特開 2022-159808 コンバータ制御装置、コンバータシステム、制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022159808

(43)【公開日】2022-10-18

(54)【発明の名称】コンバータ制御装置、コンバータシステム、制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/12 20060101AFI20221011BHJP

【ＦＩ】

H02M7/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021064229

(22)【出願日】2021-04-05

(71)【出願人】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】相場 謙一

(72)【発明者】

【氏名】清水 健志

(72)【発明者】

【氏名】飯尾 剛

【テーマコード（参考）】

5H006

【Ｆターム（参考）】

5H006BB01

5H006BB05

5H006CA01

5H006CA02

5H006CB01

5H006CB08

5H006DB01

5H006DB07

5H006DC02

5H006DC04

(57)【要約】

【課題】整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータにおいて、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなった場合であっても、電源にエネルギーが回生することを抑制することのできるコンバータ制御装置を提供する。
【解決手段】コンバータ制御装置は、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータを制御するコンバータ制御装置であって、交流電源が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測する波形観測部と、前記交流電源が出力する電圧の位相と、前記入力電流の位相とを同相にするための前記波形の位相の調整量を特定する位相調整部と、前記調整量に応じて、前記入力電流の位相を前記交流電源が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成する制御信号生成部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータを制御するコンバータ制御装置であって、
交流電源が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測する波形観測部と、
前記交流電源が出力する電圧の位相と、前記入力電流の位相とを同相にするための前記波形の位相の調整量を特定する位相調整部と、
前記調整量に応じて、前記入力電流の位相を前記交流電源が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成する制御信号生成部と、
を備えるコンバータ制御装置。

【請求項2】

前記スイッチング信号は、
前記交流電源が出力する電圧が基準電圧よりも高い期間に前記上アームのスイッチング素子をオフ状態にし、前記交流電源が出力する電圧が前記基準電圧よりも低い期間に前記下アームのスイッチング素子をオフ状態にする、
請求項１に記載のコンバータ制御装置。

【請求項3】

前記ゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部、
を備え、
前記波形観測部は、
前記ゼロクロス検出部が検出した前記ゼロクロス点を基準として、前記波形を観測する、
請求項１または請求項２に記載のコンバータ制御装置。

【請求項4】

前記入力電流を検出する入力電流検出部、
を備え、
前記波形観測部は、
前記ゼロクロス点を基準として、前記入力電流検出部が検出した前記入力電流の前記波形を観測する、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載のコンバータ制御装置。

【請求項5】

整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータと、
前記コンバータを制御する請求項１から請求項４の何れか一項に記載のコンバータ制御装置と、
を備えるコンバータシステム。

【請求項6】

整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータを制御する制御方法であって、
交流電源が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測することと、
前記交流電源が出力する電圧の位相と、前記入力電流の位相とを同相にするための前記波形の位相の調整量を特定することと、
前記調整量に応じて、前記入力電流の位相を前記交流電源が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成することと、
を含む制御方法。

【請求項7】

整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータを制御するコンピュータに、
交流電源が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測することと、
前記交流電源が出力する電圧の位相と、前記入力電流の位相とを同相にするための前記波形の位相の調整量を特定することと、
前記調整量に応じて、前記入力電流の位相を前記交流電源が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成することと、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、コンバータ制御装置、コンバータシステム、制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

家電製品など様々な分野で交流電力を直流電力に変換するコンバータが使用されている。
特許文献１、２には、関連する技術として、コンバータに関する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－０６４４４７号公報

【特許文献2】特開２０１７－０１７９３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、整流を行う素子の上アームと下アームの両方がスイッチング素子（例えば、トランジスタ）であり、一般的なコンバータに流れるコンバータ電流は、電力を電源からコンバータへ入力（力行）することも、コンバータから電源へ出力（回生）することも可能である。そのため、前述のような一般的なコンバータにおいて、電源に異常（例えば、瞬間的な電圧の低下、位相の急変など）が発生した場合、正常時にリアクトルの電源側（ＶＲ１、ＶＳ１、ＶＴ１）の電位が中性電位Ｎより高くなることを想定して、コンバータ側（ＶＲ２、ＶＳ２、ＶＴ２）も中性電位Ｎより高くしている期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなり、電流の向きが逆になり、電源にエネルギーが回生して、コンバータに過電流が流れたりや直流バス電圧が低下するなどの異常が発生する可能性がある。
そこで、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータにおいて、正常時に電源側の電位が中性電位Ｎよりも高くなるべき期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなった場合であっても、電源にエネルギーが回生することを抑制することのできる技術が求められている。

