特許 6282338 電力変換装置及び電力変換方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6282338

(24)【登録日】2018年2月2日

(45)【発行日】2018年2月21日

(54)【発明の名称】電力変換装置及び電力変換方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 23/00 20160101AFI20180208BHJP

【ＦＩ】

   H02P23/00

【請求項の数】13

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-513538(P2016-513538)

(86)(22)【出願日】2014年4月16日

(86)【国際出願番号】JP2014060765

(87)【国際公開番号】WO2015159376

(87)【国際公開日】20151022

【審査請求日】2016年7月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】杉本 卓也

(72)【発明者】

【氏名】小沼 雄作

【審査官】 ▲桑▼原 恭雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１４８５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３３７０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１８７６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２５９６９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流または交流の電圧を任意の電圧に変換し電動機を駆動する電力変換器と、
該電動機に任意の電圧を印加するように前記電力変換器を制御する制御装置と、
該電動機に流れる電流を検出または推定する電流検出器と、を備え、
前記制御装置は、該電動機の空転または停止時に電圧を該電動機に印加し、該電動機に印加した電圧の電圧値と該電動機の電動機定数を用いて算出される時定数である状態判断時間が経過した時に、前記電流検出器により検出または推定された電流値と、印加した電圧に基づいて算出される状態判断値とを比較することにより該電動機の回転状態を判断する電力変換装置。

【請求項2】

請求項１記載の電力変換装置において、
該電動機の空転または停止時に前記電力変換器から該電動機に印加する電圧は、該電動機の電動機定数と停止判断周波数に基づき算出される電圧値を有することを特徴とする電力変換装置。

【請求項3】

請求項１記載の電力変換装置において、
前記電流検出器により検出または推定された電流値が前記状態判断値以上もしくは超えている場合に、該電動機は空転状態であると判断することを特徴とする電力変換装置。

【請求項4】

請求項１記載の電力変換装置において、
前記電流検出器により検出または推定された電流値が前記状態判断値以下もしくは未満の場合に、該電動機は停止状態であると判断することを特徴とする電力変換装置。

【請求項5】

請求項１記載の電力変換装置において、
前記状態判断時間に対し、その近辺に少なくとも１つの閾値を設けることを特徴とする電力変換装置。

【請求項6】

請求項１記載の電力変換装置において、
前記状態判断値に対し、その近辺に少なくとも１つの閾値を設けることを特徴とする電力変換装置。

【請求項7】

請求項１記載の電力変換装置において、
該電動機の回転状態の判断結果に応じて該電動機の再起動方法が選択されることを特徴とする電力変換装置。

【請求項8】

請求項１記載の電力変換装置において、
電力変換装置の情報を表示させる表示部と、
電力変換装置の情報を外部に出力する出力部と、を備え、
前記制御装置により判断された該電動機の回転状態に関する情報を前記表示部に表示、または、前記出力部から外部に出力することを特徴とする電力変換装置。

【請求項9】

直流または交流の電圧を任意の電圧に変換する工程と、
電動機に任意の電圧を印加するように電力変換器を制御する工程と、
該電動機に流れる電流を検出または推定する工程と、
該電動機の空転または停止時に該電動機に電圧を印加し、該電動機に印加した電圧の電圧値と該電動機の電動機定数を用いて算出される状態判断時間が経過した時に、検出または推定された電流値と、印加した電圧に基づいて算出される状態判断値とを比較することにより該電動機の回転状態を判断する工程と、
を備えることを特徴とする電力変換方法。

【請求項10】

請求項９記載の電力変換方法において、
該電動機の空転または停止時に該電動機に印加する電圧は、該電動機の電動機定数と停止判断周波数に基づき算出される電圧値を有することを特徴とする電力変換方法。

【請求項11】

請求項９記載の電力変換方法において、
検出または推定された電流値が前記状態判断値以上もしくは超えている場合に、該電動機は空転状態であると判断し、検出または推定された電流値が前記状態判断値以下もしくは未満の場合に、該電動機は停止状態であると判断することを特徴とする電力変換方法。

