JP7418674B1 - 電力変換システム - Google Patents

Abstract

電力変換システム（１Ａ）が、電源（４）とモータ（５）との間に接続されて電力の変換を行う電力変換装置と、電力変換装置が発生させるスイッチングノイズのノイズ電流に対応するノイズ情報を検出するノイズ情報検出装置（２０）と、を備え、ノイズ情報検出装置は、ノイズ電流を低減させるダンピング可変抵抗（２５）と、電力変換装置に接続された主動力線およびダンピング抵抗に接続されたダンピング抵抗接続線（２２）が通されたコモンモードチョークコイル（３）と、ノイズ電流の変化に応じて変化する、ダンピング抵抗の温度情報（３１）および電流情報（３２）の少なくとも一方を検出するセンサとを有し、電力変換装置は、温度情報および電流情報の少なくとも一方を含んだノイズ情報に基づいて、ノイズ電流のノイズレベルが基準値よりも大きいか否かを判定し、ノイズレベルが基準値よりも大きい場合には、スイッチングキャリア周波数を下げる。

Description

本開示は、スイッチング素子を用いて電力変換を行う電力変換システムに関する。

インバータ、コンバータなどの電力変換装置は、高速でスイッチングするのでスイッチングノイズが発生する。このスイッチングノイズは、スイッチング素子のオンとオフとの切り替えを制御する信号の周波数であるスイッチングキャリア周波数に比例して大きくなる。

スイッチングノイズに対処するため、一般的には、電力変換装置のサプライヤが、予めスイッチングキャリア周波数に応じたノイズレベルを測定し、測定結果を開示している。これにより、電力変換装置が設置された設備では、測定結果に応じた対処が行われる。ところが、特にアースを経由して伝搬するコモンモードノイズは、電源の接地状況、シールドケーブルの使用の有無、モータ浮遊容量等、電力変換装置が設置される周辺環境に大きく依存するので、実際のノイズレベルの値とサプライヤにおいて測定したノイズレベルの値とが乖離することがある。また、実際のスイッチングノイズのノイズレベルを測定するには専用の計測器を使用する必要があり、容易に測定することはできない。そのため、周辺機器の誤作動などのスイッチングノイズによる問題が発生してから対策が検討されるなど、対策が後手に回ることが多くあり、設備の稼働後に問題が発生した場合、大きな損失につながってしまう。このため、電力変換装置に対しては、スイッチングノイズを低減することが望まれている。

特許文献１に記載のエレベータ制御装置は、電源とモータとの間で、電力変換装置と直列に接続されたコモンモードリアクトルと、コモンモードリアクトルの磁性体に巻き付けられた磁気飽和抑制用コイルと、磁気飽和抑制用コイルに近接して設けられた磁気飽和抑制用抵抗とを備えている。このエレベータ制御装置は、エレベータの運転パターンに基づいて、磁性体が磁気飽和するか否かを判定し、磁性体が磁気飽和すると判定した場合は、磁気飽和抑制用コイルと磁気飽和抑制用抵抗とを接続して閉回路を構成し、磁気飽和を防止することで、ノイズ低減効果を維持している。

特開２０１０－１０４２００号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、エレベータ制御装置が設置される設備毎に、予め磁気飽和するか否かの判定に用いられる磁気飽和条件として多数の実験値を測定しておく必要があり、スイッチングノイズの低減に手間がかかるという問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、スイッチングノイズを容易に低減することができる電力変換システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の電力変換システムは、電源とモータとの間に接続されて電力の変換を行う電力変換装置と、電力変換装置が発生させるスイッチングノイズのノイズ電流に対応する情報であるノイズ情報を検出するノイズ情報検出装置とを備える。ノイズ情報検出装置は、ノイズ電流を低減させるダンピング抵抗と、電力変換装置に接続された主動力線が通されるとともにダンピング抵抗に接続された電線が通されたコモンモードチョークコイルとを有する。また、ノイズ情報検出装置は、ノイズ電流の変化に応じて変化する、ダンピング抵抗の温度の情報である温度情報およびダンピング抵抗に流れる電流の情報である電流情報の少なくとも一方を検出するセンサを有する。電力変換装置は、温度情報および電流情報の少なくとも一方を含んだノイズ情報をノイズ情報検出装置から受信するとともに、ノイズ情報に基づいて、ノイズ電流のノイズレベルが基準値よりも大きいか否かを判定し、ノイズレベルが基準値よりも大きい場合には、スイッチングキャリア周波数を下げる。

