JP2013005641A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転負荷の軽重にかかわらず多相交流電源の欠相を確実に検出でき、その検出に必要な製作費用を抑制できる電力変換装置の提供。
【解決手段】本発明は、３相交流電源１の交流を直流に整流する整流部２と、整流部２で整流された脈流を平滑化する平滑部３と、平滑部３で平滑化された直流を交流に変換するインバータ部３と、３相交流電源１のいずれかの相の欠損を検出する欠相検出部７とを備えている。欠相検出部７は、平滑部２の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出し、このリプル電圧を基準値と比較し、この比較結果を出力する。また、欠相検出部７は、インバータ部４に接続される負荷６に供給する電力を検出し、この検出電力に応じてリプル電圧を比較する際に使用する基準値を変更（補正）する。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流を直流に変換する機能などを備えている電力変換装置に関する。

従来、この種の電力変換装置としては、例えば図７に示すようなものが知られている。
この電力変換装置は、図７に示すように、整流部２と、平滑部３と、インバータ部４と、欠相検出部５とを備え、インバータ部４に電動機などの負荷６を接続して使用する。
整流部２は、ダイオード２１〜２６からなり、３相交流電源１の交流を直流に整流する。平滑部３は、リアクター３１と平滑コンデンサ３２からなり、整流部２で整流された脈流電圧を平滑化する。インバータ部４は、トランジスタ４１〜４６と、これらに並列に接続されるダイオード４１ａ〜４６ａとからなり、平滑部３で平滑化された直流電圧を交流に変換する。

欠相検出部５は、３相交流電源１のいずれかの相の欠損の有無を検出するものである。このため、欠相検出部５は、図７に示すように、平滑部３の出力電圧を分圧する分圧抵抗５０ａ、５０ｂを含んでいる。さらに、欠相検出部５は、図８に示すように、電圧検出回路５１と、リプル電圧演算器５２と、メモリ５３と、比較器５４とを備えている。
電圧検出回路５１は、分圧抵抗５０ｂの両端の電圧Ｖ１を検出し、この検出電圧Ｖ１をリプル電圧演算器５２に出力する。リプル電圧演算器５２は、検出電圧Ｖ１に基づいて平滑部３の出力電圧に含まれるリプル電圧を演算し、この演算したリプル電圧を比較器５４に出力する。

一方、メモリ５３には、比較器５４が比較の際に使用する基準電圧が予め設定されて記憶されるとともに、その設定基準電圧が比較器５４に出力されている。そこで、比較器５４は、入力されたリプル電圧を基準電圧と比較し、リプル電圧が基準電圧以上の場合には、欠相であると判断し、例えばインバータ部４の駆動を停止する。

しかし、図７に示す電力変換装置では、平滑部３に接続されるインバータ部４の容量およびインバータ部４に接続される負荷６に対する供給電力量が変化すると、この変化に伴って平滑部３の出力電圧に含まれるリプル電圧の大きさも変化する。例えば、負荷６に対する供給電力量が低下すると、実際に欠相していても、リプル電圧が設定基準電圧よりも小さくなり、欠相の検出ができなくなるという問題がある。
この場合に、基準電圧を小さな値に設定しておけば、欠相の検出は可能となるが、負荷６の供給電力が増加した場合、あるいは３相交流電源１の電圧相間のアンバランスが大きくなると、実際に欠相していなくてもリプル電圧が基準電圧を越えてしまい、欠相と判断されてしまう場合がある。

このような誤検出を防止するために、特許文献１に記載の発明が提案されている。
この特許文献１の発明は、図７に示す従来装置と同様に、整流部と、平滑部と、インバータ部と、欠相検出部とを備え、インバータ部で３相電動機を駆動させる。
そして、欠相検出部は、３相電動機の始動開始時から所定時間内に、平滑部の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出し、この検出リプル電圧を設定基準電圧と比較し、検出リプル電圧が設定基準電圧以上の場合には欠相であると判断し、３相電動機の動作を停止させる。