【請求項12】

請求項９記載の電力変換方法において、
該電動機の回転状態の判断結果に応じて該電動機の再起動方法が選択される工程を備えることを特徴とする電力変換方法。

【請求項13】

請求項９記載の電力変換方法において、
判断された該電動機の回転状態に関する情報を表示、または、外部に出力する工程を備えることを特徴とする電力変換方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置及び電力変換方法に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特開２００７−８９２６９号公報（特許文献１）がある。この公報には、「直流電力を任意の周波数の交流電力に変換するＶＶＶＦインバータと、電動機の回転速度を検出することなくゲート指令を供給してＶＶＶＦインバータの出力周波数及び出力電圧を可変出力し前記電動機を駆動するインバータ制御手段とを有する電気車制御装置において、電動機の磁束または誘起電圧に基づいて当該電動機の回転速度を推定する。」と記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−８９２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、電動機の回転状態判断方法について記載されている。しかし、特許文献１の回転状態判断方法では、例えば、回転子空転中に回転状態を判断するために電動機の磁束または誘起電圧に基づいて電動機の回転速度を推定しており、回転状態を判断するまでに時間がかかってしまう。そのため、即座に回転状態を得ることが困難である。また、回転状態を判断するための回転速度の推定において誤推定可能性がある。

【0005】

そこで、本発明は、電動機の回転子空転中において回転状態をより早くそしてより容易で確実に、判断することが可能な電力変換装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

【0007】

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、直流または交流の電圧を任意の電圧に変換し電動機を駆動する電力変換器と、該電動機に任意の電圧を印加するように前記電力変換器を制御する制御装置と、該電動機に流れる電流を検出または推定する電流検出器と、を備え、前記制御装置は、該電動機の空転または停止時に電圧を該電動機に印加し、前記電流検出器により検出または推定された電流値と、印加した電圧に基づいて算出される状態判断値とを比較することにより該電動機の回転状態を判断する構成とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、電動機の回転子空転中であっても回転状態をより早くそしてより容易で確実に、判断することが可能な電力変換装置を提供することができる。

【0009】

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１における電力変換装置の構成図の一例である。

【図2】実施例１における電力変換装置の交流電動機状態判断部の構成図の一例である。

【図3】実施例１における電力変換装置の交流電動機状態判別部１０８内の交流電動機状態判断処理部２０３の構成処理の一例である。

【図4】実施例１における任意の電圧を印加する電力変換装置と永久磁石同期電動機１０５の関係を示す簡易的な１相分の等価回路図の一例である。

【図5】実施例１における、永久磁石同期電動機１０５回転中に、電圧Ｖ_Ｉを印加した際に流れる電流と時間の関係を示した一例である。

【図6】実施例１における、永久磁石同期電動機１０５に電圧を印加した際の電流と時間の関係図の一例である。

【図7】実施例１において特定の条件時における永久磁石同期電動機１０５の回転周波数に応じた電流成長図の一例である。

【図8】実施例１における電力変換装置の交流電動機状態判断値及び交流電動機状態判断時間に任意の閾値を設けた場合の印加電圧と電流の関係図である。

【図9】実施例２における電力変換装置の構成図の一例である。

【図10】実施例２における電力変換装置の交流電動機状態判断部の構成図の一例である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例について、図を用いながら説明する。

【実施例1】

【0012】

本実施例では、空転中の交流電動機の回転状態の判断が可能な電力変換装置の構成の一例を説明する。具体的に考えられる本発明の適用例として、例えば、ファン用途に交流電動機を用いている場合に、外力(風等)により交流電動機が空転中において、電力変換装置は停止しており、交流電動機の回転状態を知ることができない。本発明を適用することで、交流電動機が空転中の場合における始動方法、交流電動機が停止中の場合における始動方法を選択することが可能となり、始動失敗の懸念はなくなる。

【0013】

図１は、実施例１における電力変換装置の構成図の一例である。永久磁石同期電動機１０５を駆動する電力変換装置１０１は、平滑コンデンサ１０２と、電力変換器１０３と、電流検出器１０４と、制御装置１０６とを有する。

【0014】

平滑コンデンサ１０２は、直流電圧を平滑化するための平滑コンデンサであるが、平滑させずに直流電圧を直接入力してもよい。電力変換器１０３は、半導体スイッチング素子のオン・オフの組み合わせに応じて、直流電圧を任意の電圧に変換する。

【0015】

電流検出器１０４は、例えばシャント抵抗やホールＣＴであって、電力変換器１０３の３相出力電流を検出する。２相のみを検出し、３相交流の総和が零であることから、残りの１相を算出してもよい。また、電力変換器１０３の入力の正極または負極にシャント抵抗を配置し、シャント抵抗に流れる電流から３相出力電流を推定してもよい。

