電気負荷３の通常動作時は、電気ケーブル４の導体４ａ、４ｂ、４ｃでの波反射を減衰できる形のパルス電圧を発生し、電気負荷３の端子における過電圧を制限するようにコンバータ２が制御される。
【００４３】
ＥＰ１５８０８７３（またはＵＳ２００５／２０７１９４）に記載されるように、図５Ｃを参照すると、このパルス電圧は、電気ケーブル４の導体４ａ、４ｂ、４ｃにて、低値またはゼロ値のＶ０から電源電圧ＶＣより低い中間値ＶＭへと変化する第一立ち上がりエッジ９（図５Ａ）、そして所定の遅延時間Ｔ２の後に、中間値ＶＭから電源電圧ＶＣにほぼ等しい高値へと変化する第２立ち上がりエッジ１０（図５Ｂ）を供給することからなる。好ましくは、第２立ち上がり電圧エッジは、電気ケーブル４でのエッジの波の往復伝播に相当するように、電気ケーブル４の伝播時間Ｔｐの２倍である電圧ＶＭへの水平区間を形成するような遅延時間Ｔ２で供給する。図３において、制御回路５はパルス幅変調３０および伝播時間Ｔｐのパラメータ設定３１に従ってトランジスタを制御する。
【００４４】
本発明によれば、コンバータ１、２は二つの発生電圧エッジ間の最適遅延時間Ｔ２を決定できる処理手段７を備える。遅延時間Ｔ２はコンバータ１、２によって自動的に決定され、その後コンバータに記憶される。この最適遅延時間Ｔ２は、電気ケーブル４での電圧エッジの伝播時間Ｔｐの２倍に相当する。コンバータでの最適遅延時間Ｔ２の決定によって、コンバータは電気ケーブルからの伝播時間Ｔｐを直接推定できる。電気ケーブルの伝播時間Ｔｐが分かると、コンバータはその処理手段７によって下記の数式に基づいて、電気ケーブル４の長さを推定できる。
【数１】
2007252190.tif 000003
【００４５】
すなわち、Ｔｐが分かると、電気ケーブル４の全長に対する
【数２】
2007252190.tif 000004
を決定できるので、電気ケーブル１メートル当たりの（電気ケーブルの製造メーカーによる表示で分かる）
【数３】
2007252190.tif 000005
値に基づいて、電気ケーブル４の長さを推定できる。
【００４６】
上記の方法を３レベル以上のコンバータ２に適用することで、電気負荷３の端子における過電圧を最小限に抑えるだけではなく、２レベル以上のコンバータではケーブル４の長さなどのパラメータが分かると、パルス幅変調制御を調整すること、過電圧に対するフィルターを選択すること、または例えば固定子抵抗などの電気負荷３の特定のパラメータを修正することが可能となる。
【００４７】
最適遅延時間および電気ケーブル４のさまざまな特性を決定するための本発明によるパラメータ設定方法は、コンバータを電気負荷３に接続する電気ケーブル４を取り替える際など、いつでも実行できる。
【００４８】
本発明によれば、コンバータ１、２での遅延時間Ｔ２のパラメータ設定は、通常動作を開始する前に共通モード電流を発生させることによって行う。導体４ａ、４ｂ、４ｃの給電を制御する半導体をターンオフして信号を送らずに、電気ケーブル４の一つ以上の導体４ａ、４ｂ、４ｃに同一の信号を供給することによって、共通モード電流を発生させる。
【００４９】
本発明の第一実施形態によれば、電気ケーブル４の導体４ａにて、二つの連続電圧エッジ１１、１２を有する正または負のいずれかのパルス電圧を同一パルス方向に発生するように、３レベル以上のコンバータ２を制御し、第二電圧エッジの供給は第一電圧エッジに対して遅延時間Ｔで遅延される（図６Ａ〜６Ｅ）。第一立ち上がり電圧エッジ１１は、例えば第一の低値またはゼロ値のＶ０と、例えば電源電圧の半分である中間値ＶＭとの間にし、次に特定の遅延時間Ｔの中間値までの電圧の水平区間終了後、中間値ＶＭと、中間値より高く電源電圧ＶＣにほぼ等しい最終値との間の第２立ち上がりエッジ１２を供給する。