しかし、特許文献１の発明では、３相電動機が定格負荷付近での運転中には欠相検出部が欠相を検出できるが、運転中の負荷が小さくなるにつれて欠相を検出できなくなる。また、所定時間を経過後に電源接続部の断線が発生した場合には、欠相を検出できないという問題がある。
さらに、３相交流電源における欠相を検出するために、各相ごとに電流検出器を設ける方式が知られているが、専用の回路や部品を追加する必要があり、欠相検出のための費用が嵩んでしまうという欠点がある。

特開２００６−８７１８６号公報

上記のように、図７の従来装置や特許文献１の発明では、運転負荷が軽負荷の場合には、３相交流電源のいずれかの相に欠損があっても、欠相検出部が欠相を検出できない。この場合には、整流部や平滑部などには劣化や異常がないので、欠相の検出ができなくても直ちに問題とならない場合がある。
しかし、例えば、図７の従来装置を新たに設置して稼働を開始した当初、運転負荷が軽負荷の場合には欠相を検出できず、運転途中に重負荷となって欠相が検出されたときに、装置全体の運転および周辺機器の動作を停止するなどして、修理を行わなくてはならない。この結果、欠相を速やかに検出できない上に、修理に必要以上の手間と費用がかかるという問題がある。

このような背景の下では、運転負荷が軽負荷の場合においても、速やかに電源の欠相を検出することにより、試運転時などの欠相を確実に検出でき、後の不具合を事前に改善することができる新たな装置が望まれる。さらに、その新たな装置は、欠相検出のための製作費用が嵩むのを抑制できることも望まれる。
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、運転負荷の軽重にかかわらず多相交流電源の欠相を確実に検出でき、その検出に必要な製作費用の抑制が図れる電力変換装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような構成からなる。
本発明の電力変換装置は、多相交流電源の交流を直流に整流する整流部と、前記整流部で整流された脈流を平滑化する平滑部と、前記平滑部で平滑化された直流を交流に変換するインバータ部と、前記多相交流電源のいずれかの相の欠損を検出する欠相検出部と、を備え、前記欠相検出部は、前記平滑部の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出するリプル検出部と、前記リプル検出部が検出したリプル電圧を基準値と比較し、この比較結果を出力する比較部と、前記インバータ部に接続される負荷に供給する電力を検出する電力検出部と、前記電力検出部の検出電力に応じて前記基準値を変更する基準値変更部と、を備えている。

また、本発明では、前記電力検出部は、前記平滑部の出力電圧と前記インバータ部に流れる電流とをそれぞれ検出し、前記検出電圧と前記検出電流とに基づいて前記電力を演算するようにした。
さらに、本発明では、前記電力検出部は、前記平滑部の出力電圧を検出し、当該検出電圧と前記インバータ部の出力周波数とに基づいて前記電力を演算するようにした。
また、本発明では、前記電力検出部は、前記平滑部の出力電圧を検出するとともに、前記インバータ部の出力周波数に応じて前記インバータ部に流れる電流を推定し、前記検出電圧と前記推定電流とに基づいて前記電力を演算するようにした。

さらに、本発明の他の電力変換装置は、多相交流電源の交流を直流に整流する整流部と、前記整流部で整流された脈流を平滑化する平滑部と、前記平滑部で平滑化された直流を交流に変換するインバータ部と、前記多相交流電源のいずれかの相の欠損を検出する欠相検出部と、を備え、前記欠相検出部は、前記平滑部の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出するリプル検出部と、前記リプル検出部が検出したリプル電圧を基準値と比較し、この比較結果を出力する比較部と、前記インバータ部に流れる電流を検出し、当該検出電流に応じて前記基準値を変更する基準値変更部と、を備えている。
また、本発明では、前記基準値変更部は、前記インバータ部の出力周波数に応じて前記基準値を変更するようにした。
さらに、本発明では、前記欠相検出部は、前記インバータ部の動作の開始から終了までの期間にわたって前記多相交流電源の欠相の有無を検出するようにした。

