JP2015195667A - インバータ試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造としながら、ＳＲモータを接続した場合と同等の負荷を与えることが可能となるインバータ試験装置を提供する。
【解決手段】被試験インバータ９からの出力ライン９１に直列に接続される負荷回路３１を具備し、負荷回路３１は直列に接続された複数のインダクタンス切替要素３６〜３６を含み、各インダクタンス切替要素３６を、固定リアクトル３３と、その固定リアクトル３３に並列に接続された短絡回路３５と、短絡回路３５に設けられたコンタクタ３４とから構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータを模擬する負荷を生じさせてインバータの試験を行うインバータ試験装置に関する。

モータを駆動するインバータの試験を簡便に行うため、実際にモータを接続することなく、モータを模擬した負荷をインバータに与えることのできるインバータ試験装置が提案されている。

例えば、特許文献１に示すインバータ試験装置は、試験を行う対象となる被試験インバータを接続し、この被試験インバータに対して３相交流電源により駆動する永久磁石モータ（ＰＭモータ）を模擬した負荷を与えることが可能となっている。

このようなインバータ試験装置は、一般に図６に示すような構成となっている。すなわち、インバータ試験装置５０１は被試験インバータ５０９の出力ライン５９２にリアクトル５９３を介して接続される。インバータ試験装置５０１は、リアクトル５９３よりも上流側（被試験インバータ５０９側）で電圧検出器５９４により電圧を検出するとともに、電流検出器５９５によって出力ライン５９２を流れる電流を検出することができるようになっている。また、インバータ試験装置５０１は、模擬対象モータの特性を内部定数として設定されており、検出した電流値と上記の内部定数から、モータ電圧方程式にて導いた電圧となるように制御を行っている。さらには、モータの角度検出器からの信号を模擬した模擬角度検出信号Ｓθを出力し、被試験インバータ５０９に出力するようにしている。こうすることで、被試験インバータ５０９は、出力ライン５９２において電流検出器５９６により検出される電流値と角度検出器模擬信号Ｓθとを用いてフィードバック制御を行う等、モータを模擬した負荷を与えられながらモータを回転させる時と同様の制御を行うことが可能となる。

ところで、近年、上記永久磁石モータやこれとともに一般的に使用される誘導モータとは原理の異なるスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）が注目を集めている。ＳＲモータは、図７に模式的に示したように、突極性のロータ６１１とコイル６２３を伴うステータ６２１を備えており、ステータ６２１の突極６２２とロータ６１１の突極６１２が対向しつつ整列した突極対称状態において磁気インピーダンスが小さくなりコイル６２３のインダクタンスが最大になる。そのため、磁束が流れにくい突極非対称状態にある突極６２２のコイル６２３にインバータ６０９より励磁電流が供給されると、磁束が最も流れやすい突極対称状態になるようにロータ６１１が回転する。そして、ロータ６１１の回転角度に基づいて、インバータ６０９より励磁電流を供給するコイル６２３を順次切り替えることで、ロータ６１１を回転させることができるようになっている。

特開２００３−１５３５４７号公報

上記ＳＲモータの開発と併行して、これを駆動するために用いられるインバータの開発も進められている。こうしたインバータの試験を効率よく進めるためには、実際のモータを用いることなく上述したようなインバータ試験装置を用いることが好適である。

しかしながら、ＳＲモータは、３相交流電圧を印加するものとは異なり、複数のステータのコイルに順に電圧を印加することで駆動するものであることから、従来のインバータ試験装置によりモータを模擬した負荷を生じさせることはできない。

ＳＲモータでは図８（ａ）に模式的に示すように、ロータ６１１の回転によって、ロータ６１１側の突極６１２とステータ６２１側の突極６２２との相対位置関係が変化する。これにより、図８（ｂ）に示すように、コイル６２３におけるインダクタンスＬが変化する。具体的には、双方の突極６１２，６２２が離間している場合にはインダクタンスＬは小さくなり、突極６１２，６２２が対向した際には最もインダクタンスＬが大きくなり、ロータ６１１の回転に伴ってインダクタンスＬは増大と減小とを周期的に繰り返すことになる。

従って、ＳＲモータを駆動するためにインバータ６０９から電圧を供給している間であっても、その電圧に見合った一定の電流がコイル６２３に供給されるわけではなく、ロータ６１１の回転角度に依存するインダクタンスＬの変化による影響を受けて、電流値が変化することになり、これに対応した負荷がインバータ６０９に与えられることになる。