【0005】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータにおいて、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなった場合であっても、電源にエネルギーが回生することを抑制することのできるコンバータ制御装置、コンバータシステム、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。

【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、本開示に係るコンバータ制御装置は、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータを制御するコンバータ制御装置であって、交流電源が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測する波形観測部と、前記交流電源が出力する電圧の位相と、前記入力電流の位相とを同相にするための前記波形の位相の調整量を特定する位相調整部と、前記調整量に応じて、前記入力電流の位相を前記交流電源が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成する制御信号生成部と、を備える。

【0007】

本開示に係るコンバータシステムは、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータと、前記コンバータを制御する上記のコンバータ制御装置と、を備える。

【0008】

本開示に係る制御方法は、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータを制御する制御方法であって、交流電源が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測することと、前記交流電源が出力する電圧の位相と、前記入力電流の位相とを同相にするための前記波形の位相の調整量を特定することと、前記調整量に応じて、前記入力電流の位相を前記交流電源が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成することと、を含む。

【0009】

本開示に係るプログラムは、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータを制御するコンピュータに、交流電源が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測することと、前記交流電源が出力する電圧の位相と、前記入力電流の位相とを同相にするための前記波形の位相の調整量を特定することと、前記調整量に応じて、前記入力電流の位相を前記交流電源が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成することと、を実行させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示に係るコンバータ制御装置、コンバータシステム、制御方法及びプログラムによれば、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータにおいて、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなった場合であっても、電源にエネルギーが回生することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置の構成の一例を示す図である。

【図2】本開示の一実施形態によるコンバータ制御部の構成の一例を示す図である。

【図3】本開示の一実施形態における第１スイッチング信号の一例を示す図である。

【図4】本開示の一実施形態によるコンバータ制御装置の処理フローの一例を示す図である。

【図5】本開示の一実施形態によるコンバータにおけるＲ相の電流の向きを説明するための図である。

【図6】本開示の一実施形態によるコンバータに関連するコンバータにおける制御の一例を示す図である。

【図7】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜実施形態＞
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
（モータ駆動装置の構成）
本開示の一実施形態によるモータ駆動装置について説明する。
図１は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置１の構成を示す図である。モータ駆動装置１は、交流電源４からの交流電力を直流電力に変換し、その直流電力を交流電力に変換して圧縮機モータ２０に出力する装置である。モータ駆動装置１は、図１に示すように、コンバータシステム１００、インバータ３、リアクトル６ａ、６ｂ、６ｃ、平滑コンデンサ１２、インバータ制御装置１９を備える。コンバータシステム１００は、コンバータ２、コンバータ制御装置１３を備える。

【0013】

交流電源４は、リアクトル６ａ、６ｂ、６ｃを介して、コンバータ２に交流電力を供給する。以下の説明では、交流電源４は、三相交流電源であるものとして説明する。ただし、交流電源４は、三相交流電源に限定するものではなく、コンバータ２が交流電力を直流電力に変換できる範囲において相の数は任意であってよい。

【0014】

コンバータ２は、交流電源４からの三相交流電力を直流電力に変換してインバータ３に出力する装置である。コンバータ２は、コンバータ制御装置１３による制御の下、交流電源４が出力する三相交流電圧に同期した（すなわち、位相が一致した）電流（コンバータ電流）を流す。コンバータ制御装置１３による制御については後述する。

【0015】

リアクトル６ａ、スイッチング素子７ａ、スイッチング素子８ａは、第１スイッチング回路９ａを構成する。第１スイッチング回路９ａは、Ｒ相に対応する回路である。リアクトル６ｂ、スイッチング素子７ｂ、スイッチング素子８ｂは、第２スイッチング回路９ｂを構成する。第２スイッチング回路９ｂは、Ｓ相に対応する回路である。リアクトル６ｃ、スイッチング素子７ｃ、スイッチング素子８ｃは、第３スイッチング回路９ｃを構成する。第３スイッチング回路９ｃは、Ｔ相に対応する回路である。これら第１～第３スイッチング回路（９ａ、９ｂ、９ｃ）と平滑コンデンサ１２とによって整流回路が構成される。この整流回路は、インバータ３に入力される電圧を生成する。