このように、本発明では、欠相検出部が、平滑部の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出する一方、インバータ部に接続される負荷に供給する電力などを検出し、その検出電力などに応じて比較器が比較する際の基準値を変更するようにした。このため、本発明によれば、運転負荷の軽重にかかわらず多相交流電源の欠相を確実に検出できる。
また、本発明では、欠相検出部が上記の構成要素からなるので、外付け部品を減らして集積回路化やパケージ化が可能であり、欠相検出に必要な製作費用を抑制できる。

本発明の電力変換装置の第１実施形態の構成を示す図である。 図１に示す欠相検出部の構成を示すブロック図である。 欠相時のリプル電圧と負荷電力の関係を示す図である。 本発明の電力変換装置の第２実施形態における欠相検出部の構成を示すブロック図である。 本発明の電力変換装置の第３実施形態における欠相検出部の構成を示すブロック図である。 本発明の電力変換装置の第４実施形態における欠相検出部の構成を示すブロック図である。 従来装置の構成を示す図である。 図７に示す欠相検出部の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の電力変換装置の第１実施形態の構成を示す図である。
この電力変換装置の第１実施形態は、図１に示すように、整流部２と、平滑部３と、インバータ部４と、欠相検出部７とを備え、インバータ部４に電動機などの各種の負荷６を接続して使用する。

整流部２は、多相交流電源である３相交流電源１の交流を直流に整流するものである。この整流部２は、ダイオード２１〜２６が三相ブリッジ整流回路を構成する。すなわち、ダイオード２１、２２が直列接続されて第１アームを構成し、ダイオード２３、２４が直列接続されて第２アームを構成し、ダイオード２５、２６が直列接続されて第３アームを構成する。そして、その３つのアームの共通接続点のそれぞれが、３相交流電源１の対応する３つの出力端子に接続されている。

平滑部３は、整流部２で整流された脈流電圧を平滑化するものである。この平滑部３は、リアクター３１と平滑コンデンサ３２からなる。リアクター３１は、一端が整流部２の一方の出力端に接続され、他端が平滑用コンデンサ３２の一端に接続されている。平滑用コンデンサ３２の他端は、整流部２の他方の出力端に接続されている。
インバータ部４は、平滑部３で平滑化された直流電圧を交流に変換するものである。このインバータ部４は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）からなる６個のトランジスタ４１〜４６と、これらに並列に接続されるダイオード４１ａ〜４６ａとを備えている。そして、トランジスタ４１〜４６は、２個ずつ直列に接続して３つのスイッチングアームを構成し、この３つのスイッチングアームが第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２との間に接続されている。

欠相検出部７は、３相交流電源１のいずれかの相が遮断または不良の有無、すなわちいずれかの相の欠損の有無を検出するものである。また、欠相検出部７は、インバータ部４が負荷６を駆動する場合に、その駆動の開始から終了までの全期間にわたって常に検出動作を行う。
このため、欠相検出部７は、図１に示すように、平滑部３の出力電圧（インバータ部４に供給される直流電圧）を検出するための分圧抵抗７０ａ、７０ｂと、インバータ部４に流れる電流を検出するための電流検出抵抗７０ｃとを含んでいる。

分圧抵抗７０ａ、７０ｂは直列接続され、この直列回路が平滑コンデンサ３２と並列に接続されている。すなわち、分圧抵抗７０ａ、７０ｂは平滑部３の出力端子間に直列に接続され、平滑部３の出力電圧を分圧するようになっている。
電流検出抵抗７０ｃは、第２電源ラインＬ２の途中であって、平滑部３とインバータ部４とを接続する部分に介挿されている。なお、電流検出抵抗７０ｃは、第１電源ラインＬ１の途中であって、平滑部３とインバータ部４とを接続する部分に介挿するようにしても良い。

（欠相検出部の構成）
次に、図１の欠相検出部７の具体的な構成について、図２を参照して説明する。
欠相検出部７は、図２に示すように、電圧検出回路７１と、リプル電圧演算器７２と、直流電圧演算器７３と、電流検出回路７４と、電流演算器７５と、電力演算器７６と、メモリ７７と、基準電圧演算器７８と、比較器７９とを備えている。
ここで、電圧検出回路７１やリプル電圧演算器７２がリプル検出部に相当する。また、電圧検出回路７１、直流電圧演算器７３、電流検出回路７４、電流演算器７５、および電力演算器７６などが電力検出部に相当する。さらに、比較器７９が比較部に相当し、基準電圧演算器７８が基準値変更部に相当する。

