(57)【要約】【課題】  瞬停期間中の直流電圧の減少をより低く抑え、復電後、安定且つ速やかに通常運転状態に復帰可能な電力変換装置を提供する。【解決手段】  交流電源１を受け交流電動機５を駆動する電力変換器１０と、電力変換器のインバータ部４を制御する制御部６と、交流電源の電圧を検出する電圧検出手段７と、交流電動機の入力電流を検出する電流検出手段８と、交流電動機の速度を検出する速度検出手段５とで構成し、制御部６は、電流検出手段８によって検出された電流を、トルク電流成分とこれと直交する励磁電流成分とに変換して夫々を独立に制御するベクトル制御手段を有し、電圧検出手段７で検出した電圧から求めた電気量が第１の所定値以下となったとき、低下した電気量に応じてトルク電流成分の指令値を所定の割合で低減し、前記電気量が第１の所定値より小さい第２の所定値以下となったとき、前記トルク電流成分の指令値をゼロに低減するようにする。【選択図】  図１
2007049798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の交流を任意の周波数の交流に変換して交流電動機を駆動する電力変換器と、
前記電力変換器のインバータ部を制御するための制御部と、
前記交流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記交流電動機の入力電流を検出する電流検出手段と、
前記交流電動機の回転速度を直接又は間接的に検出する速度検出手段と
を具備し、
前記制御部は、
前記電流検出手段によって検出された電流を、トルク電流成分とこれと直交する励磁電流成分とに変換して夫々を独立に制御するベクトル制御又はセンサレスベクトル制御手段を有し、
前記電圧検出手段で検出した電圧から求めた電気量が第１の所定値以下となったとき、低下した電気量に応じて前記トルク電流成分の指令値又はリミット値を所定の割合で低減し、
前記電気量が第１の所定値より小さい第２の所定値以下となったとき、前記トルク電流成分の指令値又はリミット値をゼロに低減するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
交流電源の交流を任意の周波数の交流に変換して交流電動機を駆動する電力変換器と、
前記電力変換器のインバータ部を制御するための制御部と、
前記交流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記交流電動機の入力電流を検出する電流検出手段と
を具備し、
前記制御部は、
周波数指令に応じて前記インバータ部の出力周波数及び出力電圧を制御する制御手段と、
前記電流検出手段よって検出された電流から有効電流を求める手段と
を有し、
前記電圧検出手段で検出した電圧から求めた電気量が第１の所定値以下となったとき、低下した電気量に応じて前記有効電流又はそのリミット値を所定の割合で低減し、
前記電圧検出手段で検出した電圧からが第１の所定値より小さい第２の所定値以下となったとき、前記有効電流又はそのリミット値をゼロに低減するようにしたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
前記電気量は、
前記電圧検出手段で検出した電圧の振幅値であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記電気量は、
前記電圧検出手段で検出した電圧の振幅値と、
前記電圧検出手段で検出した電圧の時間変化量と
を所定の割合で加算した値であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
更に前記電圧検出手段で検出した電圧の電圧位相の時間変化量を検出する電圧位相変化量検出手段を有し、
前記電気量は、
前記電圧検出手段で検出した電圧の振幅値と、
前記電圧位相変化量検出手段で検出した電圧位相の時間変化量と
を所定の割合で加算した値であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電源の短時間の停電又は瞬時電圧低下時（以下これ等を総称して瞬停と呼ぶ。）でも安定に交流電動機を運転継続することができる電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導電動機に代表される交流電動機をインバータ装置等の電力変換装置で駆動することが近年よく行なわれている。インバータ装置を運転中に瞬停が発生したときには、一旦インバータ装置の運転を停止させ、復電後インバータ装置を再運転させ、交流電動機を再投入して運転を継続することが多かった。しかしこの場合、瞬停期間中の交流電動機はフリーランとなるため速度が大きく低下する。また、再起動するためには、電圧／周波数比をゼロ近辺から再度上昇する処理が必要となるため再起動に時間がかかり、交流電動機が駆動する負荷にとって好ましくなかった。