本開示にかかる電力変換システムは、スイッチングノイズを容易に低減することができるという効果を奏する。

実施の形態にかかる電力変換システムの第１の構成例を示す図 実施の形態にかかる電力変換システムの第２の構成例を示す図 実施の形態にかかる電力変換システムが実行する処理の処理手順を示すフローチャート 実施の形態にかかる電力変換システムが、ノイズ情報がノイズ判定値に到達する前にスイッチングキャリア周波数を下げる場合の処理を説明するための図 実施の形態にかかる制御部を実現するハードウェア構成例を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかる電力変換システムを図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態．
図１は、実施の形態にかかる電力変換システムの第１の構成例を示す図である。電力変換システム１Ａは、スイッチング素子を用いて電力変換を行うシステムである。電力変換システム１Ａは、電源４からの電力を用いてモータ５を駆動するとともに、自動でスイッチングノイズを検出し、自動でスイッチングノイズを低減する。電力変換システム１Ａは、半導体電力変換装置１０と、ノイズ情報検出装置２０と、３相一括の主動力線である入力動力電線６と、３相一括の主動力線である出力動力電線７とを備えている。

電力変換システム１Ａは、電源４およびモータ５に接続されている。電力変換システム１Ａは、ダンピング可変抵抗２５が電源４側（１次側）に実装されたシステムである。すなわち、電力変換システム１Ａでは、ダンピング可変抵抗２５を有したノイズ情報検出装置２０が、電源４と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation、パルス幅変調）コンバータ（図示せず）を有した電力変換装置である半導体電力変換装置１０との間に接続されている。

半導体電力変換装置１０は、電源４とモータ５との間に接続されて電力の変換を行う装置である。半導体電力変換装置１０は、入力動力電線６を介して電源４に接続されており、出力動力電線７を介してモータ５に接続されている。

ノイズ情報検出装置２０は、半導体電力変換装置１０が発生させるスイッチングノイズに対応する情報であるノイズ情報を検出する。ノイズ情報検出装置２０は、コモンモードチョークコイル３と、ダンピング可変抵抗２５と、温度センサ２１と、電流センサ８と、ダンピング抵抗接続線２２と、温度センサ接続線２３と、電流センサ接続線２４とを有している。ダンピング抵抗接続線２２、温度センサ接続線２３、および電流センサ接続線２４は電線である。実施の形態のノイズ情報検出装置２０は、ダンピング可変抵抗２５を用いてノイズ情報を検出する。

コモンモードチョークコイル３は、入力動力電線６に配置されている。コモンモードチョークコイル３では、円筒部の中央部に、入力動力電線６と、ダンピング可変抵抗２５に接続されたダンピング抵抗接続線２２とが通されている。

ダンピング可変抵抗２５は、振動を減衰させることでスイッチングノイズのノイズ電流を低減させる抵抗であり、ダンピング抵抗接続線２２に接続されている。ダンピング抵抗接続線２２は、ダンピング可変抵抗２５の一端から延設されて、環状のコモンモードチョークコイル３の環状内部を通り、ダンピング可変抵抗２５の他端に接続されている。ダンピング抵抗接続線２２上には、電流センサ８が接続されている。

ダンピング可変抵抗２５は、抵抗値を変更できる抵抗である。すなわち、ダンピング可変抵抗２５の抵抗値は、電力変換システム１Ａの使用者によって可変である。したがって、電力変換システム１Ａは、ノイズ低減度合を容易に調整することが可能となる。