さらに具体的に説明すると、電圧検出回路７１は、平滑部３の出力電圧を分圧抵抗７０ｂで分圧した電圧Ｖ１を検出し、この検出電圧Ｖ１をリプル電圧演算器７２と直流電圧演算器７３にそれぞれ出力するものである。
リプル電圧演算器７２は、電圧検出回路７１の検出電圧Ｖ１に基づき、平滑部３の出力電圧に含まれるリプル電圧を演算し、この演算したリプル電圧を比較器７９に出力するものである。
直流電圧演算器７３は、電圧検出回路７１から出力される検出電圧Ｖ１に基づき、平滑部３から出力される直流電圧を演算し、この演算した直流電圧を電力演算器７６に出力するものである。

電流検出回路７４は、電流検出抵抗７０ｃの両端に発生する電圧Ｖ２を検出し、この検出電圧Ｖ２を電流演算器５５に出力するものである。
電流演算器７５は、電流検出回路７４から出力される検出電圧Ｖ２に基づき、電流検出抵抗７０ｃに流れる電流、すなわち、インバータ部４に流れる電流を演算し、この演算した電流を電力演算器７６に出力するものである。
電力演算器７６は、直流電圧演算器７３の演算する直流電圧と電流演算器７５が演算する電流とに基づき、負荷６に供給される供給電力を演算し、この演算した電力を基準電圧演算器７８に出力するものである。

メモリ７７は、比較部７９が比較の際に使用する基準電圧（基準値）を予め設定でき、この設定基準電圧を記憶するとともに、その設定基準電圧を基準電圧演算器７８に出力するものである。
基準電圧演算器７８は、メモリ７７から出力される設定基準電圧を、電力演算器７６が演算する電力に応じて変更（補正）する演算を行い、その変更した基準電圧（基準値）を比較器７９に出力するものである。
比較器７９は、リプル電圧演算器７２から出力されるリプル電圧を基準電圧演算器７８から出力される基準電圧（基準値）と比較し、この比較結果に応じた信号を出力するものである。

（第１実施形態の動作）
次に、第１実施形態の動作例について、図１および図２を参照して説明する。
この第１実施形態では、３相交流電源１の交流は、整流部２で直流に整流される。そして、整流部２で整流された脈流電圧は平滑部３で平滑化され、平滑部３からは直流電圧が出力される。この直流電圧は、インバータ部４で交流に変換され、この変換された交流が負荷６に供給される。
このようなインバータ部４による負荷６の駆動に伴い、欠相検出部７は、その駆動の開始から終了までの全期間にわたって常に以下のような検出動作を行う。

分圧抵抗７０ａ、７０ｂは、平滑部３の直流電圧を分圧させる。そして、分圧抵抗７０ｂの両端の電圧Ｖ１は、電圧検出回路７１で検出されて、リプル電圧演算器７２と直流電圧演算器７３にそれぞれ出力される。リプル電圧演算器７２は、電圧検出回路７１からの検出電圧Ｖ１に基づき、平滑部３の出力電圧に含まれるリプル電圧を演算し、この演算されたリプル電圧は比較器７９に出力される。

直流電圧演算器７３は、電圧検出回路７１から出力される検出電圧Ｖ１に基づき、平滑部３の出力電圧、すなわちインバータ部４に供給される直流電圧を演算し、この演算された直流電圧は電力演算器７６に出力される。電流検出回路７４は、電流検出抵抗７０ｃの両端に発生する電圧Ｖ２を検出し、この検出電圧Ｖ２は電流演算器５５に出力される。
電流演算器７５は、電流検出回路７４の検出電圧Ｖ２に基づき、電流検出抵抗７０ｃに流れる電流、すなわち、インバータ部４に流れる電流を演算し、この演算された電流は電力演算器７６に出力される。電力演算器７６は、直流電圧演算器７３で演算された直流電圧と電流演算器７５で演算された電流とに基づき、負荷６に供給される供給電力を演算し、この演算された電力は基準電圧演算器７８に出力される。