【0016】

スイッチング素子７ａ、スイッチング素子８ａは、コンバータ制御装置１３の後述するコンバータ制御部１５が生成する信号ＳｇＲに応じて、オン状態となる期間とオフ状態となる期間とが切り替わることにより、第１スイッチング回路９ａに流れる電流の値を変化させる。同様に、スイッチング素子７ｂ、スイッチング素子８ｂは、後述するコンバータ制御部１５が生成する信号ＳｇＳに応じて、オン状態となる期間とオフ状態となる期間とが切り替わることにより、第２スイッチング回路９ｂに流れる電流の値を変化させる。また、同様に、スイッチング素子７ｃ、スイッチング素子８ｖは、後述するコンバータ制御部１５が生成する信号ＳｇＴに応じて、オン状態となる期間とオフ状態となる期間とが切り替わることにより、第３スイッチング回路９ｃに流れる電流の値を変化させる。

【0017】

なお、スイッチング素子７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃとしては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等が挙げられる。また、図１に示すように、スイッチング素子７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃのそれぞれには、上側をカソードとし下側をアノードとするダイオード１０が並列に接続される。

【0018】

平滑コンデンサ１２は、第１スイッチング回路９ａ、第２スイッチング回路９ｂ、第３スイッチング回路９ｃのそれぞれから電流を受ける。つまり、インバータ３に入力される電圧は、第１スイッチング回路９ａ、第２スイッチング回路９ｂ、第３スイッチング回路９ｃのそれぞれから平滑コンデンサ１２に流れる電流値の総和によって決定される。

【0019】

コンバータ制御装置１３は、図１に示すように、入力電流検出部３０、ゼロクロス検出部１７、コンバータ制御部１５を備える。入力電流検出部３０は、交流電源４のＲ相、Ｓ相、Ｔ相それぞれに流れる電流（以下、「入力電流」と記載）を検出する。入力電流検出部３０は、検出した入力電流の情報をコンバータ制御部１５に出力する。

【0020】

ゼロクロス検出部１７は、交流電源４が出力する電圧のゼロクロス点を検出する。ゼロクロス点は、交流電源４が出力する電圧がゼロボルトを交差する時刻を示し、その時刻がモータ駆動装置１の処理において基準の時刻となる。ゼロクロス検出部１７は、ゼロクロス点の情報を含むゼロクロス信号を生成する。ゼロクロス検出部１７は、ゼロクロス信号をコンバータ制御部１５に出力する。

【0021】

コンバータ制御部１５は、ゼロクロス点を基準に入力電流波形を観測し、観測した入力電流波形に基づいて、信号ＳｇＲ、ＳｇＳ、ＳｇＴのそれぞれを生成し、信号ＳｇＲ、ＳｇＳ、ＳｇＴのそれぞれを用いてコンバータ２を制御する。コンバータ制御部１５による制御の詳細は後述する。

【0022】

インバータ３は、コンバータ２から出力された直流電力を三相交流電力に変換して圧縮機モータ２０に出力する装置である。インバータ３は、スイッチング素子１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６を備える。スイッチング素子１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６としては、パワー電界効果トランジスタ、ＩＧＢＴ等が挙げられる。

【0023】

スイッチング素子１８１～１８６は、ブリッジ回路を構成する。具体的には、スイッチング素子１８１と１８２、スイッチング素子１８３と１８４、スイッチング素子１８５と１８６のそれぞれが対を成してブリッジ回路が構成される。スイッチング素子１８１～１８６のそれぞれは、インバータ制御装置１９から受ける信号に応じて、オン状態となる期間とオフ状態となる期間とが切り替わることにより、スイッチング素子１８１～１８６のそれぞれに流れる電流を制御し、圧縮機モータ２０を駆動する三相交流電力を生成する。この三相交流電力が圧縮機モータ２０に出力されることにより、圧縮機モータ２０が動作する。