【００５０】
導体４ａに配置された電流センサー７０（図４）を使用して、遅延時間Ｔで間隔をおいた二つの連続電圧エッジ１１、１２によって発生した共通モード電流を測定する。二つの電圧エッジ１１、１２の間に、それぞれ異なる遅延時間Ｔで間隔をおきながら、この操作を連続して数回繰り返す（図６Ａ〜６Ｅ）。導体４ａに配置された電流センサー７０によって、それぞれ異なる遅延時間Ｔで間隔をおいた二つの電圧エッジ１１、１２からなるパルス毎に、発生した共通モード電流（図７Ａ〜７Ｅ）を測定する。
【００５１】
図７Ａ〜７Ｅに示す曲線は、二つの電圧エッジ１１、１２間の異なる遅延時間Ｔに対して測定された共通モード電流信号を表す。
【００５２】
コンバータ２は、それぞれの測定された共通モード電流信号によってピークＩpeakに応じた電流を決定できるピーク検出器を有する処理手段７を備える。他の構成では、処理手段７は、整流器および積分器からなる実効電流検出器を備え、下記の公知の式により、測定された共通モード電流の各信号によって実効電流Ｉrmsを決定できる。
【数４】
2007252190.tif 000006
【００５３】
図９は、二つの電圧エッジ間の遅延時間Ｔによる、共通モードのピーク電流Ｉpeakの変化を表す曲線を示す。同様に、図１０は、二つの電圧エッジ１１、１２間の遅延時間Ｔによる、共通モードの実効電流Ｉrmsの変化を表す曲線を示す。
【００５４】
最後に、二つの電圧エッジ１１、１２間の遅延時間Ｔに対して決定されたピーク電流Ｉpeakまたは実効電流Ｉrmsに基づいて最適遅延時間Ｔ２を決定する。処理手段７は、遅延時間Ｔが長くなる際のピーク電流Ｉpeakの傾斜の終了地点（図９の最適Ｉp）または実効電流Ｉrmsの最低値（図１０の最適Ｉrms）を決定する。遅延時間Ｔが長くなる際のピーク電流Ｉpeakの傾斜の終了地点、または実効電流Ｉrmsの最低値に相当する遅延時間Ｔは所望の最適遅延時間Ｔ２に相当する。この遅延時間Ｔ２はコンバータ２に記憶され、また通常動作時においては、電気負荷３の端子に過電圧を印加しないように、二つの連続電圧エッジ９、１０の間になければならない。
【００５５】
本発明の第二実施形態によれば、２レベル以上のコンバータ１、２が制御されることによって、同一パルス方向に従って、正か負の、低値またはゼロ値のＶ０と例えば負荷３の電源電圧ＶＣにほぼ等しい最終値との間の第一電圧エッジ１３（図８Ａ）を電気ケーブル４の第一導体４ａに供給し、その後電気ケーブル４の第二導体４ｂにおいて同じ低値またはゼロ値のＶ０と電源電圧ＶＣにほぼ等しい最終値との間の第一電圧エッジと同一の第二電圧エッジ１４（図８Ｂ）を供給する。遅延時間Ｔは、二つの電圧エッジ１３、１４間にある。この変形例によれば、一つまたは二つの電流センサー７０、７１を使用して、二つの電圧エッジ１３、１４によって発生する共通モード電流を測定する。
【００５６】
二つの電圧エッジ１３、１４を受ける第一と第二導体４ａ、４ｂが互いに十分に隣接していれば、一つの電流センサー７０（図４）のみで十分な場合もある。この場合、第二導体４ｂに供給された第二電圧エッジ１４の作用が、第一導体４ａで発生した共通モード電流の測定における容量結合に反映される。二つの電圧エッジ１３、１４によって発生する共通モードの全電流は電流センサー７０で測定される。しかしながら、二つの導体４ａ、４ｂが互いに間隔をおいて配置されている場合は、二つの電流センサー７０、７１を使用する（図４）。第一導体４ａに配置された第一電流センサー７０によって、第一導体４ａにおける第一電圧エッジ１３によって発生する共通モード電流を測定でき、第二電流センサー７１によって、第二導体４ｂにおける第二電圧エッジ１４によって発生した共通モード電流を測定できる。処理手段７は各電流センサー７０、７１で測定された共通モード電流を加算できる加算積分器を有する。