ここで、直流電圧演算器７３で演算される直流電圧はインバータ部４から負荷６に供給される交流電圧に相当し、電流演算器７５で演算される電流はインバータ部４から負荷６に供給される交流電流に相当する。このため、電力演算器７６で演算される電力は、負荷６に供給される電力に相当する。
メモリ７７には、比較部７９が比較の際に使用する基準電圧が予め設定されており、この設定基準電圧はメモリ７７に記憶されているとともに、その設定基準電圧が基準電圧演算器７８に出力されている。このため、基準電圧演算器７８は、メモリ７７から出力される設定基準電圧を、電力演算部７６で演算された電力の増減に応じて変更（補正）するための演算を行い、その変更された基準電圧が比較器７９に出力される。

比較器７９は、リプル電圧演算器７２から出力されるリプル電圧を基準電圧演算器７８から出力される基準電圧と比較し、比較結果に応じた信号を出力する。例えば、比較器７９は、その比較の結果、リプル電圧が基準電圧以上の場合には、欠相であると判断し、インバータ部４の駆動を停止させるための信号を出力する。
次に、基準電圧演算器７８が上記の演算処理を行う理由について、図３を参照して説明する。

平滑部３の出力電圧に含まれるリプル電圧は、インバータ部４で駆動される負荷６に供給する電力の増減に伴って変化し、例えば図３に示すように、負荷６の電力とほぼ比例する関係にある。図３によれば、負荷の電力が１０００〔Ｗ〕のときにはリプル電圧が１７〔Ｖ〕であり、２０００〔Ｗ〕のときには３４〔Ｖ〕である。
このため、比較器７９がリプル電圧の比較を行う際の基準電圧を、負荷６の電力量に応じて補正をしないと、比較器７９はその比較動作を適切に行うことができない。

そこで、この実施形態では、メモリ７７に予め設定する基準電圧は、負荷６を定格負荷（定格電力）で運転するときに応じた基準電圧とした。そして、基準電圧演算器７８は、負荷６が定格負荷以外（定格電力以外）で運転する場合には、電力演算部７６が演算する電力に応じて、そのメモリ７７の設定基準電圧を比例近似により増減させる演算を行い、補正するようにした。

以上のように、この第１実施形態では、平滑部３の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出し、この検出リプル電圧を基準電圧と比較器７９で比較し、この比較結果を出力する一方、インバータ部４の負荷６に供給する電力量を求め、この求めた電力量の増減に応じて比較器７９が比較の際に使用する基準電圧を変更して補正するようにした。
このため、第１実施形態によれば、負荷６に対する供給電力の大小のかかわらず、すなわち、運転負荷の軽重にかかわらず３相交流電源の欠相を確実に検出できる。
また、第１実施形態では、欠相検出部７の構成要素のうち、外付けとする要素は分圧抵抗７０ａ、７０ｂおよび電流検出抵抗７０ｃだけで良く、図２に示す他の構成要素は集積回路化やパッケージ化が可能である。このため、第１実施形態によれば、欠相検出に必要な製作費用を抑制できる。

（第２実施形態）
本発明の電力変換装置の第２実施形態は、図１に示す第１実施形態と同様に、整流部２と、平滑部３と、インバータ部４とを備え、図１および図２に示す欠相検出部７を図４に示す欠相検出部７ａに置き換えたものである。また、その置き換えに伴い、図１の電流検出抵抗７０ｃを省略するようにした。
図４に示す欠相検出部７ａは、図２に示す欠相検出部７と同様に、３相交流電源１のいずれかの相の欠損の有無を検出するものである。また、欠相検出部７ａは、インバータ部４が負荷６を駆動する場合に、その駆動の開始から終了までの全期間にわたって常に検出動作を行う。

