(57)【要約】【課題】三相電源の相順検出用の相もしくは線間の電圧を２値化す回路を小型化すること。【解決手段】基準とする相（もしくは線間）や判定する相（もしくは線間）の交流瞬時電圧を一定電圧以上かどうかで２値化する手段をそれぞれ有し、基準相（もしくは線間）の２値化情報の変動周期から電源周波数を割り出し、２値化情報の立上がり変化時刻と立下り変化時刻の中間時刻を前記基準相交流瞬時電圧の最大値となる時刻とする手段を設け、基準相（もしくは線間）交流瞬時電圧位相の略２１０度位相と略３３０度位相における、判定相（もしくは線間）の２値化情報をそれぞれ検出し、どちらの位相のときに２値化情報がＯＮ状態であるかにより、判定相（もしくは線間）が１２０度進みか１２０度遅れかを判定する。【選択図】図２
2016010245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電源にリアクタを経由して三相ブリッジ回路を接続して、三相ブリッジ回路を制御することにより高調波電流を少なくする機能を有する電源高調波抑制回路であって、
三相交流電源のうちの２つの線間電圧（もしくは相電圧）の瞬時値が同じ極性でそれぞれの個々の一定レベル以上かどうかにもとづいて、同じ極性で２値情報化する手段を設け、そのうちの第一の２値化情報の変化周期を検出して、電源周波数情報とし、前記第一の２値化情報の立ち上がり時刻Ｔｏｎ、前記検出された２値信号の立ち下がり時刻Ｔｏｆｆを逐次計測して、前記検出された２値信号の変動周期Ｔａｃを演算し、時刻Ｔｏｎと時刻Ｔｏｆｆの中間時刻を算出し、算出した中間時刻に前記変動周期の３／４を加算した時刻を線間電圧（もしくは相電圧）の正弦関数のゼロ位相とし、当該の電圧と同相の正弦波波形の生成を開始して、電源電流を、生成した正弦波波形に近づく制御を実行する電源高調波抑制回路であって、
略２１０度位相時点と略３３０度位相時点で、第二の２値化情報を読み込み、
略２１０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以上のときの値と同一でかつ、略３３０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以下のときの値と同一であるときに、第二の２値化情報を生成した電圧が、前記第一の２値化情報を生成した電圧より、１２０度遅れにあると判定し、
略２１０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以下のときの値と同一でかつ、略３３０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以上のときの値と同一であるときに、第二の２値化情報を生成した電圧が、前記第一の２値化情報を生成した電圧より、１２０度進みにあると判定することを特徴とする電源高調波抑制回路。
【請求項２】
略２１０度位相時点と略３３０度位相時点での、第二の２値化情報が、ともに、第一の２値化情報の請求項１記載の個々の一定レベル以下のときの値と同じ値であれば、第二の２値化情報を生成した電圧が欠けているとみなすことを特徴とする請求項１に記載の電源高調波抑制回路。
【請求項３】
第一の２値化情報が常に請求項１記載の個々の一定レベル以下と同じ値である場合も、第一の２値化情報を生成した電圧が欠けているとみなすことを特徴とする請求項１または２に記載の電源高調波抑制回路。
【請求項４】
略２１０度位相時点と略３３０度位相時点での、第二の２値化情報が、ともに、前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以上のときの値と同一であれば、第二の２値化情報を生成する回路に異常があるとみなすことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電源高調波抑制回路。
【請求項５】