【０００３】
これに対し、停電が発生した時インバータ装置の出力を停止しない再起動方法もある。この場合、停電発生後もインバータ装置が電力を供給し続けると、急速に直流電圧が減少していく。そして、このように直流電圧が減少した状態で復電したとき、平滑コンデンサを再充電するための突入電流が過大となる恐れがあった。また、系統インピーダンスとの共振現象によって平滑コンデンサが過充電される恐れがあった。
【０００４】
上記の対策として、停電が発生した時インバータ装置の出力を停止せず、交流電動機に与える周波数基準及び電圧基準を所定のレートで下げて回生状態で運転し、復電後、周波数基準及び電圧基準を所定のレートで戻す方法がある（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
また、停電が発生した時、トルク電流指令が略ゼロになるように、インバータ装置の周波数および電圧を制御する手法が提案されている（例えば特許文献２参照。）。
【特許文献１】特許第２５４３６６４号公報（全体）
【特許文献２】特公平７−２０３９４号公報（第２−４頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された手法によれば、直流電圧の低下を抑えることは可能である。しかしながら、故意に回生運転状態に制御する為、停電期間中に自然減速する以上に交流電動機の速度が低下してしまう問題があった。また、絞り込んだ電圧を安定に通常運転状態まで上昇させるのに時間がかかるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載された手法によれば、直流電圧の低下を抑えることができ、停電時の制御も比較的容易であるが、交流電圧の低下レベルを下回るまではインバータが電動機へ電力を供給し続け、更に、電圧が交流電圧の低下レベルを下回ってインバータがトルク電流の制御を開始しても、トルク電流が略ゼロ制御されるまでに応答遅れがある為、直流電圧の減少の抑制が不十分であった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するために為されたものであり、瞬停期間中の直流電圧の減少をより低く抑え、復電後、安定且つ速やかに通常運転状態に復帰することができる電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の発明は、交流電源の交流を任意の周波数の交流に変換して交流電動機を駆動する電力変換器と、前記電力変換器のインバータ部を制御するための制御部と、前記交流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、前記交流電動機の入力電流を検出する電流検出手段と、前記交流電動機の回転速度を直接又は間接的に検出する速度検出手段とを具備し、前記制御部は、前記電流検出手段によって検出された電流を、トルク電流成分とこれと直交する励磁電流成分とに変換して夫々を独立に制御するベクトル制御又はセンサレスベクトル制御手段を有し、前記電圧検出手段で検出した電圧から求めた電気量が第１の所定値以下となったとき、低下した電気量に応じて前記トルク電流成分の指令値又はリミット値を所定の割合で低減し、前記電気量が第１の所定値より小さい第２の所定値以下となったとき、前記トルク電流成分の指令値又はリミット値をゼロに低減するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の第２の発明は、交流電源の交流を任意の周波数の交流に変換して交流電動機を駆動する電力変換器と、前記電力変換器のインバータ部を制御するための制御部と、前記交流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、前記交流電動機の入力電流を検出する電流検出手段とを具備し、前記制御部は、周波数指令に応じて前記インバータ部の出力周波数及び出力電圧を制御する制御手段と、前記電流検出手段よって検出された電流から有効電流を求