【0016】

制御装置１０６は、交流電動機制御部１０７と、交流電動機状態判断部１０８と、ゲート信号制御部１０９と、設定部１１０とを有する。交流電動機制御部１０７は、永久磁石同期電動機１０５の速度またはトルクを任意に制御するために、３相出力電流に基づいた電圧指令を出力する。

【0017】

交流電動機状態判断部１０８は、設定部１１０から交流電動機状態判断値、交流電動機定数設定値等の各設定値、電流検出器１０４にて検出した３相出力電流を受け付け、指令部１１１から回転状態判断実施指令を受け付けた際、永久磁石同期電動機１０５の回転状態を交流電動機制御部１０７に、また遮断指令をゲート信号制御部１０９に出力する。本実施例の構成は、指令部１１１を電力変換装置１０１の外で構成したが、電力変換装置１０１内に構成しても構わない。

【0018】

ゲート信号制御部１０９は、交流電動機制御部１０７より電圧指令を受け取り、永久磁石同期電動機１０５に電圧指令に基づいた電圧が印加されるように、半導体スイッチング素子のオン・オフを制御する。また、ゲート信号制御部１０９は、交流電動機状態判断部１０８より遮断指令を受け取ると、永久磁石同期電動機１０５に対して電圧印加を中断するように、半導体スイッチング素子をすべてオフする。

【0019】

図２は、図１に示した電力変換装置の交流電動機状態判断部１０８の構成図の一例である。交流電動機状態判断部１０８に例えば３相出力電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗが入力されている場合、ピーク電流生成部２０１にてピーク電流を生成する。

【0020】

交流電動機状態判断処理部２０３は、図２のピーク電流生成部２０１にて生成したピーク電流、交流電動機定数等を入力とし、回転状態判断結果、測定状態を出力する。測定状態に応じて電圧印加処理部２０２では、任意の電圧の印加指令もしくは遮断指令を出力する。この際、印加する任意の電圧は、直流電圧でも交流電圧でも良い。また、印加する電圧は、ユーザがパラメータ等で任意に決定することもできる。

【0021】

図３は、図２に示した電力変換装置の交流電動機状態判別部１０８内の交流電動機状態判断処理部２０３の構成処理の一例である。交流電動機状態判断処理部２０３の内部処理として、例えば、まず交流電動機状態判断値判定処理部３０４にてピーク電流値が判断値以上もしくは超えているか否か判定する。交流電動機状態判断値の判断は、以上でも超えていてもどちらでも良く、その判定をパラメータ等で任意にユーザが設定し決定しても良い。判定結果が「ＹＥＳ」の場合、回転中処理部３０５にて回転中と判定される。また、判定結果が「ＮＯ」の場合、交流電動機状態判断時間判定処理部３０７にて判断値以上もしくは超えているか否か判定する。交流電動機状態判断時間の判断は、以上でも超えていてもどちらでも良く、その判定をパラメータ等で任意にユーザが設定し決定しても良い。判定結果が「ＹＥＳ」の場合、非回転中処理部３０８にて非回転中と判定される。また、判定結果が「ＮＯ」の場合、測定中処理部３０９にて測定中と判定される。次に、回転状態判断終了判定処理部３０６にて判断済か否か判定する。判定結果が「ＹＥＳ」の場合、測定終了処理部３１０を介して遮断命令を命令部３１１に出力し、命令部３１１からは図２の電圧印加処理部２０２へ遮断命令が出力されると同時に回転状態判断結果も出力する。判定結果が「ＮＯ」の場合、測定継続処理部３１２を介して印加命令を命令部３１１に出力し、命令部３１１からは図２の電圧印加処理部２０２へ印加命令が出力され測定を継続する。

【0022】

ここで、交流電動機状態判断値判定処理部３０４で用いた交流電動機状態判断値および交流電動機状態判断時間判定処理部３０７で用いた交流電動機状態判断時間について説明する。

【0023】

例えば、交流電動機定数として予め知られている誘起電圧定数Ｋｅと所望の周波数に応じた電圧を数１によって決定することができる。ここで、所望の周波数は、例えば、永久磁石同期電動機１０５における基底周波数の１０％やパラメータ等で任意にユーザが設定し決定しても良い。