第一の２値化情報が常に前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以上のときの値と同一である場合も、第一の２値化情報を生成する回路に異常があるとみなすことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電源高調波抑制回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流電源により動作する機器であって、その相順などにより動作に影響を受けるもののうち、整流して略直流として直流負荷を駆動するものや得られた直流をインバータ回路により再度、任意周波数の交流に変換して電動機の可変速度駆動するもの、例えば、圧縮機により冷媒を圧縮することによりヒートポンプを構成し、冷房、暖房、あるいは食品などの冷凍を行うものや、三相交流電源からの電源に含まれる電源高調波を並列回路で制御補償するいわゆるアクティブフィルタなどに適用させるものである。
【０００２】
とくに、三相の電源電流に含まれる高調波成分を低減し、送電系統の負担を軽減させる技術と組み合わせて、三相交流電源の瞬時瞬時の電圧波形を検出することなく、相順の検出と、電流波形の制御を実現するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、三相交流電源の相順の検出は、例えば、特許文献１に記載されているように、基準となる相（もしくは線間）と判定すべき相（もしくは線間）の電圧極性をそれぞれ検出し、それぞれの極性情報が反転する時間の関係から、正相か逆相かを判別する方法が知られている。図６は、特許文献１の第２図に記載された動作原理の説明図である。図６に示すように基準相（もしくは線間）からの極性情報と、判定相（もしくは線間）からの極性情報との時間関係から、基準相（もしくは線間）（Ｓ１）の立下り時に判定相（もしくは線間）（Ｓ２）の立ち上がり時刻が手前か後ろかのどちらに近いかで判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平１−１８０６７０号公報
【特許文献２】特開平１１−３８０６０号公報
【特許文献３】特開２００１−４５７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図６の動作原理が使えるには、Ｓ１やＳ２が交流電圧の極性情報もしくはそれに近いもの、すなわち、Ｓ１やＳ２の論理出力を得るためのしきい値がほぼゼロボルトである必要がある。このしきい値が大きく異なると、この判断論理は成り立たなくなる。このため、しきい値をゼロボルトに近づけるように回路設計をしておく必要がある。
【０００６】
このしきい値で論理変化する回路の例を図７に示す。図７は、特許文献１の第１図に記載され結線図であり、フォトカプラの一次側のＬＥＤに電流を流して、フォトカプラの二次側で検出する方法である。ここで、ゼロボルト近傍でＬＥＤに電流が流れるように設定すると、交流電圧のピーク位相では大電流が流れるようになり、この検出回路の電流耐量を確保する必要がある。
【０００７】
この課題を回避するために、例えば、特許文献２では、交流電圧をトランスで降圧して用いる方法も提案されている。
【０００８】
しかし、これらの提案されている相順検出手法は、整流して直流で負荷をかけたときの電源高調波を除去する技術や、系統の電源高調波を低減する技術との関連は記載されていない。
【０００９】
また、極性検出のしきい値が変動しても、電源位相を正確に検出でき、それを用いて電源高調波を低減する方法が、例えば、特許文献３に開示されている。
【００１０】
しかしながら、単相電源に限定されており、三相の相順を確認する方法は開示されておらず、特許文献１や２の手法を適用する必要がある。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、三相交流電源の相順の確認と高調波低減制御とができる方法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】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電源高調波抑制回路は、三相交流電源にリアクタを経由して三相ブリッジ回路を接続して、三相ブリッジ回路を制御することで、高調波電流を少なくする機能を有する電源高調波抑制回路であって、三相交流電源のうちの２つの線間電圧（もしくは相電圧）の瞬時値が同じ極性でそれぞれの個々の一定レベル以上かどうかにもとづいて、同じ極性で２値情報化する手段を設け、そのうちの第一の２値化情報の変化周期を検出して、電源周波数情報とし、前記第一の