電流センサ８は、ダンピング抵抗接続線２２を流れる電流（以下、ダンピング回路電流という場合がある）を測定する。電流センサ８は、電流センサ接続線２４を介して半導体電力変換装置１０に接続されている。電流センサ８は、ダンピング抵抗接続線２２を流れる電流の測定結果を示す電流情報３２を、電流センサ接続線２４を介して半導体電力変換装置１０に送信する。

また、ダンピング可変抵抗２５には、温度センサ２１が配置されている。温度センサ２１は、ダンピング可変抵抗２５の温度（以下、ダンピング抵抗温度という場合がある）を測定する。温度センサ２１は、温度センサ接続線２３を介して半導体電力変換装置１０に接続されている。温度センサ２１は、ダンピング可変抵抗２５の温度の測定結果を示す温度情報３１を、温度センサ接続線２３を介して半導体電力変換装置１０に送信する。

半導体電力変換装置１０は、記憶部１１と、制御部１２と、ＰＷＭ生成部１３と、半導体電力変換部１４とを有している。記憶部１１、制御部１２、ＰＷＭ生成部１３、および半導体電力変換部１４は、半導体素子を用いて構成されている。

記憶部１１は、電力変換システム１Ａで発生したエラーの履歴を示すエラー履歴３３を記憶しておく。エラー履歴３３には、エラー発生の有無、エラーが発生した際の、ダンピング抵抗温度の履歴の情報、ダンピング回路電流などが含まれている。また、エラー履歴３３には、エラーが発生した際の、ダンピング抵抗温度の上昇率、ダンピング回路電流の上昇率、エラー発生回数などの情報が含まれていてもよい。

制御部１２は、ノイズ情報検出装置２０の温度センサ２１から温度情報３１を受信する。また、制御部１２は、ノイズ情報検出装置２０の電流センサ８から電流情報３２を受信する。温度情報３１および電流情報３２の少なくとも一方を含む情報がノイズ情報である。また、制御部１２は、記憶部１１からエラー履歴３３を読み出す。

制御部１２は、温度情報３１および電流情報３２の少なくとも一方に基づいて、スイッチングキャリア周波数を指定した指令である周波数指令（以下、ｆｃ指令３４という）を生成する。スイッチングキャリア周波数は、スイッチング素子のオンとオフとの切り替えを制御する信号の周波数である。また、制御部１２は、エラー履歴３３を参照してｆｃ指令３４を生成してもよい。

制御部１２は、温度情報３１で示されるダンピング抵抗温度が温度閾値よりも高い場合に、現状のスイッチングキャリア周波数よりも低いスイッチングキャリア周波数を示すｆｃ指令３４を生成する。また、制御部１２は、電流情報３２で示されるダンピング回路電流が電流閾値よりも高い場合に、現状のスイッチングキャリア周波数よりも低いスイッチングキャリア周波数を示すｆｃ指令３４を生成する。

また、制御部１２は、温度情報３１および電流情報３２の少なくとも一方と、エラー履歴３３とに基づいて、この後にエラーが発生するか否かを予測する。制御部１２は、この後にエラーが発生すると判定した場合は、現状のスイッチングキャリア周波数よりも低いスイッチングキャリア周波数を示すｆｃ指令３４を生成する。制御部１２は、生成したｆｃ指令３４をＰＷＭ生成部１３に送信する。

ＰＷＭ生成部１３は、ｆｃ指令３４に基づいて、ＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号は、例えば、半導体電力変換部１４が具備するＰＷＭコンバータ（図示せず）を制御するための信号である。ＰＷＭ生成部１３は、ＰＷＭ信号を半導体電力変換部１４に送信する。

半導体電力変換部１４は、ＰＷＭコンバータ、インバータ（図示せず）などを具備しており、電源４から送られてくる電力を変換する。半導体電力変換部１４では、ＰＷＭコンバータが、ＰＷＭ信号に基づいて、電源４から送られてくる交流電力を直流電力に変換する。また、半導体電力変換部１４では、インバータが、直流電力を交流電力に変換してモータ５を駆動する。