こうしたＳＲモータの特性を簡単に模擬するためには、インバータ試験装置を図９に示すような構成とすることが考えられる。なお、図９は一つの相のみを抜き出して模式的に示したものとなっている。被試験インバータ７０９の出力ライン７９２には、リアクトル７９３を介してインバータ試験装置７０１を接続する構成となっており、インバータ試験装置７０１では内部電源７９４の電圧Ｖ０を変更することができるようになっている。

このようにすると、リアクトルの上流における電圧Ｖ１、下流における電圧Ｖ２、リアクトル７９３を流れる電流Ｉ、及びリアクトル７９３のインダクタンスＬの関係は、次式のようになる。
ｄＩ／ｄｔ＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ｌ ・・・（数式１）
ここで、ｔは時間を示し、ｄＩ／ｄｔは電流の変化率を示す。

すなわち、被試験インバータ７０９からの出力電圧Ｖ１に応じて、インバータ試験装置７０１の内部電源７９４の電圧Ｖ０を変更してリアクトル７９３の下流の電圧Ｖ２を変更すれば、ＳＲモータを回転させた時と同様に電流Ｉを変化させることが可能と考えられる。

しかしながら、インバータ試験装置７０１のような構成とした場合、内部電源７９４の電圧変化を行うために内部素子のスイッチングを行うと、これに合わせてｄＩ／ｄｔが変化してしまうことから平滑化を行うことが必要となる。そのため、急峻な変化には対応を行うことが困難となり、電流の立ち上がりや立ち下がり等を正確に模擬することができず、被試験インバータ７０９の試験に足りる応答性が得られないおそれがある。

従って、インバータ試験装置７０１のような構成とした場合には、回路構成や制御が複雑化する上に、インダクタンス変化による電流の増減を正確に模擬することは困難である。そのため、実際のモータと同一の負荷特性が得られるかどうかの確認を行い、回路構成や制御タイミング等の調整を行う必要もあることから、簡便にインバータの試験を行うことは難しいと考えられる。

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には、簡単な構造としながら、ＳＲモータを接続した場合と同等の負荷を与えることができ、簡便に被試験インバータの試験を行うことが可能となるインバータ試験装置を提供することを目的としている。

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明のインバータ試験装置は、被試験インバータからの出力ラインに直列に接続される負荷回路を具備し、当該負荷回路は直列に接続された複数のインダクタンス切替要素を含み、各インダクタンス切替要素を、固定リアクトルと、当該固定リアクトルに並列に接続された短絡回路と、当該短絡回路に設けられた開閉スイッチとから構成したことを特徴とする。

このように構成すると、各インダクタンス切替要素が備える開閉スイッチを切り替えることによって作用する固定リアクトルを切り替え、負荷回路全体のインダクタンスを変更することができる。そのため、モータを回転させる際に生じるものと同等の負荷を容易に被試験インバータに与えることができ、インバータの試験を簡便に行うことが可能となる。

上記とは異なる構造の本発明のインバータ試験装置は、被試験インバータからの出力ラインに直列に接続される負荷回路を具備し、当該負荷回路は並列に接続されたインダクタンス切替要素を含み、各インダクタンス切替要素を、固定リアクトルと、当該固定リアクトルに直列に接続された開閉スイッチとから構成したことを特徴とする。

このように構成した場合であっても、各インダクタンス切替要素が備える開閉スイッチを切り替えることによって作用する固定リアクトルを切り替え、負荷回路全体のインダクタンスを変更することができる。そのため、モータが回転する際に生じるものと同等の負荷を容易に被試験インバータに与えることができ、インバータの試験を簡便に行うことが可能となる。

上記何れかの構造を基にして、より広い範囲で細かくインダクタンスの設定を行うことを可能とするためには、同一の負荷回路を構成する複数のインダクタンス切替要素に備わる各固定リアクトルが、互いに異なる大きさのインダクタンスを持つように設定することが好適である。

さらに、外部から与えられたインダクタンス設定値に応じて、作用させる固定リアクトルを適切に選択することができるようにするためには、外部より入力されたインダクタンス設定値を基に前記負荷回路中で作用させる固定リアクトルを選択する固定リアクトル選択部を備えており、当該固定リアクトル選択部による信号を基に、各開閉スイッチの切り替えがなされるように構成することが好適である。

被試験インバータがモータからの角度検出信号を基に制御を行うものである場合に、より簡単にインバータの試験を行うことを可能とするためには、モータの回転角度の検出信号を模擬した模擬角度検出信号を生成する模擬角度検出信号生成部を備えており、接続された被試験インバータに対して前記模擬角度検出信号生成部による模擬角度検出信号を出力するように構成することが好適である。