２値化情報の立ち上がり時刻Ｔｏｎ、前記検出された２値信号の立ち下がり時刻Ｔｏｆｆを逐次計測して、前記検出された２値信号の変動周期Ｔａｃを演算し、時刻Ｔｏｎと時刻Ｔｏｆｆの中間時刻を算出し、算出した中間時刻に前記変動周期の３／４を加算した時刻を、線間電圧（もしくは相電圧）の正弦関数のゼロ位相とし、当該の電圧と同相の正弦波波形の生成し、電源電流を生成した正弦波波形に近づく制御を実行する電源高調波抑制回路であって、略２１０度位相時点と略３３０度位相時点で、第二の２値化情報を読み込み、略２１０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以上のときの値と同一でかつ、略３３０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以下のときの値と同一であるときに、第二の２値化情報を生成した電圧が、前記第一の２値化情報を生成した電圧より、１２０度遅れにあると判定し、略２１０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以下のときの値と同一でかつ、略３３０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以上のときの値と同一であるときに、第二の２値化情報を生成した電圧が、前記第一の２値化情報を生成した電圧より、１２０度進みにあると判定するものである。
【００１３】
２値化した情報は、２値化するしきい値が変動しても、自身の位相の少なくとも９０度時点近傍ではＯＮであり、少なくとも、１８０度から３６０度まではＯＦＦとなり、ＯＦＦ区間幅は１８０度以上になるため、第二の２値化情報に用いた電圧情報が１２０度遅れのときには、２１０度位相時点は、第二の２値化情報では、正側の電圧の最大値時点となり、２値情報が必ずＯＮ側である。また、３３０度位相時点では、第二の２値化情報では、負側の電圧最大時点より６０度手前であるが、電圧が負であるので、２値化情報が必ずＯＦＦ側になっている。
【００１４】
逆に、第二の２値化情報に用いた電圧情報が１２０度進みのときには、２１０度位相時点は、第二の２値化情報では、負側の電圧最大時点より６０度手前であるが、電圧が負であるので、２値化情報が必ずＯＦＦ側である。また、３３０度位相時点では、第二の２値化情報では、正側の電圧の最大値時点であり、２値化情報が必ずＯＮ側になっている。
【００１５】
これによって、２つの相に関して、２値化するしきい値が互いに異なっていても、着実に相順を確認することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電源高調波抑制回路は、交流電圧の瞬時レベルを２値化した情報を用いることで、小型の回路部品を用いて、三相交流の相順確認、欠相確認ができるとともに、電源電
圧の波形を入力することなく、電源高調波の低減を実現するための電圧位相情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における整流回路の回路ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における相順判定動作原理を示す波形図
【図３】本発明の実施の形態１における周波数推定の動作原理を示す波形図
【図４】本発明の実施の形態１における位相推定の動作原理を示す波形図
【図５】本発明の実施の形態４における高調波抑制回路の回路ブロック図
【図６】従来の相順判定動作原理を示す波形図
【図７】従来の相順判定用の回路ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、三相交流電源にリアクタを経由して三相ブリッジ回路を接続して、三相ブリッジ回路を制御することで、高調波電流を少なくする機能を有する電源高調波抑制回路であって、三相交流電源のうちの２つの線間電圧（もしくは相電圧）の瞬時値が同じ極性でそれぞれの個々の一定レベル以上かどうかにもとづいて、同じ極性で２値情報化する手段を設け、そのうちの第一の２値化情報の変化周期を検出して、電源周波数情報とし、前記第一の２値化情報の立ち上がり時刻Ｔｏｎ、前記検出された２値信号の立ち下がり時刻Ｔｏｆｆを逐次計測して、前記検出された２値信号の変動周期Ｔａｃを演算し、