しかし、欠相検出部７ａは、図２に示す欠相検出部７の電流検出回路７４および電流演算器７５を、周波数設定器８１および電流推定器８２に置き換えるようにした。
このように構成したのは、負荷６がファン（送風機）の場合には、一般的に負荷６の電力はインバータ部４の出力周波数のほぼ３乗に比例するため、その出力周波数が既知であれば、それを利用して負荷６の電力が推定できるからである。
そこで、欠相検出部７ａでは、インバータ部４の出力周波数から負荷６の負荷電流を推定し、この推定した負荷電流を電力演算器７６が負荷６の電力を演算するときに使用するようにした。

このため、欠相検出部７ａでは、図２の電流検出回路７４および電流演算器７５を、図４に示すように、周波数設定器８１および電流推定器８２に置き換えるようにし、その置換以外の部分の構成要素は図２の欠相検出部７の構成要素と共通するようにした。
具体的には、周波数設定器８１には、インバータ部４の出力周波数が設定され、この設定周波数を電流推定器８２に出力するようにした。また、電流推定器８２は、周波数設定器８１で設定される周波数に基づいて負荷６の電流を推定し、この推定した電流を電力演算器７６に出力するようにした。

さらに、電力演算器７６は、直流電圧演算器７３で演算された直流電圧と電流推定器８２で推定された電流とに基づき、負荷６に供給される供給電力を演算し、この演算された電力を基準電圧演算器７８に出力するようにした。
以上のように、第２実施形態では、インバータ部４の出力周波数を使用することにより負荷電流を推定し、この推定した負荷電流を用いて負荷６の電力を演算するようにしたので、第１実施形態における電流検出抵抗７０ｃを省略できる（図１参照）。
また、第２実施形態は、負荷６がファンの場合に限るものではなく、ファン以外の負荷であっても、インバータ部４の出力周波数と負荷電流あるいは負荷電力との間に一定の相関がある場合に適用でき、この場合に第１実施形態と同様の効果が実現できる。

（第３実施形態）
本発明の電力変換装置の第３実施形態は、図１に示す第１実施形態と同様に、整流部２と、平滑部３と、インバータ部４とを備え、図１および図２に示す欠相検出部７を図５に示す欠相検出部７ｂに置き換えたものである。
図５に示す欠相検出部７ｂは、図２に示す欠相検出部７と同様に、３相交流電源１のいずれかの相の欠損の有無を検出するものである。また、欠相検出部７ｂは、インバータ部４が負荷６を駆動する場合に、その駆動の開始から終了までの全期間にわたって常に検出動作を行う。
上記のように、欠相検出部７は、リプル電圧を求める一方、負荷６における電圧と電流をそれぞれ検出し、この検出した電流と電圧によって負荷６の電力を求めるようにした。さらに、その求めた電力に応じて設定基準電圧を補正し、比較器７９では、その求めたリプル電圧を補正した基準電圧と比較するようにした。

しかし、平滑部３から出力される直流電圧の変化が、負荷６の電力の演算において大きな影響を与えないことがわかっている場合には、負荷６の電流だけを検出し、この検出電流に応じて設定基準電圧を補正することができる。
そこで、欠相検出部７ｂは、負荷６の電力を演算することなく、負荷６の電流を検出し、この検出した電流の大きさに応じて設定基準電圧を補正し、比較器７９では、その求めたリプル電圧を補正した基準電圧と比較するようにした。

このため、欠相検出部７ｂは、図５に示すように、電圧検出回路７１と、リプル電圧演算器７２と、電流検出回路７４と、電流演算器７５と、メモリ７７と、基準電圧演算器８３と、比較器７９とを備えている。
ここで、電圧検出回路７１やリプル電圧演算器７２がリプル検出部に相当する。また、電流検出回路７４、電流演算器７５、および基準電圧演算器８３が基準値変更部に相当する。さらに、比較器７９が比較部に相当する。

さらに具体的に説明すると、電圧検出回路７１は、平滑部３の出力電圧を分圧抵抗７０ｂで分圧した電圧Ｖ１を検出し、この検出電圧Ｖ１をリプル電圧演算器７２に出力するようにした。リプル電圧演算器７２は、電圧検出回路７１からの検出電圧Ｖ１に基づき、平滑部３の出力電圧に含まれるリプル電圧を演算し、この演算したリプル電圧を比較器７９に出力するようにした。