【0024】

数１において、Ｋｅは、永久磁石同期電動機１０５の誘起電圧定数、ｆは、所望の周波数である。

【0025】

【数1】

【0026】

図４は実施例１における任意の電圧を印加する電力変換装置と永久磁石同期電動機１０５の関係を示す簡易的な１相分の等価回路図の一例である。図４において、Ｖ_Ｉは任意の印加電圧、Ｒは永久磁石同期電動機１０５の巻線抵抗、Ｌは永久磁石同期電動機１０５の巻線インダクタンス、Ｖ_Ｍは永久磁石同期電動機１０５から発生する誘起電圧である。また、このときの電流Iは、任意の印加電圧Ｖ_Ｉと永久磁石同期電動機１０５から発生する誘起電圧Ｖ_Ｍの差分および永久磁石同期電動機１０５の巻線抵抗Ｒ、巻線インダクタンスＬにより流れる。

【0027】

図５は、実施例１における、永久磁石同期電動機１０５回転中に、電圧Ｖ_Ｉを印加した際に流れる電流と時間の関係を示した一例である。なお、図中のＶ_Ｍは誘起電圧の実効値もしくは波高値である。任意の電圧を印加すると、ある一定時間経過後に、任意の印加電圧と永久磁石同期電動機１０５が発生する誘起電圧とに対応した電流が流れる。このとき、流れる電流の約６３％の値まで成長する時間すなわち時定数τは、電動機定数を用いて数２にて導出することができる。

【0028】

数２において、Ｌは、永久磁石同期電動機１０５の巻線インダクタンス、Ｒは永久磁石同期電動機１０５の巻線抵抗である。

【0029】

【数2】

【0030】

なお、図５は簡易的な１相分の等価回路における、直流電圧印加時の一例を示したが、２相や３相といった多相交流の場合には、印加電圧のノルムをＶ_Ｉ、誘起電圧のノルムをＶ_Ｍとすることで、同様に考えることが可能である。

【0031】

以上のように図５の関係があることを利用すると、交流電動機状態判断値は、任意に印加した電圧と永久磁石同期電動機１０５から発生する誘起電圧の電圧差分値及び永久磁石同期電動機１０５の巻線抵抗Ｒから導出した値の約６３％の値とすることができる。ここで、交流電動機状態判断値は、数１を用いて決定してもよく、その判断値をパラメータ等で任意にユーザが設定し設けても良い。

【0032】

交流電動機状態判断時間は、数２で導出した値の時定数τとするができる。交流電動機状態判断時間は、数２を用いて決定してもよく、その判断時間をパラメータ等で任意にユーザが設定し設けても良い。

【0033】

図６は、実施例１における、永久磁石同期電動機１０５に交流電動機状態判断値を加味した電圧を印加した際の電流と時間の関係図の一例である。なお、図６は、永久磁石同期電動機１０５が高速で回転している際の電流と時間の関係、及び、低速で回転している際の電流と時間の関係を、同図にて示している。図６において、Ｉ_Ｊは、数１を用いて導出した交流電動機状態判断値である。

【0034】

低速時においては、永久磁石同期電動機１０５から発生する誘起電圧が小さいため、流れる電流は小さく、時定数τを経過しても交流電動機状態判断値以下もしくは未満となる。すなわち、数１で設定した周波数をそれ以下での回転は停止として判断をする停止判断周波数とし、その周波数以下もしくは未満で回転しているということを表しており、非回転と判断することができる。

【0035】

一方、高速時においては、永久磁石同期電動機１０５から発生する誘起電圧が大きいため、流れる電流は大きく、時定数τを経過する前に交流電動機状態判断値以上もしくは超過となる。すなわち、数１で設定した周波数以上もしくは超えて回転しているということを表しており、回転中と判断することができる。

【0036】

ここで、交流電動機状態判断値において停止と判断する周波数と印加する任意の電圧の関係性について具体的な数値例を用いて説明する。例えば、永久磁石同期電動機１０５の停止判断周波数を１０Ｈｚとした場合について説明する。この際に停止と判断する周波数は、ユーザが任意にパラメータ等で決定しても良く、本処理内部で予め設けておいても良い。印加する電圧は、例えば上記停止判断周波数および数１から５Ｈｚ相当の電圧を演算し、これをＶ_Ｉとして永久磁石同期電動機１０５に印加する。また、交流電動機状態判断値Ｉ_Ｊは、印加した電圧Ｖ_Ｉと永久磁石同期電動機１０５の巻線抵抗Ｒから導出した値の約６３％の値とする。具体的な数値条件として、永久磁石同期電動機１０５の巻線抵抗Ｒ、永久磁石同期電動機１０５の巻線インダクタンスＬ、永久磁石同期電動機１０５の誘起電圧定数Ｋｅを説明の便宜上すべて１とする。