以上説明した本発明によれば、ＳＲモータを接続した場合と同等の負荷を容易に生成して与えることができ、簡便に被試験インバータの試験を行うことが可能となるインバータ試験装置を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るインバータ試験装置を示す回路構成図。 同インバータ試験装置の一部を模式的に示したブロック図。 被試験インバータの定電流制御を説明するための説明図。 実際のモータを駆動する場合の特性と同インバータ試験装置を用いる場合の特性との相違を説明するための説明図。 本発明の第２実施形態に係るインバータ試験装置の一部を模式的に示した説明図。 従来のインバータ試験装置を示す模式図。 ＳＲモータの構成の一例を示す模式図。 ＳＲモータの特性を説明するための説明図。 従来のインバータ試験装置を基にしてＳＲモータを模擬したインバータ試験装置を構成した例を示す模式図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
第１実施形態のインバータ試験装置は、図１に示す回路構成図のように構成されている。このインバータ試験装置１は、ＳＲモータを駆動させるためのインバータの試験に用いられるものであり、試験対象となる被試験インバータ９を接続され、この被試験インバータ９に対して、模擬対象となるＳＲモータの特性に応じた負荷を与えるように構成されている。本実施形態では、被試験インバータ９が３相ＳＲモータを駆動するための３相の電圧出力を行うものである場合を例として示している。

被試験インバータ９及びインバータ試験装置１は、ともに上位コントローラ７に接続しており、上位コントローラ７による指令に応じて動作を行うように構成している。上位コントローラ７では試験を行うための条件を内部に記憶しておき、その条件下において被試験インバータ９の試験を行うことができる。

被試験インバータ９は、回生コンバータ６１に接続された電圧調整回路６２に接続され直流電力の供給を受ける。また、被試験インバータ９の試験をより広い条件下で行うことができるように、電気負荷装置６３及び冷却水温度調節器６４を接続している。

被試験インバータ９は、供給された直流電力を基にして内部に備えるスイッチング素子９３，９４（図３参照）の切り替え（スイッチング）を行うことによって、出力ライン９１（９１Ｕ，９１Ｖ，９１Ｗ）よりＵ相・Ｖ相・Ｗ相に対応する３相電圧を出力できる。なお、被試験インバータ９は、後に詳述するように、出力ライン９１から出力される電流量がほぼ一定になるように電流値を監視しながらスイッチング素子９３，９４の制御を行うことで、いわゆる定電流制御を行うように構成されている。

インバータ試験装置１は、このような被試験インバータ９の試験を行うためのものであり、主として負荷生成手段３と、これを制御するための制御手段４とから構成されている。さらに、負荷生成手段３は、３つの負荷回路３１（３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ）より構成されており、各負荷回路３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗはそれぞれ対応する出力ライン９１Ｕ，９１Ｖ，９１Ｗに接続されている。

各負荷回路３１には、直流用の固定リアクトル（ＤＣＬ）３２が直列に接続され、さらに複数の、本実施形態では８つの固定リアクトル３３〜３３が直列に接続されている。そして、各固定リアクトル３３には開閉スイッチとしてのコンタクタ３４が並列に接続されている。コンタクタ３４は電流を供給することで回路を接続状態とし、電流の供給を停止することで回路を切断状態とする電磁開閉器として構成されている。コンタクタ３４は電流を供給されることによって対応する固定リアクトル３３の前後を短絡して、固定リアクトル３３に電流が流れないようにすることができる。上記固定リアクトル３２のインダクタンス値は５０μＨと設定し、これ以外の固定リアクトル３３〜３３のインダクタンス値は５０μＨ、１００μＨ、２００μＨ、４００μＨ、８００μＨ、１６００μＨ、３２００μＨ、６４００μＨと、図中の左から順に２倍になるよう互いに異ならせてある。

制御手段４は、固定リアクトル選択部４１と、記憶部４２とを備えるとともに、模擬角度検出信号生成部としてのレゾルバ信号模擬部４３を備えている。

記憶部４２には、上述した固定リアクトル３２，３３〜３３の各インダクタンス値をデータとして記憶しておくものである。固定リアクトル選択部４１は、記憶部４２に記憶されたデータを基に、固定リアクトル３２に加えて作用させる固定リアクトル３３〜３３を選択して、負荷を切り替えるための切替信号Ｓｃを負荷生成手段３に出力するように構成されている。