このように、ダンピング可変抵抗２５がＰＷＭコンバータと電源４とに接続された電力変換システム１Ａでは、電源４と半導体電力変換装置１０とが入力動力電線６を介して接続され、半導体電力変換装置１０とモータ５とが、出力動力電線７を介して接続されている。そして、入力動力電線６には、コモンモードチョークコイル３が配置され、コモンモードチョークコイル３には、非接触でダンピング抵抗接続線２２が接続され、ダンピング抵抗接続線２２にはダンピング可変抵抗２５が接続されている。また、ダンピング可変抵抗２５の近傍には温度センサ２１が配置されており、温度センサ２１が、温度センサ接続線２３を介して半導体電力変換装置１０に接続されている。

電力変換システム１Ａでは、コモンモードチョークコイル３を通るダンピング抵抗接続線２２に接続された抵抗が、ダンピング可変抵抗２５であり、抵抗値が可変となっている。これにより、電力変換システム１Ａに対しては、電力変換システム１Ａのノイズ量に依らず抵抗値を選定することができるうえ、ダンピング可変抵抗２５によって電力を消費することが可能となり、ダンピング可変抵抗２５に直列に接続される電流センサ８の選定も容易となる。また、電力変換システム１Ａでは、インバータの容量、電力変換システム１Ａが設置される設備の大きさなどに応じて抵抗値を変更したい場合に、ダンピング可変抵抗２５が用いられることで、容易に抵抗値を変更できる。

前述したように、コモンモードチョークコイル３には、３相一括の主動力線である入力動力電線６とともに、ダンピング可変抵抗２５に繋がるダンピング抵抗接続線２２が通されている。電力変換システム１Ａにおいて、入力動力電線６にノイズ電流が流れると、コモンモードチョークコイル３の誘導起電力により、ダンピング可変抵抗２５にもノイズ電流に比例した電流が流れ、ダンピング可変抵抗２５でノイズ電流が消費され、ダンピング可変抵抗２５の温度が上がる。

ダンピング可変抵抗２５は、ダンピング可変抵抗２５に流れるノイズ電流に比例して発熱する。すなわち、ダンピング可変抵抗２５に流れるノイズ電流と、ダンピング可変抵抗２５での発熱量とは比例関係にある。したがって、制御部１２は、ダンピング可変抵抗２５の発熱量に対応するダンピング可変抵抗２５の温度（ダンピング抵抗温度）に基づいて、ノイズ電流のノイズレベルを判定することができる。実施の形態の制御部１２は、温度センサ２１が測定したダンピング可変抵抗２５の温度が温度閾値を超えたらノイズレベルが基準値より大きいと判定する。

また、ダンピング可変抵抗２５には、ノイズ電流に比例した電流が流れるので、制御部１２は、電流センサ８が測定したダンピング可変抵抗２５に流れる電流（ダンピング回路電流）に基づいて、ノイズ電流のノイズレベルを判定することができる。実施の形態の制御部１２は、電流センサ８が測定した電流が電流閾値を超えたらノイズレベルが基準値より大きいと判定してもよい。

半導体電力変換装置１０は、制御部１２が、ノイズレベルが基準値より大きいと判定すると、ノイズレベルを下げるためにスイッチングキャリア周波数を低減するようにスイッチングする。具体的には、制御部１２は、ノイズレベルが基準値より大きいと判定すると、現状のスイッチングキャリア周波数よりも低いスイッチングキャリア周波数を示すｆｃ指令３４を生成する。

制御部１２は、例えば、現状のスイッチングキャリア周波数よりも特定値だけ低いスイッチングキャリア周波数を示すｆｃ指令３４を生成する。また、制御部１２は、例えば、現状のスイッチングキャリア周波数よりも特定割合だけ低いスイッチングキャリア周波数を示すｆｃ指令３４を生成してもよい。制御部１２は、生成したｆｃ指令３４をＰＷＭ生成部１３に送信する。