める手段とを有し、前記電圧検出手段で検出した電圧から求めた電気量が第１の所定値以下となったとき、低下した電気量に応じて前記有効電流又はそのリミット値を所定の割合で低減し、前記電圧検出手段で検出した電圧からが第１の所定値より小さい第２の所定値以下となったとき、前記有効電流又はそのリミット値をゼロに低減するようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、交流電圧の低下に応じてインバータの出力トルク電流或いは有効電流を抑制するようにしたので、瞬停期間中の直流電圧の減少をより低く抑え、復電後、安定且つ速やかに通常運転状態に復帰することができる電力変換装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の実施例１に係る電力変換装置を図１乃至図８を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施例１に係る電力変換装置のブロック構成図である。交流電源１から供給される交流は、コンバータ２によって直流に変換される。コンバータ２は直流を
平滑コンデンサ３に供給する。インバータ４は、この平滑コンデンサ３によって平滑された直流を所望の電圧及び周波数を有する交流に変換し、交流電動機５を駆動する。これらのコンバータ２、平滑コンデンサ３及びインバータ４は電力変換器１０を形成している。この電力変換器１０は所謂電圧型のインバータ装置である。
【００１５】
インバータ４はパワー半導体デバイスをブリッジ接続した主回路を有しており、これらのパワー半導体デバイスは制御部６からの制御パルスによって制御されている。コンバータ２の入力電圧は電圧検出器７で検出され、この検出信号である交流電圧振幅値Ｖａｃは制御部６に与えられる。インバータ４の出力電流即ち交流電動機５の入力電流は電流検出器８で検出され、この検出信号は制御部６に与えられる。また、交流電動機５には速度検出器９が取り付けられており、この速度検出器９の検出信号も制御部６に与えられる。
【００１６】
以下、制御部６の内部構成について説明する。
【００１７】
速度検出器９で検出された速度信号ωｒは、制御部６の外部から与えられる速度指令ωｒ*と比較され、速度指令ωｒ*と速度信号ωｒの偏差がゼロになるように速度制御器６１を用いてトクル指令Ｔ*を調節する。一方、励磁指令Φ*は通常一定に保たれる。トクル指令Ｔ*は励磁指令Φ*で除算され、係数倍されてトルク軸電流指令ｉｑ*となる。また、励磁指令Φ*とその微分値を夫々係数倍して加算することによりトルク軸電流指令ｉｑ*と直交する励磁軸電流指令ｉｄ*が得られる。
【００１８】
トルク軸電流指令ｉｑ*は、詳細を後述するトルク電流指令調整回路６２に与えられる。トルク電流指令調整回路６２は電圧検出器７で検出された交流電圧振幅値Ｖａｃの値に応じてこのトルク軸電流指令ｉｑ*を補正し、補正後のトルク軸電流指令Ｉｑ**を出力する。
【００１９】
電流検出器８で検出された各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗは３相／ｄｑ変換器６３に入力される。この３相／ｄｑ変換器６３は、後述する積分器６６の出力である位相基準θ１を基準として電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗをトルク軸電流Ｉｑと励磁軸電流Ｉｄに変換する。そしてこのトルク軸電流Ｉｑと上記トルク軸電流指令ｉｑ*の偏差がゼロになるようにトルク軸電流制御器６４Ａの出力であるトルク軸電圧指令Ｖｑを調節する。同様にして、励磁軸電流Ｉｄと上記励磁軸電流指令ｉｄ*の偏差がゼロになるように励磁軸電流制御器６４Ｂの出力である励磁軸電圧指令Ｖｄを調節する。これらのトルク軸電圧指令Ｖｑ及び励磁軸電圧指令Ｖｄはｄｑ／３相変換器６５に与えられる。
【００２０】
一方、トルク指令Ｔ*を励磁指令Φ*で除算して係数倍した値を励磁指令Φ*で除算することによりすべり周波数ωｓを求め、このすべり周波数ωｓに速度検出器９で検出された速度信号ωｒを加算することによりインバータ４が出力する出力周波数ω１を決定する。この出力周波数ω１を積分器６６で積分して得られる基準位相θ１を、上述の３相／ｄｑ変換器６３の変換位相基準とする。
【００２１】