【0024】

インバータ制御装置１９は、スイッチング素子１８１のオン状態となる期間とオフ状態となる期間とを切り替えるゲート駆動信号をスイッチング素子１８１に出力する。また、インバータ制御装置１９は、スイッチング素子１８２のオン状態となる期間とオフ状態となる期間とを切り替えるゲート駆動信号をスイッチング素子１８２に出力する。同様に、インバータ制御装置１９は、スイッチング素子１８３～１８６のそれぞれがオン状態となる期間とオフ状態となる期間とを切り替えるゲート駆動信号をスイッチング素子１８１～１８６のそれぞれに出力する。なお、図１では、インバータ制御装置１９からインバータ３に出力されるゲート駆動信号をまとめてゲート駆動信号Ｓｐｗｍと示している。インバータ制御装置１９は、ブリッジ回路を構成するスイッチング素子１８１～１８６それぞれの開閉を制御する。インバータ制御装置１９は、例えば、図示していない上位装置から入力される要求回転数指令に基づいて、スイッチング素子１８１～１８６のゲート駆動信号Ｓｐｗｍを生成する。インバータ制御装置１９は、生成したゲート駆動信号Ｓｐｗｍをインバータ３に与える。なお、インバータ制御の具体的な手法の例としては、ベクトル制御、センサレスベクトル制御、Ｖ／Ｆ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）制御、過変調制御、１パルス制御などが挙げられる。

【0025】

コンバータ制御部１５は、ゼロクロス点を基準に入力電流波形を観測し、観測した入力電流波形に基づいて、信号ＳｇＲ、ＳｇＳ、ＳｇＴのそれぞれを生成し、信号ＳｇＲ、ＳｇＳ、ＳｇＴのそれぞれを用いてコンバータ２を制御する制御部である。具体的には、コンバータ制御部１５は、コンバータ２に流れるコンバータ電流の位相が交流電源４の電圧の位相に同期するような信号ＳｇＲ、ＳｇＳ、ＳｇＴであって、上アームおよび下アームのスイッチング素子の両方がオン状態になる期間のない（すなわち、上アームまたは下アームのスイッチング素子の一方のみをオン状態にし、他方をオフ状態にする）信号ＳｇＲ、ＳｇＳ、ＳｇＴを生成し、信号ＳｇＲ、ＳｇＳ、ＳｇＴのそれぞれを用いてコンバータ２を制御する。

【0026】

図２は、コンバータ制御部１５の機能ブロック図である。コンバータ制御部１５は、図２に示すように、波形観測部２１、位相調整部２２、制御信号生成部２３（信号生成部の一例、制御部の一例）、記憶部２４を備える。

【0027】

波形観測部２１は、ゼロクロス検出部１７が検出した交流電源４のゼロクロス点を示すゼロクロス信号をゼロクロス検出部１７から受ける。波形観測部２１は、入力電流検出部３０から入力電流波形を受ける。波形観測部２１は、ゼロクロス点を基準として、入力電流波形を観測する。位相調整部２２は、ゼロクロス検出部１７で検出した電圧の位相と入力電流検出部３０で検出した電流の位相を同相にするために、波形観測部２１が観測した入力電流波形の位相の調整量を特定する。

【0028】

制御信号生成部２３は、位相調整部２２が特定した位相の調整量に応じて、入力電流の位相を交流電源４が出力する電圧と同相にする、第１スイッチング回路９ａを制御するための第１スイッチング信号ＳｇＲ、第２スイッチング回路９ｂを制御するための第２スイッチング信号ＳｇＳ、第３スイッチング回路９ｃを制御するための第３スイッチング信号ＳｇＴを生成する。

【0029】

なお、第１スイッチング信号ＳｇＲ、第２スイッチング信号ＳｇＳ、第３スイッチング信号ＳｇＴのそれぞれは、上アームおよび下アームのスイッチング素子の両方がオン状態になる期間のない電圧指令である。図３は、本開示の一実施形態における第１スイッチング信号ＳｇＲの一例を示す図である。図３の（ａ）の部分は、スイッチング素子７ａがオン状態となる期間とオフ状態となる期間を示している。また、図３の（ｂ）の部分は、スイッチング素子８ａがオン状態となる期間とオフ状態となる期間を示している。なお、図３の（ｃ）、（ｄ）の部分は、第２スイッチング信号ＳｇＳ、図３の（ｅ）、（ｆ）の部分は、第３スイッチング信号ＳｇＴに対応している。