これにより、ＰＷＭ生成部１３は、ｆｃ指令３４に対応するＰＷＭ信号を生成して半導体電力変換部１４に送信する。半導体電力変換部１４では、ＰＷＭコンバータが、ＰＷＭ信号に基づいて、電源４から送られてくる交流電力を直流電力に変換し、インバータが、直流電力を交流電力に変換してモータ５を駆動する。

このように、電力変換システム１Ａは、温度センサ２１が測定した温度および電流センサ８が測定した電流の少なくとも一方に基づいて、ノイズレベルが基準値より大きいと判定すると、スイッチングキャリア周波数を下げるので、容易にスイッチングノイズを低減することができる。

また、電力変換システム１Ａは、ノイズ電流をダンピング可変抵抗２５で消費することができるので、スイッチングノイズを低減させることができ、効率的なシステム運用が可能となる。

電力変換システム１Ａは、温度センサ２１からのフィードバック値と、電流センサ８からのフィードバック値との両方に基づいて、ノイズレベルが基準値より大きいか否かを判定してもよい。すなわち、制御部１２は、温度センサ２１が測定した温度と、電流センサ８が測定した電流との両方に基づいて、ノイズレベルが基準値より大きいか否かを判定してもよい。これにより、制御部１２は、ノイズレベルが基準値より大きいか否かを正確に判定することができる。

制御部１２は、例えば、温度センサ２１が測定した温度であるダンピング抵抗温度が温度閾値よりも高く、且つ電流センサ８が測定した電流であるダンピング回路電流が電流閾値よりも高い場合に、ノイズレベルが基準値より大きいと判定する。

また、制御部１２は、ダンピング抵抗温度が温度閾値よりも高いか、またはダンピング回路電流が電流閾値よりも高い場合に、ノイズレベルが基準値より大きいと判定してもよい。

なお、実施の形態では、ノイズ情報検出装置２０が、温度センサ２１および電流センサ８の両方を備える構成について説明したが、電力変換システム１Ａは、ダンピング可変抵抗２５を用いてノイズレベルを検出できればよいので、温度センサ２１および電流センサ８の少なくとも一方を備えていればよい。

このように、制御部１２は、温度センサ２１が測定した温度と、電流センサ８が測定した電流との少なくとも一方に基づいて、ノイズレベルが基準値より大きいか否かを判定する。

このように、電力変換システム１Ａは、ダンピング可変抵抗２５によってコモンモードノイズを抑制しつつ、ダンピング可変抵抗２５を用いて検出されたノイズレベルが大きい場合にはスイッチングキャリア周波数を低減させるので、自動でノイズレベルを下げることができる。

なお、ダンピング可変抵抗２５は、モータ５側（２次側）に実装されてもよい。ここで、ダンピング可変抵抗２５がモータ５側に接続される場合の電力変換システムの構成について説明する。

図２は、実施の形態にかかる電力変換システムの第２の構成例を示す図である。図２の各構成要素のうち図１に示す電力変換システム１Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

電力変換システム１Ｂは、電力変換システム１Ａと同様に、電源４からの電力を用いてモータ５を駆動するとともに、自動でノイズを検出し、自動でノイズを低減するシステムである。電力変換システム１Ｂは、電力変換システム１Ａと同様に、半導体電力変換装置１０と、ノイズ情報検出装置２０と、入力動力電線６と、出力動力電線７とを備えている。

電力変換システム１Ｂは、電源４およびモータ５に接続されている。電力変換システム１Ｂでは、ダンピング可変抵抗２５を有したノイズ情報検出装置２０が、モータ５と、ＰＷＭコンバータを有した半導体電力変換装置１０との間に接続されている。

電力変換システム１Ｂでは、コモンモードチョークコイル３は、出力動力電線７に配置されている。コモンモードチョークコイル３では、円筒部の中央部に出力動力電線７およびダンピング抵抗接続線２２が通されている。

つぎに、電力変換システム１Ａ，１Ｂが実行する処理の処理手順について説明する。図３は、実施の形態にかかる電力変換システムが実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、電力変換システム１Ａ，１Ｂが実行する処理の処理手順は同じであるので、ここでは、電力変換システム１Ａが実行する処理の処理手順について説明する。