更に、この基準位相θ１を用いて上述のｄｑ／３相変換器６５によって、トルク軸電圧指令Ｖｑ及び励磁軸電圧指令Ｖｄを３相に変換して出力電圧基準Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗを求める。この出力電圧基準Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗを図示しないＰＷＭ変調器等によって変調してゲートパルスを生成し、インバータ４のパワー半導体デバイスに供給する。
【００２２】
以上のように、交流電動機４の入力電流をトルク軸と、このトルク軸と直交する励磁軸に変換してこれらを独立に夫々制御する手法は、所謂ベクトル制御としてよく知られている。
【００２３】
図２はトルク電流指令調整回路６２の一例を示す内部ブロック構成図である。
【００２４】
トルク電流指令調整回路６２には、電圧検出器７で検出した交流電圧振幅値Ｖａｃおよび補正前のトルク電流指令Ｉｑ*を入力する。停電レベル設定器７１で設定した停電検出レベルＶｐｓｆと、交流電圧振幅値Ｖａｃを比較回路７２で比較し、交流電圧振幅値Ｖａｃが停電検出レベルＶｐｓｆを下回るときに停電を検出する。一方、トルク電流調整器７３は、交流電圧振幅値Ｖａｃの低下に比例したトルク電流調整値Ｉｑ*1を出力する。最小値選択回路７４は、調整前のトルク電流指令Ｉｑ*とトルク電流調整値Ｉｑ*1を比較して小さい方の値を選択する。そして切換スイッチ７５により、停電検出中でなければ上記の小さい方の値を、停電検出中であればゼロ信号を補正されたトルク電流指令Ｉｑ**として出力する。
【００２５】
図３は他のトルク電流指令調整回路６２Ａを示す内部ブロック構成図である。この図３において、図２のトルク電流指令調整回路６２と同一部分は同一符号を付し、その説明は省略する。このトルク電流指令調整回路６２Ａが図２と異なる点は、トルク電流調整器７３Ａの出力を最大１（１００％）となる比率とし、この比率に調整前のトルク電流指令Ｉｑ*を乗算器７６で乗算し、これをトルク電流調整値Ｉｑ*2として最小値選択回路７４の入力とするように構成した点である。
【００２６】
図２に示したトルク電流指令調整回路６２におけるトルク電流調整値Ｉｑ*1は、例えば最大値である定格トルク電流に対する電圧低減分である。これは、トルク電流指令調整回路６２が系統電圧の低減に対し、トルクリミットを低減させる機能を有していることに他ならない。これに対し、この図３のトルク電流指令調整回路６２Ａにおけるトルク電流調整値Ｉｑ*2は、その時点の運転状態におけるトルク電流に対する電圧低減分となっている。従って、交流電動機５の負荷が軽く、トルク電流が定格トルク電流よりはるかに小さい運転状態であっても、補正されたトルク電流指令Ｉｑ**を低減させた方が好ましい場合は、この図３に示したトルク電流指令調整回路６２Ａを使用するのが良い。
【００２７】
図４乃至図７に示すのは、図１における電力変換器１０の回路構成例である。
【００２８】
図４は通常の２レベル電力変換器１０Ａの回路構成図であり、電力変換器１０Ａは、コンバータ２Ａ、平滑コンデンサ３Ａ及び３相インバータ４Ａから構成された２レベルの電圧型インバータ装置である。
【００２９】
図５は主に高圧大容量で使用される３レベル電力変換器１０Ｂの回路構成図である。この３レベル電力変換器１０Ｂは３レベルの直流を出力するコンバータ２Ｂと、夫々正及び負側の直流を平滑する平滑コンデンサ３Ｐ及び３Ｎと、３レベルの電圧を出力する３レベル３相インバータ４Ｂとから構成されている。この図３の例は３レベル電力変換器の例であるが、それ以上の電圧レベルを持つ多レベル電力変換器であっても良い。
【００３０】
図６及び図７に示すのは夫々多重構成の電力変換器１０Ｃとこれに使用される単位インバータユニット２０の回路構成図である。単位インバータユニット２０は図７に示すように、コンバータ２Ａ、平滑コンデンサ３Ａ及び単相インバータ４Ｃで構成されている。図６に示す多重構成の電力変換器１０Ｃは、入力トランス１Ａによって絶縁された複数の２次交流出力を得て、この夫々の交流出力に単位インバータユニット２０Ｕ１、・・・、２０Ｗ３を接続し、単位インバータユニット２０Ｕ１、２０Ｕ２及び２０Ｕ３の単相出力を直列に接続して、その一端を中性点、他端をＵ相出力としている。同様に単位インバータユニット２０Ｖ１、２０Ｖ２及び２０Ｖ３の単相出力を直列に接続して、その一端を中性点、他端をＶ相出力とし、また単位インバータユニット２０Ｗ１、２０Ｗ２及び２０Ｗ３の単相出力を直列に接続して、その一端が中性点、他端がＷ相出力となるように構成している。この図６に示すのは各相が３段構成の多重構成の電力変換器であるが、この段数は３段に限らず任意の数値であっても良い。