時刻Ｔｏｎと時刻Ｔｏｆｆの中間時刻を算出し、算出した中間時刻に前記変動周期の３／４を加算した時刻を、線間電圧（もしくは相電圧）の正弦関数のゼロ位相とし、当該の電圧と同相の正弦波波形の生成を開始して、電源電流を、生成した正弦波波形に近づく制御を実行する電源高調波抑制回路であって、略２１０度位相時点と略３３０度位相時点で、第二の２値化情報を読み込み、略２１０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以上のときの値と同一でかつ、略３３０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以下のときの値と同一であるときに、第二の２値化情報を生成した電圧が、前記第一の２値化情報を生成した電圧より、１２０度遅れにあると判定し、略２１０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以下のときの値と同一でかつ、略３３０度位相での第二の２値化情報が前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以上のときの値と同一であるときに、第二の２値化情報を生成した電圧が、前記第一の２値化情報を生成した電圧より、１２０度進みにあると判定するとするものである。
【００１９】
これにより、２値化の個々のしきい値が変動しても、かつ、進みを調べる場合であっても遅れを調べる場合であっても、共通の位相時点での検出だけとなり、検出手段の小型化をはかることができる。
【００２０】
第２の発明は、特に、第１の発明と同じ構成で得られた２値化情報を用いて、２１０度位相時点と３３０度位相時点での、第二の２値化情報が、ともに、第一の２値化情報の個々の一定レベル以下のときの値と同じ値であれば、第二の２値化情報を生成した電圧が欠けているとみなすこと、同様に、第一の２値化情報が常に個々の一定レベル以下と同じ値である場合にも、第一の２値化情報を生成した電圧が欠けているとみなすことにより、交流電源の欠相状態を検出することが可能になり、小型化できた相順判定用の検出手段に回路を追加することなく実現することができる。
【００２１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明と同じ構成で得られた２値化情報を用いて、２１０度位相時点と３３０度位相時点での、第二の２値化情報が、ともに、第一の２値化情報の個々の一定レベル以上のときの値と同一であれば、第二の２値化情報を生成する回路に異常があるとみなすこと、同様に、第一の２値化情報が常に２値化情報の個々の一
定レベル以上のときの値と同一である場合にも、第一の２値化情報を生成する回路に異常があるとみなすことにより、相順検出回路の異常を検出することが可能になり、小型化できた相順判定用の検出手段に回路を追加することなく実現することができる。
【００２２】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、第一の２値化情報から交流電源の位相を推定し、得られた位相情報にもとづいて、交流電圧波形を推定し、三相交流電源の高調波を低減する制御手段を有することにより、相順の正逆に対応して、電源高調波を低減することができ、小型化できた相順判定用の検出手段に回路を追加することなく電源電圧波形を検出することなく、電源高調波の低減を実現することができる。
【００２３】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、第一の２値化情報が常に前記第一の２値化情報の個々の一定レベル以上のときの値と同一である場合も、第一の２値化情報を生成する回路に異常があるとみなすことにより、相順の正逆に対応して、電源高調波を低減することができ、小型化できた相順判定用の検出手段に回路を追加することなく電源電圧波形を検出することなく、電源高調波の低減を実現することができる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態の電源高調波抑制回路を備えた整流回路の全体構成を示す回路図である。三相交流電源１は、Ｒ、Ｓ、Ｔの各相を備えている。抵抗２および抵抗３はＲ相とＳ相間およびＳ相とＴ相間にそれぞれ接続された抵抗である。フォトカプラ４は発光ダイオード４ａおよびフォトトランジスタ４ｂから構成されている。また、フォトカプラ５は発光ダイオード５ａおよびフォトトランジスタ５ｂからなるフォトカプラであり、発光ダイオード４ａおよび５ａが抵抗２、３の一部に並列に図示の極性でそれぞれ接続され、ダイオード６および７が発光ダイオード４ａおよび５ａに対して逆並列にそれぞれ接続されている。