電力変換システム１Ａへは、ノイズ情報の判定に用いられる閾値であるノイズ判定値（後述するノイズ判定値Ｔｈ）が、電力変換システム１Ａの使用者によって設定される。すなわち、電力変換システム１Ａへは、電力変換システム１Ａの使用者によって、温度閾値および電流閾値の少なくとも一方が設定される。

電力変換システム１Ａは、モータ５の駆動を開始すると、ノイズ情報検出装置２０が、ダンピング可変抵抗２５を用いてノイズ情報を検出する（ステップＳ１０）。具体的には、電力変換システム１Ａが温度センサ２１を有している場合、温度センサ２１が、ダンピング抵抗温度を検出する。また、電力変換システム１Ａが電流センサ８を有している場合、電流センサ８が、ダンピング回路電流を検出する。

ノイズ情報検出装置２０は、ノイズ情報を半導体電力変換装置１０の制御部１２に送信する。制御部１２は、ノイズ情報がノイズ判定値Ｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。具体的には、電力変換システム１Ａが温度センサ２１を有している場合、制御部１２は、温度センサ２１が測定したダンピング抵抗温度が温度閾値以下であるかを判定する。また、電力変換システム１Ａが電流センサ８を有している場合、制御部１２は、電流センサ８が測定したダンピング回路電流が電流閾値以下であるか否かを判定する。

ノイズ情報がノイズ判定値Ｔｈよりも大きい場合（ステップＳ２０、Ｎｏ）、制御部１２は、ノイズレベルが基準値より大きいと判定する。すなわち、制御部１２は、ダンピング抵抗温度が温度閾値よりも高い場合、ノイズレベルが基準値より大きいと判定する。また、制御部１２は、ダンピング回路電流が電流閾値よりも高い場合、ノイズレベルが基準値より大きいと判定する。制御部１２は、ノイズレベルが基準値より大きいと判定すると、スイッチングキャリア周波数を下げる（ステップＳ３０）。

この後、ノイズ情報検出装置２０は、ダンピング可変抵抗２５の抵抗値に応じた待ち時間だけ待機し（ステップＳ４０）、ステップＳ１０の処理に戻る。そして、ノイズ情報検出装置２０が、ダンピング可変抵抗２５を用いてノイズ情報を検出する（ステップＳ１０）。制御部１２は、ノイズ情報がノイズ判定値Ｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。ノイズ情報がノイズ判定値Ｔｈ以下である場合（ステップＳ２０、Ｙｅｓ）、制御部１２は、ノイズレベルが基準値以下であると判定し、スイッチングキャリア周波数を変化させない。

なお、半導体電力変換装置１０は、ノイズ情報がノイズ判定値Ｔｈに到達する前にスイッチングキャリア周波数を下げてもよい。ここで、半導体電力変換装置１０が、ノイズ情報がノイズ判定値Ｔｈに到達する前にスイッチングキャリア周波数を下げる場合の処理について説明する。

図４は、実施の形態にかかる電力変換システムが、ノイズ情報がノイズ判定値に到達する前にスイッチングキャリア周波数を下げる場合の処理を説明するための図である。図４では、半導体電力変換装置１０がスイッチングキャリア周波数を調整した場合の、ノイズ情報Ｎ１の推移の一例を示している。

半導体電力変換装置１０は、使用者からの指示に従って、ノイズ情報Ｎ１の閾値であるノイズ判定値Ｔｈを予め設定しておく（ｓｔ１）。ノイズ情報Ｎ１の閾値は、温度閾値および電流閾値の少なくとも一方を含んでいる。

電力変換システム１Ａは、モータ５の駆動を開始すると、ノイズ情報検出装置２０が、ダンピング可変抵抗２５を用いてノイズ情報Ｎ１を検出する。半導体電力変換装置１０は、ノイズ情報Ｎ１がノイズ判定値Ｔｈを超えると、エラーが発生したと判定し（ｓｔ２）、スイッチングキャリア周波数を下げる。これにより、ノイズ情報検出装置２０が検出するノイズ情報Ｎ１は下がる。