電流検出回路７４は、電流検出抵抗７０ｃの両端に発生する電圧Ｖ２を検出し、この検出電圧Ｖ２を電流演算器５５に出力するようにした。電流演算器７５は、電流検出回路７４から出力される検出電圧Ｖ２に基づき、電流検出抵抗７０ｃに流れる電流、すなわち、インバータ部４に流れる電流を演算し、この演算した電流を基準電圧演算器８３に出力するようにした。

メモリ７７は、比較部７９が比較の際に使用する基準電圧を予め設定でき、この設定基準電圧を記憶するとともに、その設定基準電圧を基準電圧演算器８３に出力するようにした。基準電圧演算器８３は、メモリ７７から出力される設定基準電圧を、電流演算器７５から出力される負荷電流の大きさに応じて変更（補正）する演算を行い、その変更した基準電圧を比較器７９に出力するようにした。

比較器７９は、リプル電圧演算器７２から出力されるリプル電圧を基準電圧演算器８３から出力される基準電圧と比較し、比較結果に応じた信号を出力するようにした。例えば、比較器７９は、その比較の結果、リプル電圧が基準電圧以上の場合には、欠相であると判断し、インバータ部４の駆動を停止させるための信号を出力する。
以上のように、第３実施形態では、平滑部３の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出し、この検出リプル電圧を基準電圧と比較器７９で比較し、この比較結果を出力する一方、インバータ部４の負荷６に流れる電流を検出し、この検出電流の増減に応じて比較器７９が比較の際に使用する基準電圧を変更して補正するようにした。

このため、第３実施形態によれば、負荷に対する供給電力の大小のかかわらず、すなわち、運転負荷の軽重にかかわらず３相交流電源の欠相を確実に検出できる。
また、第３実施形態では、欠相検出部７ｂを構成する要素のうち、外付けとする要素は分圧抵抗７０ａ、７０ｂおよび電流検出抵抗７０ｃだけで良く、図５に示す他の構成要素は集積回路化やパッケージ化が可能である。このため、第３実施形態によれば、欠相検出に必要な製作費用を抑制できる。

（第４実施形態）
本発明の電力変換装置の第４実施形態は、図１に示す第１実施形態と同様に、整流部２と、平滑部３と、インバータ部４とを備え、図５に示す欠相検出部７ｂを図６に示す欠相検出部７ｃに置き換えたものである。また、その置き換えに伴い、図１の電流検出抵抗７０ｃを省略するようにした。
図６に示す欠相検出部７ｃは、図５に示す欠相検出部７ｂと同様に、３相交流電源１のいずれかの相の欠損の有無を検出するものである。また、欠相検出部７ｃは、インバータ部４が負荷６を駆動する場合に、その駆動の開始から終了までの全期間にわたって常に検出動作を行う。

この欠相検出部７ｃは、欠相検出部７ｂと同様に平滑部３から出力される直流電圧の変化が、負荷の電力の演算において大きな影響を与えないことがわかっている場合であって、欠相検出部７ａのようにインバータ部４の負荷６が上記のファンのような動作条件を満たす場合に適用でき、インバータ部４の出力周波数に応じて設定基準電圧を補正するようにした。
このため、欠相検出部７ｃでは、図５の電流検出回路７４および電流演算器７５を、図６に示すように、周波数設定器８１に置き換え、その置換以外の部分の構成要素は図５の欠相検出部７ｂの構成要素と共通するようにした。

具体的には、周波数設定器８１には、インバータ部４の出力周波数が設定され、この設定周波数を基準電圧演算器８３に出力するようにした。また、基準電圧演算器８３は、メモリ７７から出力される設定基準電圧を、周波数設定器８１に設定されているインバータ部４の出力周波数に応じて変更（補正）するための演算を行い、その変更された基準電圧を比較器７９を出力するようにした。