レゾルバ信号模擬部４３は、上位コントローラ７からの回転数指令信号Ｓｇの入力を受けて、これを基に回転角度θを生成する。そして、被試験インバータ９よりレゾルバ励磁信号Ｓｅを入力され、このレゾルバ励磁信号Ｓｅと上記回転角度θを基に、レゾルバ帰還信号Ｓθ１，Ｓθ２を生成して被試験インバータ９に出力する。被試験インバータ９は、これら模擬角度検出信号としてのレゾルバ帰還信号Ｓθ１，Ｓθ２を基にして、各出力ライン９１（９１Ｕ，９１Ｖ，９１Ｗ）からの出力の制御を行う。以下、２つのレゾルバ帰還信号Ｓθ１，Ｓθ２を総称して模擬角度検出信号Ｓθと表現する。

図２は、上述したインバータ試験装置１を模式的に示したブロック図であり、１相分のみを抜き出して簡略化して表している。

上述したように、被試験インバータ９からの出力ライン９１は負荷回路３１に直列に接続されている。負荷回路３１は、上記の固定リアクトル３２，３３〜３３を直列に接続されるとともに、被試験インバータ９に最も近い上流側の固定リアクトル３２を除く、固定リアクトル３３〜３３にはコンタクタ３４〜３４がそれぞれ並列に接続されている。なお、この図では固定リアクトル３２を３つに簡略化して示しているが、図１と同様に８つを直列に接続してもよい。

上記の回路構成について別の見方をすると、各固定リアクトル３３に並列に短絡回路３５が接続され、この短絡回路３５の途中にはコンタクタ３４が設けられることで短絡回路３５の断接を可能に構成されているといえる。これら固定リアクトル３３、短絡回路３５及びコンタクタ３４が組となって、一つのインダクタンス変更要素３６を構成している。そして、負荷回路３１は、最も上流側に位置する固定リアクトル３２に、複数のインダクタンス変更要素３６〜３６を直列に接続したものと捉えることができる。また、各インダクタンス変更要素３６を構成するコンタクタ３４〜３４は一つの切替部３７をさらに構成しており、後述する固定リアクトル選択部４１より出力される切替信号Ｓｃを入力されることで、各コンタクタ３４〜３４は接続状態と切断状態とを選択的に切り替えるようになっている。

制御手段４は、上述したように固定リアクトル選択部４１、記憶部４２及びレゾルバ信号模擬部４３を備え、負荷回路３１全体のインダクタンスを変更するように構成されている。ここで、制御手段４は、ＣＰＵ，メモリ及びインターフェースを備えた通常のマイクロプロセッサ等により構成されるもので、メモリには予め処理に必要なプログラムが格納してあり、ＣＰＵは逐次必要なプログラムを取り出して実行し、周辺ハードリソースと協働して、所定の機能を実現するものである。

固定リアクトル選択部４１は、図示しない入力手段を介し外部より入力されるインダクタンス設定値Ｌｃを基にして、記憶部４２に記憶された各固定リアクトル３３〜３３のインダクタンス値を参照しながら、作用させる固定リアクトル３３を選択する。固定リアクトル選択部４１からは、選択した固定リアクトル３３を作用させるためにこれに接続された短絡回路３５を開状態とするべくコンタクタ３４を切断状態とし、選択しない固定リアクトル３３を作用させないためにこれに接続された短絡回路３５を閉状態とするべくコンタクタ３４を接続状態とするよう、切替部３７に切替信号Ｓｃを出力するようになっている。切替部３７は、切替信号Ｓｃに応じて、各コンタクタ３４〜３４を開状態または閉状態の何れかに設定するため、固定リアクトル選択部４１により選択された固定リアクトル３３のみが作用し、それ以外の固定リアクトル３３は短絡回路３５によって前後を短絡されることで作用しなくなる。

なお、インダクタンス変更要素３６〜３６を構成する固定リアクトル３３〜３３の全てを短絡して作用させない場合もあり、さらには複数の固定リアクトル３３〜３３を同時に選択して作用させる場合もある。

記憶部４２は、上述した通り、図示しない入力手段を介して入力された固定リアクトル３２，３３〜３３のインダクタンス値をデータとして記憶しておくことができる。もちろん、固定リアクトル３２，３３〜３３を変更した場合には、それに応じてデータの内容を変更することが可能となっている。

レゾルバ信号模擬部４３は、上位コントローラ７より入力される回転数指令信号Ｓｇに応じて模擬角度検出信号Ｓθを生成して出力する。被試験インバータ９は、上位コントローラ７と情報の授受を行いながら、レゾルバ信号模擬部４３より入力される模擬角度検出信号Ｓθを基に動作し、実際のモータを駆動させる際と同様の電圧を出力ライン９１より出力するようになっている。