【００２６】
また、フォトトランジスタ４ｂおよび５ｂにはそれぞれ出力抵抗８、９が直列に接続されている。１０はＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３等を備えた判定手段としてのマイクロコンピュータであり、フォトトランジスタ４ｂと出力抵抗８との接続点、およびフォトトランジスタ５ｂと出力抵抗９の接続点がマイクロコンピュータ１０の入力端子１０ａ、１０ｂにそれぞれ接続されている。マイクロコンピュータ１０にはタイマ１４、および三相ＰＷＭ発生手段１５が内蔵されている。
【００２７】
さらに、三相ＰＷＭ発生手段１５の出力は駆動回路２１を経て、三相ブリッジ回路１０１を駆動するように接続されている。三相ブリッジ回路１０１の交流側はリアクタ１０２を経由して三相交流電源１に接続されている。三相ブリッジ回路１０１の直流側は平滑コンデンサ１０３、直流負荷１０４に接続されている。
【００２８】
マイクロコンピュータ１０は、三相交流電源１の電圧位相に基づき、電源電流が略正弦波になるように三相ブリッジ回路１０１をＰＷＭ制御することで、三相ブリッジ回路１０１を整流回路として動作させる。
【００２９】
三相交流電源１のＲ相に対するＳ相の線間電圧と、マイクロコンピュータ１０への入力端子１０ａの電圧との関係を示した波形を図３に示す。図３に示すように、交流側の電圧が正側の一定以上になると、端子１０ａの電圧はＨｉレベルになる。これは図１におけるフォトカプラ４がＯＮであることと同じ意味である。このＨｉレベルになる期間は、回路のしきい値により異なるが、フォトカプラ４の一次側はＬＥＤであり、ＬＥＤは１方向し
か電流が流れないので、１８０度よりは短い期間であり、図３に示すように、Ｈｉレベルから次のＨｉレベルまでの期間は、交流電源の周期「ｔａｃ」になっている。
【００３０】
なお、２値化する回路のしきい値電圧は、ゼロに近い電圧から、交流電圧瞬時電圧の最大電圧の間であればよい。より具体的には、交流電源電圧の変動を加味し、変動する電源電圧の最小値における交流電圧瞬時電圧の最大電圧以下に設定するのが望ましい。さらに図４に示すように、Ｈｉレベルになった時刻「ｔｏｎ２」とＬｏレベルになった時刻「ｔｏｆｆ２」の中間時刻、すなわち、
（「ｔｏｎ２」＋「ｔｏｆｆ２」）／２
を求めると、交流電源電圧の最大値、つまり、正弦波でいう９０度の時刻を算出することができる。
【００３１】
図４は、図３と同じ波形図から、電源電圧のゼロクロス時刻の算出方法を示すものである。９０度の時刻
（「ｔｏｎ２」＋「ｔｏｆｆ２」）／２
に、周期「ｔａｃ」の３／４の時間分を加えると、正弦波の０度の時刻を算出することができる。すなわち、この方法を用いれば、交流電源の任意の位相の時刻を算出することが可能になる。しかも、２値化する回路のしきいレベルのばらつきの影響を受けない。
【００３２】
なお、図３、図４では、「ｔｏｎ」と「ｔｏｆｆ」がこの順序で検出された場合であるが、「ｔｏｆｆ」につづいて「ｔｏｎ」が検出された場合には、上記演算は２７０度の時刻になるので、周期「ｔａｃ」の１／４の時間分を加えると、正弦波の０度の時刻を算出することができる。
【００３３】
図２は、図３、図４で説明した位相検出機能が実現できることと、任意の位相での時刻を算出することができて、その時刻にタイマを作動させるように設定することを前提とした相順の確認方法である。ここで、基準相を「Ｓ相電圧−Ｒ相電圧」の線間電圧とし、検出相を「Ｔ相電圧−Ｓ相電圧」の線間電圧とする。左側が正相のとき、右側が逆相の場合の検出原理である。
【００３４】