【００５７】
第一実施形態に記述したように、二つの電圧エッジ１３、１４間の遅延時間Ｔを変化させる。次に、各遅延時間値Ｔに対してピーク電流Ｉpeakもしくは実効電流Ｉrmsを算出するように、各遅延時間Ｔ値に対する共通モード電流を測定し、処理手段７で処理する。
【００５８】
得られたピーク電流Ｉpeakもしくは実効電流Ｉrmsの値に基づいて最適遅延時間を決定する。得られた曲線は上述の図９および図１０に表す曲線である。最適遅延時間Ｔ２は、遅延時間Ｔが長くなる際のピーク電流Ｉpeakの傾斜終了地点（図９の最適Ｉc）または実効電流Ｉrmsの最低値（図１０の最適Ｉｒｍｓ）に相当する値である。上記最適遅延時間Ｔ２を３レベル以上のコンバータ２で供給する二つの連続電圧エッジ９、１０間にすることで、通常動作時の電気負荷３の端子への過電圧を制限できる。
【００５９】
２レベル以上のコンバータを使用したこの二つの実施例の変形例によれば、電気ケーブル４の導体４ａに電圧エッジ１５を供給し、コンバータ１、２を高インピーダンスにして同一導体４ａで反射した電圧エッジ１６（図１１）を発生させた後、最適遅延時間Ｔ２が得られる。
【００６０】
この変形例によれば、電気ケーブル４の少なくとも一つの導体４ａにて電圧エッジ１５を供給するようにコンバータ１、２が制御される。電気負荷３のインピーダンスが強いため、この電圧エッジ１５の一部が負荷３に反射されて、導体４ａで電圧振動を発生する。このとき、導体４ａの給電を制御する半導体をターンオフにして、通常はインピーダンスが低いまたはゼロのコンバータ１、２を高インピーダンスにする。コンバータ１、２を高インピーダンスにすることによって、コンバータ１、２で電圧エッジをさらに反射し、負荷３へ向かってさらなる電圧エッジ１６を導体４ａにて発生させる。
【００６１】
可変速駆動機に内蔵した電圧センサー７２（図４）によって、コンバータ１、２に制御される電圧エッジ１５の供給によって発生した電圧の変化を測定する。二つの異なった処理によって、得られた電圧信号を処理手段７によって処理し、最適遅延時間Ｔ２を決定する。
【００６２】
第一処理として、図１１に示す電圧信号に基づいて、第一電圧エッジ１５を供給する時点でタイマーを開始し、またその際に高インピーダンスになっているコンバータ１、２で電圧エッジ１６が反射される時点を検知する。この二つの時点間の遅延時間は、電気ケーブル４の導体４ａでの往復に相当するので、電気ケーブル４における電圧エッジの伝播時間Ｔｐの２倍に相当する。したがって、この遅延時間は、二つの連続電圧エッジ９、１０の間にある最適遅延時間Ｔ２に相当し、通常動作時の電気負荷３の端子への過電圧を制限する。
第二処理は、電圧センサー７２で検知された電圧信号から実効電圧Ｖrmsを決定することを含む。測定された電圧を整流し積分して、下記の公知の式から実効電圧Ｕrmsを推定する
【数５】
2007252190.tif 000007
【００６３】
このように、実効電圧Ｖrmsは導体４ａで測定された整流電圧を積分することによって得られる。ここで、上記のＶｃで定める電圧振幅は、可変速駆動機のバス電圧を別に測定することで求めることができる。この振幅は時間Ｔの間に印加した電圧である。上記の式から時間Ｔの間のＶｒｍｓと電圧Ｖｃが算出できる。したがって、最適遅延時間Ｔ２およびケーブル４の伝播時間Ｔｐの２倍に相当するＴを推定できる。
【００６４】