ここで、固定リアクトル選択部４１による固定リアクトル３３の選択についての考え方を説明する。一般に、リアクトルが直列に接続されている場合には、回路全体の総合インダクタンスＬｔｏｔａｌは、各リアクトルのインダクタンスの和となる。そのため、本実施形態の負荷回路３１における総合インダクタンスＬｔｏｔａｌは、前後を短絡されることなく実質的に作用する固定リアクトル３２，３３〜３３の各インダクタンス値を足し合わせたものとなる。従って、各インダクタンス変更要素３６が備えるコンタクタ３４の断接状態を切り替え、各固定リアクトル３３が作用するか否かを決定することで、負荷回路３１における総合インダクタンスＬｔｏｔａｌを変更することができる。

すなわち、図２の負荷回路３１において、固定リアクトル３２のインダクタンス値をＬｏｕｔ０、固定リアクトル３３〜３３のインダクタンス値をそれぞれＬｏｕｔ１，Ｌｏｕｔ２，Ｌｏｕｔ３とした場合、全てのコンタクタ３４〜３４を開状態として全ての固定リアクトル３２，３３〜３３を作用させた際には、負荷回路３１の総合インダクタンスＬｔｏｔａｌは最大値Ｌｏｕｔ０＋Ｌｏｕｔ１＋Ｌｏｕｔ２＋Ｌｏｕｔ３となる。そして、全てのコンタクタ３４〜３４を閉状態として、各固定リアクトル３３〜３３の前後を短絡した場合、固定リアクトル３２のみが作用して総合インダクタンスＬｔｏｔａｌは最小値であるＬｏｕｔ０となる。さらには、各固定リアクトル３３〜３３の断接状態を切り替えることで、多段階に総合インダクタンスＬｔｏｔａｌを変更することができる。

より具体的には、図１に示したような固定リアクトル３２、固定リアクトル３３〜３３を備える構成とした場合には、固定リアクトル３３〜３３をそれぞれ異なるインダクタンス値のものに設定していることから、総合インダクタンスＬｔｏｔａｌを５０〜１２８００μＨの間で、５０μＨ刻みに細かく変更することができる。なお、固定リアクトル３３〜３３の個数やそれぞれのインダクタンス値は適宜変更して構成してもよい。

固定リアクトル選択部４１は、外部より入力されるインダクタンス設定値Ｌｃを基にして、記憶部４２内のデータを参照しながら、このインダクタンス設定値Ｌｃに総合インダクタンスＬｔｏｔａｌが最も近くなるように、作用させる固定リアクトル３３〜３３を選択するようにしている。被試験インバータ９の試験を行う場合には、予め固定リアクトル選択部４１を通じて負荷回路３１の総合インダクタンスＬｔｏｔａｌを設定しておき、このインダクタンス値Ｌｔｏｔａｌを維持させた状態で被試験インバータ９を動作させる。

上記のように構成したインバータ試験装置１を用いた場合の被試験インバータ９の動作について図３及び図４を用いて説明を行う。まず、その前提として、このインバータ試験装置１を接続する被試験インバータ９の概略構成について説明を行う。

被試験インバータ９は、上述した定電流制御を行うため、図３（ａ）に示すように、スイッチング素子９３，９４の上流側にヒステリシスコンパレータ９２を備えている。ヒステリシスコンパレータ９２には、電流指令値Ｉｓと出力ライン９１で検出された電流検出値Ｉｒとが入力されるようになっている。ヒステリシスコンパレータ９２では、電流指令値Ｉｓと電流検出値Ｉｒとの比較を行い、電流検出値Ｉｒが電流指令値Ｉｓを中心とする一定の範囲内、すなわち上限値Ｉｔｈ１と下限値Ｉｔｈ２（図４参照）との間になるように、スイッチング素子９３、９４のオンとオフとを切り替えるようになっている。こうすることで、図３（ｂ）に示すように、被試験インバータ９からは各相に通電する間ほぼ一定の電流値が供給される。

しかしながら、これを詳細に見ると、被試験インバータ９によりＳＲモータ６０１（図７参照）を動作させる際には、図４（ａ１），（ｂ１），（ｃ１）に示したような動作特性を示すものと考えられる。