【0030】

記憶部２４は、コンバータ制御部１５が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。例えば、記憶部２４は、位相調整部２２が特定した位相の調整量、制御信号生成部２３が生成した第１スイッチング信号ＳｇＲ、第２スイッチング信号ＳｇＳ、第３スイッチング信号ＳｇＴを記憶する。

【0031】

次に、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置１の処理について説明する。図４は、本開示の一実施形態によるコンバータ制御装置の処理フローの一例を示す図である。ここでは、図４を参照して、コンバータ制御装置１３の処理について説明する。

【0032】

入力電流検出部３０は、交流電源４のＲ相、Ｓ相、Ｔ相それぞれに流れる入力電流を検出する（ステップＳ１）。入力電流検出部３０は、検出した入力電流の情報をコンバータ制御部１５に出力する。

【0033】

ゼロクロス検出部１７は、交流電源４が出力する電圧のゼロクロス点を検出する（ステップＳ２）。ゼロクロス検出部１７は、ゼロクロス点の情報を含むゼロクロス信号を生成する（ステップＳ３）。ゼロクロス検出部１７は、ゼロクロス信号をコンバータ制御部１５に出力する。

【0034】

波形観測部２１は、ゼロクロス検出部１７が検出した交流電源４のゼロクロス点を示すゼロクロス信号をゼロクロス検出部１７から受ける。波形観測部２１は、入力電流検出部３０から入力電流波形を受ける。波形観測部２１は、ゼロクロス点を基準として、入力電流波形を観測する（ステップＳ４）。位相調整部２２は、ゼロクロス検出部１７で検出した電圧の位相と入力電流検出部３０で検出した電流の位相を同相にするために、波形観測部２１が観測した入力電流波形の位相の調整量を特定する（ステップＳ５）。

【0035】

制御信号生成部２３は、位相調整部２２が特定した位相の調整量に応じて、入力電流の位相を交流電源４が出力する電圧と同相にする（すなわち、力率を１にする）、第１スイッチング回路９ａを制御するための第１スイッチング信号ＳｇＲ、第２スイッチング回路９ｂを制御するための第２スイッチング信号ＳｇＳ、第３スイッチング回路９ｃを制御するための第３スイッチング信号ＳｇＴを生成する（ステップＳ６）。

【0036】

なお、第１スイッチング信号ＳｇＲ、第２スイッチング信号ＳｇＳ、第３スイッチング信号ＳｇＴのそれぞれは、上アームおよび下アームのスイッチング素子の両方がオン状態になる期間のない電圧指令である。

【0037】

図５は、本開示の実施形態によるコンバータ２におけるＲ相の電流の向きを説明するための第１の図である。図４を参照した上述のような制御を行った場合、正常時にリアクトル６の電源（交流電源４）側（ＶＲ１、ＶＳ１、ＶＴ１）の電位がコンバータ（コンバータ２）側（ＶＲ２、ＶＳ２、ＶＴ２）の電位よりも高くなるべき期間には、図５において実線で示される向きに電流が流れる。つまり、上アームでは、ダイオード１０に電流が流れ、下アームでは、スイッチング素子８ａに電流が流れる。また、図４を参照した上述のような制御を行った場合、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなるべき期間には、図５において破線で示される向きに電流が流れる。つまり、上アームでは、スイッチング素子７ａに電流が流れ、下アームでは、ダイオード１０に電流が流れる。

【0038】

図４を参照した上述のような制御を行い、例えば、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、交流電源４が瞬時停電などで瞬間的に出力する電圧が低下した場合、上アームのスイッチング素子７ａは、オフ状態である。また、ダイオード１０は、逆方向のバイアスとなり電流を流さない。つまり、本開示の実施形態によるコンバータ制御装置１３が行う制御により、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータにおいて、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなった場合であっても、電源にエネルギーが回生することを抑制することができる。