【００３１】
次に、図８を参照して本発明の実施例１に係る電力変換装置の動作について説明する。図８は本発明の実施例１に係る電力変換装置の動作タイムチャートである。この図８は、時刻ｔ＝Ｔ１で系統電圧に電圧降下が発生し、時刻ｔ＝Ｔ２で停電検出レベルとなり、更に時刻Ｔ３で復電したときの各部の波形を示している。
【００３２】
系統電圧は、時刻ｔ＝Ｔ１で電圧低下を開始する。交流電圧振幅値Ｖａｃは系統電圧の振幅を検出するものであるから、時刻ｔ＝Ｔ１で低下を開始する。そして時刻ｔ＝Ｔ２で交流電圧振幅値Ｖａｃは上述の停電検出レベルＶｐｓｆに到達する。
【００３３】
時刻ｔ＝Ｔ１で前述のトルク電流指令調整回路６２のトルク電流調整器７３又はトルク電流指令調整回路６２Ａのトルク電流調整器７３Ａが作動し、トルク電流指令Ｉｑを補正されたトルク電流指令Ｉｑ**に補正する動作を開始する。これにより、図示したようにインバータ出力電流及びインバータ出力電力は低減を開始する。時刻ｔ＝Ｔ１の電圧低下に伴い、直流電圧Ｖｄｃ及びインバータ出力電圧も低減を開始する。この電圧の低減は、系統電圧の減少度合いにもよるが、平滑コンデンサ３に蓄えられているエネルギーが交流電動機５に供給する電力が大きい程、その低減率が大きい。そして図８における注目点は、時刻ｔ＝Ｔ１から、インバータ出力電流の絞込みを行なっているため、破線で図示したように、この絞込み操作を行なわなかったときの直流電圧Ｖｄｃ及びインバータ出力電圧の低減の度合いに比べ、はるかに緩やかな低減率となるという点である。
【００３４】
時刻ｔ＝Ｔ２で、交流電圧振幅値Ｖａｃは上述の停電検出レベルＶｐｓｆに到達する。このとき、トルク電流指令調整回路６２又は６２Ａの動作により、補正されたトルク電流指令Ｉｑ**はゼロとなる。従ってインバータ出力電流及びインバータ出力電力は急速にゼロに到達する。このようにインバータ出力電力がゼロとなれば、平滑コンデンサ３に蓄えられたエネルギーは保持されるので、直流電圧Ｖｄｃ及びインバータ出力電圧はそのままの状態で保持される。尚、上記において補正されたトルク電流指令Ｉｑ**がゼロと説明したが、これは厳密にはゼロである必要はなく、ゼロに近い値であれば良い。
【００３５】
そして時刻ｔ＝Ｔ３で復電すると、インバータは運転を開始し、インバータ出力電流及びインバータ出力電力を所定の応答速度で停電前の状態まで立ち上げる。このとき、直流電圧及びインバータ出力電圧は系統インピーダンスとの共振等の理由で振動的な波形を示すが、本発明においては直流電圧の落ち込みを最小限に制御しているので、その度合いは僅かとなる。従って、円滑な再起動が可能となる。
【００３６】
尚、上記において、時刻ｔ＝Ｔ１における電圧低下の検出を交流電圧振幅値ではなく、直流電圧Ｖｄｃで行なうことも考えられるが、本発明の主眼は電圧低下を素早く検出し、停電に備えることにあるので、検出に遅れの生じる直流電圧を使用することは好ましくない。
【実施例２】
【００３７】
図９は本発明の実施例２に係る電力変換装置のブロック構成図である。この実施例２の各部について、図１の実施例１に係る電力変換装置のブロック構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例２が実施例１と異なる点は、速度検出器９に代え、制御部６Ａ内にトルク軸電圧指令Ｖｑ及び励磁軸電圧指令Ｖｄを入力としてインバータ４の出力周波数を推定する周波数推定回路６７を設け、この周波数推定回路６７の出力を積分器６６に与えると共に、周波数推定回路６７の出力からすべり周波数ωｓを減算して推定した速度信号ωｒを速度制御器６１の入力とするように構成した点である。
【００３８】
周知のように、図１に示した速度検出器９を使用しなくても、図９に示したように周波数推定回路６７を用いれば、速度信号ωｒを推定することが可能である。このように、所謂センサレスベクトル制御方式を有する電力変換装置においても、本発明は瞬停期間中の直流電圧の減少をより低く抑え、復電後、安定且つ速やかに通常運転状態に復帰することができる電力変換装置を提供することが可能となる。
【実施例３】
【００３９】
図１０は本発明の実施例３に係る電力変換装置のブロック構成図である。この実施例３の各部について、図１の実施例１に係る電力変換装置のブロック構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例３が実施例１と異なる点は、制御部６Ｂの内部を、ベクトル制御ではなく、所謂Ｖ／ｆ制御に変更した点である。