図４（ａ１）は、ロータ角度の変化によってインダクタンスＬが変化する様子を示したものであり、図８と同様の内容を表している。上述したようにロータ６１１とステータ６２１の突極６１２，６２２同士が対向する位置関係になる場合にインダクタンスＬが最大となる。通常、ＳＲモータを駆動させる場合には、突極６１２，６２２同士がある程度近くなった状態より突極６１２，６２２同士が対向するまでの間で、すなわちインダクタンスＬが最大値となるまでの間で突極６２２のコイル６２３に電流を流し、突極６１２，６２２間に磁気吸引力を生じさせる。

そのため、この間では図４（ｂ１）に示すように、矩形状のパターンの電流指令値Ｉｓを与える。そうすると、電流検出値Ｉｒが上限値Ｉｔｈ１を下回っているために、スイッチング素子９３，９４（図３参照）の切り替えによって、図４（ｃ１）に示すように出力ライン９１より電圧Ｖが出力されて電流検出値Ｉｒが急激に増大する。そして、電流検出値Ｉｒが上限値Ｉｔｈ１に達すると、スイッチング素子９３，９４（図３参照）の切り替えによって出力ライン９１より電圧Ｖの出力が停止され、電流検出値Ｉｒは減少に転ずる。さらに、電流検出値Ｉｒが下限値Ｉｔｈ２まで下がると、再び出力ライン９１より電圧Ｖが出力されて電流検出値Ｉｒが増大する。このように、電流指令値Ｉｓが与えられている間には電圧Ｖの出力と出力停止が繰り返されることで、電流検出値Ｉｒが上限値と下限値との間で増減を繰り返すことになる。

電流検出値Ｉｒが増減する間には、図４（ａ１）で示したようにインダクタンスＬは、増大していくことになるため、徐々に電流変化率は低下し、電流検出値Ｉｒの傾きが小さくなっていく。従って、一定の範囲内で定電流制御を行っているにも関わらず、スイッチング素子９３，９４（図３参照）による切り替えのタイミングは段々と遅くなっていく。

これに対して、本願実施形態におけるインバータ試験装置１を用いた場合には、図４（ａ２），（ｂ２），（ｃ２）に示すような動作特性が得られる。以下、図２を参照しつつ説明を行う。まず、上述した固定リアクトル選択部４１に、所定のインダクタンス設定値Ｌｃを入力して、これに近い総合インダクタンスＬｔｏｔａｌとなるよう負荷回路３１の設定を行う。そして、被試験インバータ９を動作させた場合、レゾルバ信号模擬部４３からの模擬角度検出信号Ｓθに応じて矩形状のパターンの電流指令値Ｉｓが設定され、これを基にした定電流制御がなされる。

この場合においても、実際にモータを駆動させる場合と同様に、電流指令値Ｉｓが与えられている間に、電流検出値Ｉｒは上限Ｉｔｈ１と下限Ｉｔｈ２の範囲で増減を繰り返す。ただし、この場合にはインダクタンスＬｔｏｔａｌが固定リアクトル３２，３３〜３３によって一定値とされているため、電流変化率すなわち電流検出値Ｉｒの傾きはほぼ一定のままとなる。従って、スイッチング素子９３，９４（図３参照）による切り替えはほぼ同じタイミングで繰り返し行われることになる。

このように、被試験インバータ９の試験の間はインダクタンスＬを一定値に維持することで動作の安定化を図るとともに、スイッチング素子９３，９４の動作タイミング（図３参照）をほぼ一定のものとして、単位時間あたりのスイッチング回数を容易に把握することができる。そのため、被試験インバータ９の試験に際して、固定リアクトル選択部４１を通じて負荷回路３１のインダクタンスＬｔｏｔａｌの設定を行うことで、図４（ｂ１）に示した実際のモータを駆動させるために必要なスイッチング回数と、同等のスイッチング回数とすることができる。

発明者らの知見によれば、被試験インバータ９における発熱は、電流値とスイッチング回数による影響が最も大きく、スイッチング間の幅による影響は小さい。そのため、本インバータ試験装置１のように、スイッチングのタイミングが一定となった場合でも影響は少なく、実際のモータを接続した場合と同等のスイッチング回数とすることで、スイッチング素子９３，９４による発熱量をモータ接続時と同等にすることができる。従って、本実施形態のインバータ試験装置１は、ごく簡単な構造でありながら、インダクタンス設定値Ｌｃを適切に設定するのみで、ＳＲモータを接続した場合と同様の負荷を被試験インバータ９に与えて、実用的な試験を行うことが可能となる。