【0037】

図７は、実施例１において特定の条件時における永久磁石同期電動機１０５の回転周波数に応じた電流成長図の一例である。図７において交流電動機状態判断時間τは、上記条件と数２より１ｓとなる。永久磁石同期電動機１０５の回転周波数が１０Ｈｚより高い場合、交流電動機状態判断時間τの経過前に、交流電動機状態判断値Ｉ_Ｊを超えていることがわかる。よって、回転中と判断することが出来る。また、永久磁石同期電動機１０５の回転周波数が１０Ｈｚより低い場合、交流電動機状態判断時間τ経過時に交流電動機状態判断値Ｉ_Ｊを超えていない。よって、非回転と判断することが出来る。例えば、永久磁石同期電動機１０５の回転周波数が５Ｈｚであった場合は、永久磁石同期電動機１０５の誘起電圧と、印加された５Ｈｚ相当の電圧Ｖｉが相殺されるため、電流値は０となる。 上記具体例では、停止と判断する周波数の決定後、印加する電圧を導出したが、印加する電圧から停止と判断する周波数を逆算して求めることも可能である。

【0038】

図８は、実施例１における電力変換装置の交流電動機状態判断値及び交流電動機状態判断時間に任意の閾値を設けた場合の印加電圧と電流の関係図である。交流電動機状態判断負閾値８０１は、例えば図５の交流電動機状態判断値の−５％であり、交流電動機状態判断正閾値８０２は、例えば図５の交流電動機状態判断値の＋５％とすることができる。同様に、交流電動機状態判断負時間閾値８０３は、例えば数２で導出した交流電動機状態判断時間の−５％であり、交流電動機状態判断正時間閾値８０４は、例えば数２で導出した交流電動機状態判断時間の＋５％とすることが可能である。それぞれの閾値で設定した範囲内（±５％）においては、それぞれ状態判断値、状態判断時間と同一値であると判断することができ、測定の誤差等を考慮した判断が可能となる。なお、交流電動機状態判断負閾値８０１と交流電動機状態判断正閾値８０２、交流電動機状態判断負時間閾値８０３と交流電動機状態判断正時間閾値８０４のどれも同一の値でも異なる値でも構わない。交流電動機状態判断負閾値８０１と交流電動機状態判断正閾値８０２、交流電動機状態判断負時間閾値８０３と交流電動機状態判断正時間閾値８０４は、パラメータ等で任意にユーザが設定しても良い。

【0039】

以上、任意の電圧を印加することで流れる電流値が交流電動機状態判断時間までに交流電動機状態判断値以上もしくは超えたか否かで、回転状態を判断することができる。

【0040】

なお、判断結果をもって、永久磁石同期電動機１０５の再起動方法を選択することができる。具体的な再起動方法の例として、出力する周波数を０Ｈｚから再起動する方法と回転子の周波数、位相、回転方向に合わせながら再起動する方法がある。例えば、回転状態判断結果が非回転中であったら０Ｈｚから徐々に周波数を上昇させて再起動する。このような再起動方法をとることで永久磁石同期電動機１０５の回転周波数を取得する必要がないためより早く再起動することが可能となる。また、例えば、回転状態判断結果が回転中であったら回転子空転中の周波数、位相、回転方向に合わせながら再起動することができる。このような再起動方法をとることで、永久磁石同期電動機１０５に過度な負荷を与えることなくスムーズに再起動することが可能となる。

【実施例2】

【0041】

本実施例では、実施例１と共通する部分については、同様の符号を用いて説明し、異なる部分について詳細に説明するものとする。

【0042】

図９は、本実施例の構成図の一例である。誘導電動機９０５を駆動する電力変換装置９０１は、平滑コンデンサ１０２と、電力変換器１０３と、電流検出器１０４と、制御装置９０６とを有する。制御装置９０６は、交流電動機制御部１０７と、交流電動機状態判断部９０８と、ゲート信号制御部１０９と、設定部９１０とを有する。

【0043】

交流電動機状態判断部９０８は、設定部９１０から交流電動機状態判断設定値、交流電動機状態判断時間設定値等の各設定値、３相出力電流を受け付け、指令部１１１から回転状態判断実施指令を受け付けた際、誘導電動機９０５の回転状態を交流電動機制御部１０７に、また遮断指令をゲート信号制御部１０９に出力する。