半導体電力変換装置１０の記憶部１１は、電力変換システム１Ａで発生したエラーの履歴を示すエラー履歴３３を記憶しておく。ここでの記憶部１１は、エラー履歴３３として、ノイズ情報Ｎ１がノイズ判定値Ｔｈを超えたことを記憶しておく。半導体電力変換装置１０の制御部１２は、記憶部１１にエラー履歴３３が格納されると、記憶部１１からエラー履歴３３を読み出す。制御部１２は、エラー履歴３３を読み出すと、エラー履歴３３に基づいて、ｆｃ指令３４を生成する。

制御部１２は、例えば、１度でもノイズ情報Ｎ１がノイズ判定値Ｔｈを超えた後には、以降、ノイズ情報Ｎ１がノイズ判定値Ｔｈを超えないように、ｆｃ指令３４を生成する。具体的には、制御部１２は、ノイズ判定値Ｔｈに基づいて、ノイズ判定値Ｔｈよりも特定値だけ低い新しいノイズ判定値Ｔｘまたはノイズ判定値Ｔｈよりも特定割合だけ低い新しいノイズ判定値Ｔｘを設定する。そして、制御部１２は、新しいノイズ判定値Ｔｘを設定した後は、ノイズ情報Ｎ１が新しいノイズ判定値Ｔｘを超えると、スイッチングキャリア周波数を下げる。これにより、制御部１２は、ノイズ情報Ｎ１が、当初のノイズ判定値Ｔｈを超える前にスイッチングキャリア周波数を下げることができる（ｓｔ３）。

ところで、コモンモードチョークコイル３の鉄心に流れる磁束を測定し、磁束が保護レベルを超えた場合に、スイッチングキャリア周波数を下げる方法がある。この方法の場合、鉄心に流れる磁束を測定する必要があるので、設備が煩雑になり、高価になる。

一方、実施の形態の電力変換システム１Ａ，１Ｂは、ノイズ情報Ｎ１がノイズ判定値Ｔｈを超えた場合にスイッチングキャリア周波数を下げるので、鉄心に流れる磁束を測定することなく、スイッチングノイズを低減することが可能となる。

このように、電力変換システム１Ａ，１Ｂは、磁束を測定しないので、安価なシステム構成で、スイッチングノイズを低減することができる。また、電力変換システム１Ａ，１Ｂは、ダンピング可変抵抗２５でノイズ電流を消費するので、スイッチングノイズを抑制することができる。なお、電力変換システム１Ａ，１Ｂには、ダンピング可変抵抗２５の代わりに、抵抗値を変更できないダンピング抵抗が適用されてもよい。

また、電力変換システム１Ａ，１Ｂは、ノイズレベルに応じて自動でスイッチングキャリア周波数を低減させることができるので、電力変換システム１Ａ，１Ｂの停止を防ぐことができるとともに、スイッチングノイズを抑制することができる。

ここで、制御部１２のハードウェア構成について説明する。図５は、実施の形態にかかる制御部を実現するハードウェア構成例を示す図である。制御部１２は、入力装置３００、プロセッサ１００、メモリ２００、および出力装置４００により実現することができる。プロセッサ１００の例は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）またはシステムＬＳＩ（Large Scale Integration）である。メモリ２００の例は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）である。

制御部１２は、プロセッサ１００が、メモリ２００で記憶されている制御部１２の動作を実行するための、コンピュータで実行可能な、制御プログラム３７を読み出して実行することにより実現される。制御部１２の動作を実行するためのプログラムである制御プログラム３７は、制御部１２の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

プロセッサ１００が実行する制御プログラム３７は、制御部１２を含むモジュール構成となっており、これらの構成要素が主記憶装置上にロードされ主記憶装置上に生成される。

入力装置３００は、温度センサ２１からダンピング抵抗温度を受け付けてプロセッサ１００に送る。また、入力装置３００は、電流センサ８からダンピング回路電流を受け付けてプロセッサ１００に送る。