以上のように、本実施形態におけるインバータ試験装置１は、被試験インバータ９からの出力ライン９１に直列に接続される負荷回路３１を具備し、負荷回路３１は直列に接続された複数のインダクタンス切替要素３６〜３６を含み、各インダクタンス切替要素３６を、固定リアクトル３３と、その固定リアクトル３３に並列に接続された短絡回路３５と、短絡回路３５に設けられた開閉スイッチとしてのコンタクタ３４とから構成したものである。

このように構成しているため、各インダクタンス切替要素３６が備えるコンタクタ３４の断接すなわち開閉を切り替えることによって、作用する固定リアクトル３３を切り替え、負荷回路３１全体の総合インダクタンスＬｔｏｔａｌを変更することができる。そのため、インダクタンスＬｔｏｔａｌを適切に設定するのみで、モータが回転する際に生じるものと同等の負荷を被試験インバータ９に与えることができ、被試験インバータ９の試験を簡便に行うことが可能となる。

また、同一の負荷回路３１を構成する複数のインダクタンス切替要素３６〜３６に備わる各固定リアクトル３３〜３３が、互いに異なる大きさのインダクタンスＬを持つように設定していることから、固定リアクトル３３〜３３を選択的に用いることで、負荷回路３１全体の総合インダクタンスＬｔｏｔａｌを広い範囲で細かく設定することができるため、より正確な試験を行うことが可能となる。

さらに、外部より入力されたインダクタンス設定値Ｌｃを基に負荷回路３１中で作用させる固定リアクトル３３を選択する固定リアクトル選択部４１を備えており、固定リアクトル選択部４１による信号である切替信号Ｓｃを基に、各コンタクタ３４〜３４の切り替えがなされるように構成していることから、負荷回路３１全体の総合インダクタンスＬｔｏｔａｌを簡単にインダクタンス設定値Ｌｃに対応したものとすることが可能となる。

そして、モータの回転角度θの検出信号を模擬した模擬角度検出信号Ｓθを生成する模擬角度検出信号生成部としてのレゾルバ信号模擬部４３を備えており、接続された被試験インバータ９に対してレゾルバ信号模擬部４３による模擬角度検出信号Ｓθを出力するように構成していることから、被試験インバータ９が、モータからの角度検出信号を用いて制御を行うものである場合、この角度検出信号に代えてレゾルバ信号模擬部４３により生成した模擬角度検出信号Ｓθを利用することで、より簡単に被試験インバータ９の試験を行うことが可能となる。

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態のインバータ試験装置１０１の構成を示すものであり、図２と同様に、一部の相を抜き出して示した模式図となっている。本実施形態では、負荷回路１３１の構成と、これの切り替えを行うための固定リアクトル選択部１４１を含む制御手段１０４の構成が第１実施形態とは異なっている。本実施形態においては、第１実施形態と同じ部分には同じ符号を付し、説明を省略する。

負荷回路１３１は、３つのインダクタンス変更要素１３６を並列に接続されており、各インダクタンス変更要素１３６は、固定リアクトル３３と開閉スイッチであるコンタクタ３４とを直列に接続して構成されている。そのため、コンタクタ３４の開閉を行うことで、これに直列に接続された固定リアクトル３３の接続状態を切り替えることが可能となっている。なお、この図では固定リアクトル３３を３つに簡略化して示しているが、図１と同様に８つを直列に接続してもよい。もちろん、これ以外の個数に設定しても差し支えない。

３つのコンタクタ３４〜３４は一つの切替部１３７を構成しており、固定リアクトル選択部１４１より出力される切替信号Ｓｃを入力されることで、各コンタクタ３４〜３４は接続状態と切断状態とを選択的に切り替えるようになっている。

ここで、固定リアクトル選択部１４１による固定リアクトル３３の選択についての考え方を説明する。一般に、リアクトルが並列に接続されている場合には、回路全体の総合インダクタンスＬｔｏｔａｌは、各リアクトルが持つインダクタンスの逆数の和の逆数になる。そのため、本実施形態の負荷回路１３１における総合インダクタンスＬｔｏｔａｌは、全てのコンタクタ３４〜３４を閉状態とした場合に、１／｛（１／Ｌｏｕｔ１）＋（１／Ｌｏｕｔ２）＋（１／Ｌｏｕｔ３）｝となる。従って、各インダクタンス変更要素１３６が備えるコンタクタ３４の断接状態を切り替え、各固定リアクトル３３が作用するか否かを決定することで、負荷回路３１における総合インダクタンスＬｔｏｔａｌを多段階に変更することができる。また、各固定リアクトル３３〜３３のインダクタンス値を互いに異なる値に設定しておけば、より広い範囲で細かく総合インダクタンスＬｔｏｔａｌを変更することができる。