電圧センサー７２の代わりに第一電圧エッジ１５が供給された導体４ａに配置された電流センサー７０を使用することによって、この供給した電圧エッジ１５および高インピーダンスにしたコンバータ１、２で反射した電圧エッジ１５によって発生した電流Ｉをも測定できる。得られた信号を図１１に表す。使用される電気ケーブルの抵抗などの特性により、またとりわけその抵抗により、０以上の係数の反射はコンバータで行うこともあるので、電圧エッジ１６の反射に相当する電流を検知できる。図１１の曲線にて、第一の電流パルス１７で、第一電圧エッジ１５の供給を表し、高インピーダンスにしたコンバータ１、２で反射した電圧エッジ１６は負である第二電流パルス１８で表す。処理手段７は、この二つの電流パルスの検知時点間の時間を計るタイマーを備える。この時間は電気ケーブル４の伝播時間Ｔｐの２倍、すなわち所望の最適遅延時間Ｔ２に相当する。
【００６５】
本発明の範囲内において、他の変形や変更または均等手段の使用を想定することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】２レベルのコンバータによって発生した電圧信号および電気ケーブルにてこの電圧信号によって引き起こされた振動を表す図である。
【図２】２レベルのコンバータを備えた装置の概略図である。
【図３】ＮＰＣ型の３レベルのコンバータを備えた装置の概略図である。
【図４】図２と図３の装置の略図である。
【図５】コンバータ側から見た、３レベル以上のコンバータによって電気ケーブルにおいて発生した電圧信号の曲線、および負荷側から見た、電気ケーブルにおけるこの電圧信号によって引き起こされた電圧振動を表す図である。
【図６Ａ】導体に印加される電圧信号を示す図である。
【図６Ｂ】導体に印加される電圧信号を示す図である。
【図６Ｃ】導体に印加される電圧信号を示す図である。
【図６Ｄ】導体に印加される電圧信号を示す図である。
【図６Ｅ】導体に印加される電圧信号を示す図である。
【図７Ａ】図６Ａの曲線で表される、この導体に印加される電圧信号に応じて、電気ケーブルの一つの導体におけるコンバータの出力にて測定された共通モード電流の信号を表す図である。
【図７Ｂ】図６Ｂの曲線で表される、この導体に印加される電圧信号に応じて、電気ケーブルの一つの導体におけるコンバータの出力にて測定された共通モード電流の信号を表す図である。
【図７Ｃ】図６Ｃの曲線で表される、この導体に印加される電圧信号に応じて、電気ケーブルの一つの導体におけるコンバータの出力にて測定された共通モード電流の信号を表す図である。
【図７Ｄ】図６Ｄの曲線で表される、この導体に印加される電圧信号に応じて、電気ケーブルの一つの導体におけるコンバータの出力にて測定された共通モード電流の信号を表す図である。
【図７Ｅ】図６Ｅの曲線で表される、この導体に印加される電圧信号に応じて、電気ケーブルの一つの導体におけるコンバータの出力にて測定された共通モード電流の信号を表す図である。
【図８】２レベル以上のコンバータで、電気ケーブルの個別の導体に供給された電圧信号を表す図である。
【図９】二つの電圧エッジの供給の間の遅延時間にともなったピーク電流の変化を表す曲線を示す略図である。
【図１０】二つの電圧エッジ間の遅延時間にともなった共通モード電流の実効電流の変化を表す曲線を示す略図である。
【図１１】電圧エッジを負荷へ供給し、高インピーダンス状態にしたコンバータにおいてこの電圧エッジを反射した後に得られた電圧信号を示す図である。
【図１２】電圧エッジを供給して、高インピーダンス状態にしたコンバータにおいてこの電圧エッジを反射した後に特定の電気ケーブルで得られた電流信号を示す図である。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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