メモリ２００は、制御プログラム３７、エラー履歴３３、温度閾値３５、電流閾値３６などを記憶する。また、メモリ２００は、プロセッサ１００が各種処理を実行する際の一時メモリに使用される。出力装置４００は、モータ５にモータ５の駆動電流を出力する。

制御プログラム３７は、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されてもよい。また、制御プログラム３７は、インターネットなどのネットワーク経由で制御部１２に提供されてもよい。なお、制御部１２の機能について、一部を専用回路などの専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。なお、制御部１２が備える機能の一部のハードウェア構成を、図５に示したハードウェア構成としてもよい。

このように実施の形態によれば、電力変換システム１Ａ，１Ｂは、ダンピング可変抵抗２５を用いて検出されたノイズ情報Ｎ１に基づいて、ノイズ電流のノイズレベルが基準値よりも大きいか否かを判定し、ノイズレベルが基準値よりも大きい場合には、スイッチングキャリア周波数を下げるので、スイッチングノイズを容易に低減することが可能となる。また、電力変換システム１Ａ，１Ｂは、ダンピング可変抵抗２５でノイズ電流を消費できるので、スイッチングノイズを低減させることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１Ａ，１Ｂ 電力変換システム、３ コモンモードチョークコイル、４ 電源、５ モータ、６ 入力動力電線、７ 出力動力電線、８ 電流センサ、１０ 半導体電力変換装置、１１ 記憶部、１２ 制御部、１３ ＰＷＭ生成部、１４ 半導体電力変換部、２０ ノイズ情報検出装置、２１ 温度センサ、２２ ダンピング抵抗接続線、２３ 温度センサ接続線、２４ 電流センサ接続線、２５ ダンピング可変抵抗、３１ 温度情報、３２ 電流情報、３３ エラー履歴、３４ ｆｃ指令、３５ 温度閾値、３６ 電流閾値、３７ 制御プログラム、１００ プロセッサ、２００ メモリ、３００ 入力装置、４００ 出力装置、Ｎ１ ノイズ情報、Ｔｈ ノイズ判定値、Ｔｘ 新しいノイズ判定値。

Claims (5)

1. 電源とモータとの間に接続されて電力の変換を行う電力変換装置と、
   前記電力変換装置が発生させるスイッチングノイズのノイズ電流に対応する情報であるノイズ情報を検出するノイズ情報検出装置と、
   を備え、
   前記ノイズ情報検出装置は、
   前記ノイズ電流を低減させるダンピング抵抗と、
   前記電力変換装置に接続された主動力線が通されるとともに前記ダンピング抵抗に接続された電線が通されたコモンモードチョークコイルと、
   前記ノイズ電流の変化に応じて変化する、前記ダンピング抵抗の温度の情報である温度情報および前記ダンピング抵抗に流れる電流の情報である電流情報の少なくとも一方を検出するセンサと、
   を有し、
   前記電力変換装置は、
   前記温度情報および前記電流情報の少なくとも一方を含んだ前記ノイズ情報を前記ノイズ情報検出装置から受信するとともに、前記ノイズ情報に基づいて、前記ノイズ電流のノイズレベルが基準値よりも大きいか否かを判定し、前記ノイズレベルが前記基準値よりも大きい場合には、スイッチングキャリア周波数を下げる、
   ことを特徴とする電力変換システム。
2. 前記ノイズ情報検出装置は、前記電力変換装置の１次側である前記電源側に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
3. 前記ノイズ情報検出装置は、前記電力変換装置の２次側である前記モータ側に接続されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
4. 前記ダンピング抵抗は、抵抗値が可変のダンピング可変抵抗である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
5. 前記電力変換装置は、
   前記ノイズレベルが前記基準値であるノイズ判定値を超えた後には、前記ノイズ判定値よりも低い新しいノイズ判定値を設定し、前記ノイズレベルが前記新しいノイズ判定値よりも大きくなると、前記スイッチングキャリア周波数を下げる、
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか１つに記載の電力変換システム。

Images