【００４０】
以下制御部６Ｂの内部構成について説明する。
【００４１】
外部から与えられる速度基準ωｒ*と励磁指令Φ*を電圧指令演算器６８で演算し、１相あたりの電圧指令Ｖ*を得る。この電圧指令Ｖ*を、速度基準ωｒ*を積分器６９で積分して得られる基準位相θ１を基準として３相電圧変換器６５Ａで３相に変換して出力電圧基準Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗを求める。この出力電圧基準Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗを図示しないＰＷＭ変調器等によって変調してゲートパルスを生成し、インバータ４のパワー半導体デバイスに供給するのは実施例１の場合と同様である。
【００４２】
電流検出器８で検出された各相の電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗは有効電流変換器６３Ａに入力される。この有効電流変換器６３Ａは上記の出力電圧基準Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの位相から有効電流Ｉｒ及び無効電流Ｉｉを出力する。
【００４３】
また、電圧検出器７で検出された交流電圧振幅値Ｖａｃは有効電流調整器７３Ｂに入力される。この有効電流調整器７３Ｂは図３に示したトルク電流調整器７３Ａと同様、最大で１（１００％）を出力する。そして、有効電流Ｉｒから有効電流Ｉｒと有効電流調整器７３Ｂの出力を乗算器７６で乗算した値を減算して補正制御器７７に与え、補正制御器７７の出力である周波数補正値Δωを速度基準ωｒ*から減算して速度基準ωｒ*を補正する。ここで、交流電圧振幅値Ｖａｃが停電検出レベルＶｐｓｆ以下になったとき有効電流調整器７３Ｂがゼロを出力するようにすれば、停電検出と同時に有効電流Ｉｒをゼロにする制御を行なうことが可能となる。
【００４４】
以上説明したように、インバータ４がベクトル制御を行っていない場合も、系統電圧の低下に応じて有効電流Ｉｒが低減するように制御すれば、瞬停期間中の直流電圧の減少をより低く抑え、復電後、安定且つ速やかに通常運転状態に復帰することができる電力変換装置を提供することが可能となる。
【実施例４】
【００４５】
以下、本発明の実施例４に係る電力変換装置を図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は本発明の実施例４に係る電力変換装置のトルク電流指令調整回路６２Ｂのブロック構成図である。この実施例４の各部について、図２の実施例１に係る電力変換装置のトルク電流指令調整回路のブロック構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例４が実施例１と異なる点は、交流電流振幅値Ｖａｃを入力とする微分回路７８を設け、この微分回路７８の出力を交流電流振幅値Ｖａｃに加算した値をトルク電流調整器７３及び比較回路７２に与えるように構成した点である。
【００４６】
以下、この実施例４の動作について図１２を参照して説明する。
【００４７】
図１２は本発明の実施例４に係る電力変換装置の動作タイムチャートである。この図１２は、実施例１における図４のタイムチャートと同様、時刻ｔ＝Ｔ１で電圧降下が発生し、時刻ｔ＝Ｔ２で停電検出レベルＶｐｓｆとなり、更に時刻Ｔ３で復電したときの各部の波形を示している。
【００４８】
時刻ｔ＝Ｔ１で交流電圧振幅値Ｖａｃの電圧低下が始まったとき、その低下の度合いに応じて電圧微分値が発生し、交流電圧振幅値＋電圧微分値は、図示したように、破線で示した微分回路がない場合の交流電圧振幅値Ｖａｃに比べて急激に低下する。これに伴い、インバータ出力電流及びインバータ出力電力の絞込みは急峻となる。
【００４９】
更に、停電検出レベルＶｐｓｆに到達する点が従来の時刻ｔ＝Ｔ２から時刻ｔ＝Ｔ２´となり、電圧低下が始まって停電検出を行なうまでの時間が大幅に短縮される。これにより、図示するように、直流電圧及びインバータ出力電圧の落ち込みは、破線で示した従来の値より大幅に改善され、著しく減少する。
【００５０】
以上説明したように、交流電圧振幅値Ｖａｃに電圧微分値を加算した値でトルク電流指令を制御するようにすれば、系統電圧の低下の速度が速ければ速い程、トルク電流指令の低減を早め、従って直流電圧の低下を抑制することが可能となる。