以上のように、第４実施形態では、平滑部３の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出し、この検出リプル電圧を基準電圧と比較器７９で比較し、この比較結果を出力する一方、インバータ部４の出力周波数に応じて比較器７９が比較の際に使用する基準電圧を変更して補正するようにした。
このため、第４実施形態によれば、負荷に対する供給電力の大小のかかわらず、すなわち、運転負荷の軽重にかかわらず３相交流電源の欠相を確実に検出できる。
また、第４実施形態では、欠相検出部７ｃの構成要素のうち、外付けとする要素は分圧抵抗７０ａ、７０ｂだけで良く、図６に示す他の構成要素は集積回路化やパッケージ化が可能である。このため、第４実施形態によれば、欠相検出に必要な製作費用を抑制することができる。

１…３相交流電源、２…整流部、３…平滑部、４…インバータ部、６…負荷、７、７ａ〜７ｂ…欠相検出部、７０ａ、７０ｂ…分圧抵抗、７０ｃ…電流検出抵抗、７１…電圧検出回路、７２…リプル電圧演算器、７３…直流電圧演算器、７４…電流検出回路、７５…電流演算器、７６…電力演算器、７７…メモリ、７８、８３…基準電圧演算器、７９…比較器、８１…周波数設定器、８２…電流推定器、

Claims (7)

1. 多相交流電源の交流を直流に整流する整流部と、
   前記整流部で整流された脈流を平滑化する平滑部と、
   前記平滑部で平滑化された直流を交流に変換するインバータ部と、
   前記多相交流電源のいずれかの相の欠損を検出する欠相検出部と、を備え、
   前記欠相検出部は、
   前記平滑部の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出するリプル検出部と、
   前記リプル検出部が検出したリプル電圧を基準値と比較し、この比較結果を出力する比較部と、
   前記インバータ部に接続される負荷に供給する電力を検出する電力検出部と、
   前記電力検出部の検出電力に応じて前記基準値を変更する基準値変更部と、
   を備えることを特徴とする電力変換装置。
2. 前記電力検出部は、前記平滑部の出力電圧と前記インバータ部に流れる電流とをそれぞれ検出し、前記検出電圧と前記検出電流とに基づいて前記電力を演算することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記電力検出部は、前記平滑部の出力電圧を検出し、当該検出電圧と前記インバータ部の出力周波数とに基づいて前記電力を演算することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
4. 前記電力検出部は、前記平滑部の出力電圧を検出するとともに、前記インバータ部の出力周波数に応じて前記インバータ部に流れる電流を推定し、前記検出電圧と前記推定電流とに基づいて前記電力を演算することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
5. 多相交流電源の交流を直流に整流する整流部と、
   前記整流部で整流された脈流を平滑化する平滑部と、
   前記平滑部で平滑化された直流を交流に変換するインバータ部と、
   前記多相交流電源のいずれかの相の欠損を検出する欠相検出部と、を備え、
   前記欠相検出部は、
   前記平滑部の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出するリプル検出部と、
   前記リプル検出部が検出したリプル電圧を基準値と比較し、この比較結果を出力する比較部と、
   前記インバータ部に流れる電流を検出し、当該検出電流に応じて前記基準値を変更する基準値変更部と、
   を備えることを特徴とする電力変換装置。
6. 多相交流電源の交流を直流に整流する整流部と、
   前記整流部で整流された脈流を平滑化する平滑部と、
   前記平滑部で平滑化された直流を交流に変換するインバータ部と、
   前記多相交流電源のいずれかの相の欠損を検出する欠相検出部と、を備え、
   前記欠相検出部は、
   前記平滑部の出力電圧に含まれるリプル電圧を検出するリプル検出部と、
   前記リプル検出部が検出したリプル電圧を基準値と比較し、この比較結果を出力する比較部と、
   前記インバータ部の出力周波数に応じて前記基準値を変更する基準値変更部と、
   を備えることを特徴とする電力変換装置。
7. 前記欠相検出部は、前記インバータ部の動作の開始から終了までの期間にわたって前記多相交流電源の欠相の有無を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれか１項に記載の電力変換装置。

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