【0039】

図６は、本開示の実施形態によるコンバータ２に関連するコンバータにおける制御の一例を示す図である。図６に示す制御は、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータにおいて上アームをＰＷＭ制御する期間に下アームもＰＷＭ制御するものである。このような制御を行い、例えば、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、交流電源４が瞬時停電などで瞬間的に出力する電圧が低下した場合、上アームのスイッチング素子７ａを介して、コンバータ側から電源側に電流が流れてしまう。

【0040】

以上、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置１について説明した。
本開示の一実施形態によるモータ駆動装置１のコンバータ制御装置１３は、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータ２を制御する。コンバータ制御装置１３において、波形観測部２１は、交流電源４が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測する。位相調整部２２は、交流電源４が出力する電圧の位相と、入力電流の位相とを同相にするための入力電流の波形の位相の調整量を特定する。制御信号生成部２３は、位相の調整量に応じて、入力電流の位相を交流電源４が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成する。

【0041】

こうすることで、コンバータ制御装置１３は、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子を有するコンバータにおいて、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなった場合であっても、電源にエネルギーが回生することを抑制することができる。

【0042】

なお、上述の第１スイッチング信号ＳｇＲを生成する方法において、力率は１である（すなわち、Ｒ相の電圧の位相とＲ相の電流の位相が同相であり、Ｓ相の電圧の位相とＳ相の電流の位相が同相であり、Ｔ相の電圧の位相とＴ相の電流の位相が同相である）と仮定している。制御信号生成部２３は、上述の第１スイッチング信号ＳｇＲを生成する方法を、Ｓ相に対応する第２スイッチング回路９ｂを制御するための第２スイッチング信号ＳｇＳの生成、及び、Ｔ相に対応する第３スイッチング回路９ｃを制御するための第３スイッチング信号ＳｇＴの生成のそれぞれに適用することにより、第１スイッチング信号ＳｇＲと同様に、第２スイッチング信号ＳｇＳ、第３スイッチング信号ＳｇＴを生成することができる。

【0043】

なお、本開示の一実施形態では、交流電源４の例を示したが、本開示の別の実施形態では電源は三相以外の相の電圧及び電流を出力する電源であってもよい。

【0044】

なお、本開示の各実施形態における記憶部２４、その他の記憶部は、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部２４、その他の記憶部は、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。

【0045】

なお、本開示の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。

【0046】

本開示の実施形態における記憶部２４や記憶装置（レジスタ、ラッチを含む）のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部２４や記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。

【0047】

本開示の実施形態について説明したが、上述のコンバータ制御装置１３、インバータ制御装置１９、コンバータ制御部１５、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図７は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５０は、図７に示すように、ＣＰＵ６０、メインメモリ７０、ストレージ８０、インターフェース９０を備える。
例えば、上述のコンバータ制御装置１３、インバータ制御装置１９、コンバータ制御部１５、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８０に記憶されている。ＣＰＵ６０は、プログラムをストレージ８０から読み出してメインメモリ７０に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６０は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７０に確保する。

【0048】

ストレージ８０の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８０は、コンピュータ５０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９０または通信回線を介してコンピュータ５０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５０が当該プログラムをメインメモリ７０に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８０は、一時的でない有形の記憶媒体である。

【0049】

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0050】

本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、種々の省略、種々の置き換え、種々の変更を行ってよい。

【0051】

＜付記＞
本開示の各実施形態に記載のコンバータ制御装置（１３）、コンバータシステム（１００）、制御方法及びプログラムは、例えば以下のように把握される。

【0052】

（１）第１の態様に係るコンバータ制御装置（１３）は、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子（７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ）を有するコンバータ（２）を制御するコンバータ制御装置（１３）であって、交流電源４が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測する波形観測部（２１）と、前記交流電源（４）が出力する電圧の位相と、前記入力電流の位相とを同相にするための前記波形の位相の調整量を特定する位相調整部（２２）と、前記調整量に応じて、前記入力電流の位相を前記交流電源（４）が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成する制御信号生成部（２３）と、を備える。

【0053】

このコンバータ制御装置（１３）により、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子（７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ）を有するコンバータ（２）において、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなった場合であっても、電源（４）にエネルギーが回生することを抑制することができる。