【実施例５】
【００５１】
以下、本発明の実施例５に係る電力変換装置を図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は本発明の実施例５に係る電力変換装置のブロック構成図である。この実施例５の各部について、図１の実施例１に係る電力変換装置のブロック構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例５が実施例１と異なる点は、電源位相検出回路１１を設け、この出力を制御部６Ｃのトルク電流指令調整回路６２Ｃに与えるように構成した点である。
【００５２】
図１４は本発明の実施例５の電力変換装置のトルク電流指令調整回路のブロック構成図である。この実施例５の各部について、図２の実施例１に係る電力変換装置のトルク電流指令調整回路のブロック構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例５が実施例１と異なる点は、上記電源位相検出回路１１の出力位相θを微分回路７８Ａで微分し、この出力Δθを係数倍して交流電圧振幅値Ｖａｃに加算した値をトルク電流調整器７３及び比較回路７２に与えるように構成した点である。
【００５３】
このように、交流電圧振幅値Ｖａｃに出力位相θの微分値Δθを加算した値でトルク電流指令を制御するようにすれば、系統電圧の欠相時にも速い応答でトルク電流指令を低減させることが可能となり、従って直流電圧の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１に係る電力変換装置のブロック構成図。
【図２】本発明の実施例１のトルク電流指令調整回路の一例を示すブロック構成図。
【図３】本発明の実施例１のトルク電流指令調整回路の他の一例を示すブロック構成図。
【図４】本発明の電力変換器の第１の例を示すブロック構成図。
【図５】本発明の電力変換器の第２の例を示すブロック構成図。
【図６】本発明の電力変換器の第３の例を示すブロック構成図。
【図７】本発明の電力変換器の第３の例に適用される単位インバータのブロック構成図。
【図８】本発明の実施例１に係る電力変換装置の動作タイムチャート。
【図９】本発明の実施例２に係る電力変換装置のブロック構成図。
【図１０】本発明の実施例３に係る電力変換装置のブロック構成図。
【図１１】本発明の実施例４に係る電力変換装置のトルク電流指令調整回路を示すブロック構成図。
【図１２】本発明の実施例４に係る電力変換装置の動作タイムチャート。
【図１３】本発明の実施例５に係る電力変換装置のブロック構成図。
【図１４】本発明の実施例５のトルク電流指令調整回路を示すブロック構成図。
【符号の説明】
【００５５】
１  交流電源
１Ａ  入力変圧器
２、２Ａ、２Ｂ  コンバータ
３、３Ａ、３Ｐ、３Ｎ  平滑コンデンサ
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ  インバータ
５  交流電動機
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ  制御部
７  電圧検出器
８  電流検出器
９  速度検出器
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  電力変換器
１１  位相検出器
２０、２０Ｕ１、２０Ｕ２、２０Ｕ３、２０Ｖ１、２０Ｖ２、２０Ｖ３、２０Ｗ１、２０Ｗ２、２０Ｗ３  単位インバータユニット
６１  速度制御器
６２、６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ  トルク電流指令調整回路
６３  ３相／ｄｑ変換器
６３Ａ  有効電流変換器
６４Ａ  トルク軸電流制御器
６４Ｂ  励磁軸電流制御器
６５  ｄｑ／３相変換器
６５Ａ  ３相電圧変換器
６６  積分器
６７  周波数推定回路
６８  電圧指令演算器
６９  積分器
７１  停電レベル設定器
７２  比較回路
７３、７３Ａ  トルク電流調整器
７３Ｂ  有効電流調整器
７４  最小値選択回路
７５  切換回路
７６  乗算器
７７  補正制御器
７８、７８Ａ  微分回路
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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