記憶部４２には、各固定リアクトル３３〜３３のインダクタンス値をデータとして記憶しておき、固定リアクトル選択部１４１は、外部から入力されたインダクタンス設定値Ｌｃに総合インダクタンスＬｔｏｔａｌが近くなるように、作用させる固定リアクトル３３を選択し、それに対応する切替信号Ｓｃを切替部１３７に出力する。

こうすることで、簡単に負荷回路１３１のインダクタンスＬを設定し、被試験インバータ９を動作させて試験を行うことができる。

以上のように、被試験インバータ９からの出力ライン９１に直列に接続される負荷回路１３１を具備し、この負荷回路１３１は並列に接続されたインダクタンス切替要素１３６〜１３６を含み、各インダクタンス切替要素１３６を、固定リアクトル３３と、固定リアクトル３３に直列に接続された開閉スイッチであるコンタクタ３４とから構成したものである。

このように構成しているため、各インダクタンス切替要素１３６が備えるコンタクタ３４を切り替えることによって、作用する固定リアクトル３３を切り替え、負荷回路１３１全体の総合インダクタンスＬｔｏｔａｌを変更することができる。そのため、インダクタンスＬｔｏｔａｌを適切に設定するのみで、モータが回転する際に生じるものと同等の負荷を被試験インバータ９に与えることができ、被試験インバータ９の試験を簡便に行うことが可能となる。さらには、上述した第１実施形態に準じた効果を得ることもできる。

なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、被試験インバータ９として３相のＳＲモータを駆動するための３相のインバータの例を記載していたが、ＳＲモータは３相以外であってもよく、原理的には単相であっても駆動させることが可能である。そこで上述したインバータ試験装置１も、単相、あるいは３相とは異なる複数の相に対応したものとして構成することができ、相数に応じて負荷回路３１（１３１）の個数を変更することで足りる。

また、開閉スイッチとしてコンタクタ３４を使用していたが、回路の断接を行うことができる限り他のスイッチング要素を用いてもよい。

さらには、上述の実施形態では、制御手段４に設けた固定リアクトル選択部４１（１４１）からの切替信号Ｓｃによって、自動的にコンタクタ３４の断接を行うように構成していたが、これを手動切替によって行うように構成してもよく、この場合にはより製造コストを低減することができる。

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…インバータ試験装置
４…制御手段
９…被試験インバータ
３１，１３１…負荷回路
３３…固定リアクトル
３４…コンタクタ（開閉スイッチ）
３５…短絡回路
３６，１３６…インダクタンス切替要素
４１，１４１…固定リアクトル選択部
４３…レゾルバ信号模擬部（角度検出信号生成部）
９１…出力ライン
Ｌ…インダクタンス
Ｌｔｏｔａｌ…（負荷回路の）総合インダクタンス
Ｓｃ…切替信号
Ｓθ…模擬角度検出信号

Claims (5)

1. 被試験インバータからの出力ラインに直列に接続される負荷回路を具備し、
   当該負荷回路は直列に接続された複数のインダクタンス切替要素を含み、
   各インダクタンス切替要素を、固定リアクトルと、当該固定リアクトルに並列に接続された短絡回路と、当該短絡回路に設けられた開閉スイッチとから構成したことを特徴とするインバータ試験装置。
2. 被試験インバータからの出力ラインに直列に接続される負荷回路を具備し、
   当該負荷回路は並列に接続されたインダクタンス切替要素を含み、
   各インダクタンス切替要素を、固定リアクトルと、当該固定リアクトルに直列に接続された開閉スイッチとから構成したことを特徴とするインバータ試験装置。
3. 同一の負荷回路を構成する複数のインダクタンス切替要素に備わる各固定リアクトルが、互いに異なる大きさのインダクタンスを持つように設定したことを特徴とする請求項１又は２記載のインバータ試験装置。
4. 外部より入力されたインダクタンス設定値を基に前記負荷回路中で作用させる固定リアクトルを選択する固定リアクトル選択部を備えており、当該固定リアクトル選択部による信号を基に、各開閉スイッチの切り替えがなされるように構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインバータ試験装置。
5. モータの回転角度の検出信号を模擬した模擬角度検出信号を生成する模擬角度検出信号生成部を備えており、接続された被試験インバータに対して前記模擬角度検出信号生成部による模擬角度検出信号を出力するように構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインバータ試験装置。

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