【0054】

（２）第２の態様に係るコンバータ制御装置（１３）は、（１）のコンバータ制御装置（１３）であって、前記スイッチング信号は、前記交流電源（４）が出力する電圧が基準電圧よりも高い期間に前記上アームのスイッチング素子（７ａ、７ｂ、７ｃ）をオフ状態にし、前記交流電源（４）が出力する電圧が前記基準電圧よりも低い期間に前記下アームのスイッチング素子（８ａ、８ｂ、８ｃ）をオフ状態にするものであってもよい。

【0055】

このコンバータ制御装置（１３）により、スイッチング素子（７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ）を介した電流の逆流を抑制することができる。

【0056】

（３）第３の態様に係るコンバータ制御装置（１３）は、（１）または（２）のコンバータ制御装置（１３）であって、前記ゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部（１７）、を備え、前記波形観測部（２１）は、前記ゼロクロス検出部（１７）が検出した前記ゼロクロス点を基準として、前記波形を観測するものであってもよい。

【0057】

このコンバータ制御装置（１３）により、ゼロクロス点を基準として位相を調整することができる。

【0058】

（４）第４の態様に係るコンバータ制御装置（１３）は、（１）から（３）の何れか１つのコンバータ制御装置（１３）であって、前記入力電流を検出する入力電流検出部（３０）、を備え、前記波形観測部（２１）は、前記ゼロクロス点を基準として、前記入力電流検出部（３０）が検出した前記入力電流の前記波形を観測するものであってもよい。

【0059】

このコンバータ制御装置（１３）により、入力電流の波形を観測することができる。

【0060】

（５）第５の態様に係るコンバータシステムは、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子（７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ）を有するコンバータ（２）と、前記コンバータ（２）を制御する上記何れかのコンバータ制御装置（１３）と、を備える。

【0061】

このコンバータシステムにより、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子（７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ）を有するコンバータ（２）において、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなった場合であっても、電源（４）にエネルギーが回生することを抑制することができる。

【0062】

（６）第６の態様に係る制御方法は、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子（７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ）を有するコンバータ（２）を制御する制御方法であって、交流電源（４）が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測することと、前記交流電源（４）が出力する電圧の位相と、前記入力電流の位相とを同相にするための前記波形の位相の調整量を特定することと、前記調整量に応じて、前記入力電流の位相を前記交流電源（４）が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成することと、を含む。

【0063】

この制御方法により、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子（７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ）を有するコンバータ（２）において、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなった場合であっても、電源（４）にエネルギーが回生することを抑制することができる。

【0064】

（７）第７の態様に係るプログラムは、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子（７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ）を有するコンバータ（２）を制御するコンピュータ（５０）に、交流電源（４）が出力する電圧のゼロクロス点を基準として、入力電流の波形を観測することと、前記交流電源（４）が出力する電圧の位相と、前記入力電流の位相とを同相にするための前記波形の位相の調整量を特定することと、前記調整量に応じて、前記入力電流の位相を前記交流電源（４）が出力する電圧と同相にするスイッチング信号を生成することと、を実行させる。

【0065】

このプログラムにより、整流を行う素子として上アームと下アームの両方にスイッチング素子（７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ）を有するコンバータ（２）において、正常時に電源側の電位がコンバータ側の電位よりも高くなるべき期間に、電源側の電位がコンバータ側の電位よりも低くなった場合であっても、電源（４）にエネルギーが回生することを抑制することができる。

【符号の説明】

【0066】

１・・・モータ駆動装置
２・・・コンバータ
３・・・インバータ
６ａ、６ｂ、６ｃ・・・リアクトル
７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃ、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６・・・スイッチング素子
１２・・・平滑コンデンサ
１３・・・コンバータ制御装置
１５・・・コンバータ制御部
１７・・・ゼロクロス検出部
１９・・・インバータ制御装置
２０・・・圧縮機モータ
２１・・・波形観測部
２２・・・位相調整部
２３・・・制御信号生成部
２４・・・記憶部
３０・・・入力電流検出部
５０・・・コンピュータ
６０・・・ＣＰＵ
７０・・・メインメモリ
８０・・・ストレージ
９０・・・インターフェース
１００・・・コンバータシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】