【0044】

図１０は、交流電動機状態判断部９０８の構成図の一例である。交流電動機状態判断部９０８の内部処理として、例えば、まず交流電動機状態判断値判定処理部１００４にてピーク電流値が設定値以上もしくは超えているか否か判定する。交流電動機状態判断設定値の判断は、以上でも超えていてもどちらでも良く、パラメータ等で任意にユーザが設定し決定しても良い。判定結果が「ＹＥＳ」の場合、回転中処理部３０５にて回転中と判定される。また、判定結果が「ＮＯ」の場合、交流電動機状態判断時間判定処理部１００７にて設定値以上もしくは超えているか否か判定する。交流電動機状態判断時間の判断は、以上でも超えていてもどちらでも良く、パラメータ等で任意にユーザが設定し決定しても良い。判定結果が「ＹＥＳ」の場合、非回転中処理部３０８にて非回転中と判定される。また、判定結果が「ＮＯ」の場合、測定中処理部３０９にて測定中と判定される。

【0045】

本実施例の図１０において、以下の誘導電動機９０５の回転状態判断方法については実施例１と同様であるので省略する。ここで、回転子空転中の誘導電動機９０５に印加する電圧は、実施例１のように数１を用いて導出しても、パラメータ等でユーザが任意に設定した値を印加しても良い。

【0046】

交流電動機状態判断処理部１００３内にある交流電動機状態判断値判定処理部９０４の交流電動機状態判断設定値は、実施例１のように交流電動機定数から導出しても、パラメータ等でユーザが任意に設定した値を用いても良い。また、交流電動機状態判断時間判定処理部１００７の交流電動機状態判断時間設定値においても同様に、交流電動機定数から導出しても、パラメータ等でユーザが任意に設定した値を用いても良い。

【0047】

交流電動機の回転状態判断後、例えば、交流電動機状態判断部９０８が、交流電動機回転状態判断結果情報を図９の表示部９０９に通信等を用いて通報し交流電動機回転状態を表示させる。また、交流電動機状態判断部９０８は、交流電動機回転状態を交流電動機回転状態出力部９１０に通報し、交流電動機回転状態出力部９１０は、交流電動機回転状態を知らせるため交流電動機回転状態信号を出力し、端子等を介して外部に通報する。

【0048】

上記では、主に交流電動機が一般的な１次遅れ系で表現できるものと想定し、時定数τや定常値の約６３％を用いて説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、時定数τの代わりに、定常値の１０％から９０％に至る時間、すなわち立ち上がり時間を用いることや、定常値の約６３％の代わりに定常値の５０％を用いることといった、様々な変形を考えることが可能である。

【0049】

なお、上記実施形態では永久磁石同期電動機や誘導電動機に適用した場合につき説明したが、例えば交流電動機や直流電動機、回転子に永久磁石を用いない同期電動機のような、誘起電圧が発生していない状態で、外力で回転もしくは停止している電動機においても適用可能である。例えば誘導電動機の場合、外力により回転していても時間の経過とともに、残留電圧がなくなってしまう。本発明では、このような場合であっても、電力変換装置から電動機に電圧を印加することにより、電動機からの電流を検出することができ、回転状態の判断が可能となる。

【0050】

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0051】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【0052】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１０１…電力変換装置、
１０２…平滑コンデンサ、
１０３…電力変換器、
１０４…電流検出器、
１０５…永久磁石同期電動機、
１０６…制御装置、
１０７…交流電動機制御部、
１０８…交流電動機状態判断部、
１０９…ゲート信号制御部、
２０１…ピーク電流生成部、
２０２…電圧印加処理部、
２０３…交流電動機状態判断処理部、
３０４…交流電動機状態判断値判定処理部、
３０５…回転中処理部、
３０６…回転状態判断終了判定処理部、
３０７…交流電動機状態判断時間判定処理部、
３０８…非回転中処理部、
３０９…測定中処理部、
３１０…測定終了処理部、
３１１…命令部
３１２…測定継続処理部
８０１…交流電動機状態判断負閾値、
８０２…交流電動機状態判断正閾値、
８０３…交流電動機状態判断負時間閾値、
８０４…交流電動機状態判断正時間閾値、
９０１…電力変換装置、
９０５…誘導電動機、
９０６…制御装置、
９０８…交流電動機状態判断部、
９０９…表示部、
９１０…交流電動機回転状態出力部、
１００３…交流電動機状態判断処理部、
１００４…交流電動機状態判断値判定処理部、
１００７…交流電動機状態判断時間判定処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】