フォトカプラ４，５の動作しきい値のばらつきにより、出力される２値信号のＨｉレベル区間の時間は変化する。しかしながら、左の波形図のように、相順が正しければ、基準相のＨｉレベル区間の中央時刻は基準相の９０度の時刻であり、そこから１２０度分の時間分が経過した２１０度の時刻では、検出相の位相は正の最大電圧になっており、しきい値レベルに関係なく、フォトカプラがＯＮとなっている。また、３３０度の時刻においては、検出相は、負の最大電圧となる位相よりも６０度手前の位相になっている。ところが、このとき、しきい値レベルに関係なく、フォトカプラはＯＦＦである。つまり、正相の場合には、しきい値レベルに関係なく、２１０度では、必ずＯＮであり、３３０度では、必ずＯＦＦになる。
【００３５】
また、右の波形図のように、相順が逆であれば、基準相のＨｉレベル区間の中央時刻すなわち９０度の時刻から１２０度分の時間分が経過した２１０度の時刻では、検出相は、負の最大電圧となる位相よりも６０度手前の位相になっている。このとき、しきい値レベルに関係なく、フォトカプラはＯＦＦである。一方、３３０度の時刻においては、検出相の位相は正の最大電圧になっており、しきい値レベルに関係なく、フォトカプラがＯＮとなっている。
【００３６】
つまり、フォトカプラのＯＮ／ＯＦＦのしきい値にかかわらず、基準相の位相で２１０度のときと、３３０度のときの、検出相から２値化した信号の論理情報から、検出相が基準相より１２０度遅れているのか、１２０度進んでいるのかを知ることができ、必ずしも
、フォトカプラがＯＦＦとなる中心位相での２値化情報を検出する必要がない。
【００３７】
なお、基準相の２１０度や３３０度のタイミングは、図１のマイクロコンピュータ１０の内蔵のタイマ１４を用いて、「タイマ割込み」として発生することができる。
【００３８】
さらに、このタイマを用いて、位相を知ることができるので、各相にどのような電流を流せばよいのかを決定することができ、そのための三相ブリッジ回路１０１の制御をどのようにするか、などは、特許文献３に記載されている方法を三相回路にも適用することで実現することができる。
【００３９】
すなわち、正相の場合、基準相である、「Ｓ相電圧−Ｒ相電圧」の位相に対して、Ｒ相の位相は１５０度進んでいるので、リアクタ１０２のＲ相の電流は、基準相位相より１５０度進んだ正弦波波形となるようにし、Ｓ相の電流は、それより１２０度遅れた正弦波波形となるように制御すればよい。一方、逆相の場合、基準相である「Ｓ相電圧−Ｒ相電圧」の位相に対して、Ｒ相の位相は、１５０度遅れているので、リアクタ１０２のＲ相の電流を、基準相位相より１５０度遅れの正弦波波形となるようにし、Ｓ相の電流はそれよりも１２０度進んだ正弦波波形となるように制御すればよい。
【００４０】
なお、Ｔ相については、ほかの２つの相の電流との総和がゼロであることから、三相交流を有効分と無効分との２系統の成分に変換して取り扱う、いわゆる正弦波交流理論を用いれば、自動的に制御される。また、整流回路機能を有しない電源高調波抑制回路などでは、負荷の無効電流を補償する必要がないという場合があり、電源電圧の位相と電流の位相は必ずしも合致させる必要はない。この場合も、正弦波交流理論に基づき、無効成分をゼロでない値に制御させることで実現できる。
【００４１】
なお、検出タイミングである、２１０度と３３０度の精度であるが、必ずしも、正確な値である必要はない。たとえば、±３０度の誤差があるとする。正相の場合、判定相のフォトカプラ５がＯＮになる２１０度では交流電圧瞬時値の最大値に対して、１８０度や２４０度では、８６％の電圧の時点になる。この値を、２値化するしきい値の余裕として確保しておけば、フォトカプラ５がＯＦＦかどうかを調べる３３０度は、確実にＯＦＦである区間の開始位相である３００度までずれることになり、本発明の理論的な限界点となり、その他のバラツキが許容できなくなる。実際の位相の精度としては、この半分の±１５度程度とすると、ＯＮかどうかを調べる時点での交流電圧瞬時値は最大値の９６％となり、かなり余裕ができ、検出回路の電流耐量についても、一般的な設計余裕の範囲でまかなえる。
【００４２】
同様に、フォトカプラ５が確実にＯＦＦ状態になっている区間の開始位相までも１５度の余裕がある。一方、逆相の場合には、フォトカプラ５が確実にＯＦＦ状態になっている区間の終了位相までの余裕が、同じく１５度確保されている。すなわち、時間計測精度などのバラツキを考慮しても動作可能な範囲である。このように、本発明では検出タイミングの精度も必要としない。
【００４３】
図１の回路構成および、図２での波形検出を用いれば、欠相状態かどうかを知ることも可能である。正相もしくは逆相であれば、２１０度と３３０度において、フォトカプラのＯＮ状態とフォトカプラのＯＦＦ状態が出現する。ところが、判定相で交流が観測できない状態、すなわち欠相状態であれば、２１０度と３３０度の双方とも、フォトカプラがＯＦＦ状態である。
【００４４】
同様に、基準相が欠相状態であれば、基準相の２値化情報がすべてフォトカプラのＯＦＦ状態である。
【００４５】
すなわち、この方法により、欠相かどうかを検出することができる。
【００４６】
また、図１の回路構成および、図２での波形検出を用いて、回路接続の誤りなどでは、ありえない状態も考えられる。つまり、判定相や基準相で常にフォトカプラのＯＮ状態が観測される場合である。この場合は、検出回路に何らかの故障が生じていることになる。すなわち、検出回路が故障していることを検出することができる。
【００４７】
（実施の形態２）
整流回路機能を有しない電源高調波抑制回路として用いる場合の全体回路構成を、図５に示す。図５の回路と図１との構成の差異は、負荷の位置の差である。図１における負荷１０４に対して、三相交流電源１から簡易整流回路２０１を経て、負荷２０４として設けられている。簡易整流回路２０１と負荷２０４には、三相交流電源１から高調波を含んだ電流が流れるので、リアクタ１０２、三相ブリッジ回路１０１、平滑コンデンサ１０３で構成される電力変換回路により高調波を補償する電流を供給する。
【００４８】
図５で示すブロック図では、簡易整流回路２０１と負荷２０４、三相交流電源１を除いた回路部分が電源高調波抑制回路となる。この場合も、相順や電源位相の検出が必要であるので、実施の形態１での手段を使うことで実現することができる。
【００４９】
なお、本発明においては、２つの線間電圧情報を用いて相順を検出する手法で説明したが、ヨーロッパなどの三相交流では、中性線が存在するものもあり、その場合に、中性線と三相の各線との電圧、すなわち、相電圧を用いて、相順を検出する方法が可能であることは明白である。
【００５０】
また、本実施例の説明では、基準相（もしくは線間）の電圧の極性と、２値化情報の極性を同じとしたが、同一極性にしないことも可能であり、その場合には、同一極性でない２値化情報の極性を反転させることや、推定位相を１８０度ずらせる等をすることで、本発明と同じ効果が得られることも明白である。なお、しきい値を正側のレベルとして説明したが、負側のレベルに設定することも可能であり、その場合には、２値情報で１８０度以上の区間が得られるほうを、実施例の「ＯＦＦ」区間に対応させれば、本発明と同じ効果が得られることも明白である。
【００５１】
さらに、図１や図５で、三相交流電力の変換回路として三相ブリッジ回路１０１を用いて説明したが、三相ブリッジ回路の構成としては、リアクタ１０２を介して、交流電源の任意の相や線間が短絡／開放できるスイッチを具備し、三相ブリッジ回路１０１のトランジスタを省略する構成であっても整流回路としては同じ効果を得られることも明白であり、また、ブリッジ側の端子がプラスの高電圧とマイナスの高電圧のみを変化する、いわゆる２レベル変換器である必要はなく、直流部分に中間電位部分を設けて、プラスの高電圧とマイナスの高電圧と中間電圧の３レベルで変化するもの、あるいはそれ以上のレベル数をもつ回路方式などで構成しても同じ効果を得られることも明白である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかる高調波抑制回路は、交流電源側の電圧波形を直接見ることなく、小型の検出手段で、相順判定、欠相判定、電源高調波の低減が可能となるので、三相交流電源を整流して再度任意の交流に変換する用途、たとえば、電動機可変速駆動や、冷凍機やヒートポンプの圧縮機駆動への適用、あるいは、電源系統の高調波を低減するアクティブフィルタ等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１  三相交流電源
４、５  フォトカプラ
１０  マイクロコンピュータ
１０１  三相ブリッジ回路
１０２  リアクタ
【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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