特許 6990093 アクティブフィルタ、アクティブフィルタによる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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-07

(45)【発行日】2022-01-12

(54)【発明の名称】アクティブフィルタ、アクティブフィルタによる制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02M 1/12 20060101AFI20220104BHJP

【ＦＩ】

H02M1/12

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017219229

(22)【出願日】2017-11-14

(65)【公開番号】P2019092286

(43)【公開日】2019-06-13

【審査請求日】2020-11-06

(73)【特許権者】

【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

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】角谷 敦之

【審査官】東 昌秋

(56)【参考文献】

【文献】特開平８－１４０２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－１１３４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－７０１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０５３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３４１６８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ １／００－１／４４

Ｈ０２Ｍ ７／４２－７／９８

Ｈ０２Ｊ ３／００－５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンバータ電流は交流電力を直流電力に変換するコンバータと系統との間を流れる電流であり、高調波補償電流は前記コンバータと前記系統との間にアクティブフィルタの出力として供給される電流であり、前記コンバータ電流における高調波電流を打ち消す前記高調波補償電流を算出する高調波補償部と、
前記高調波補償電流を生成する回路の温度を検出する温度センサの示す温度が定格温度以下であるか否かを判定し、前記温度が前記定格温度以下であると判定した場合、前記高調波補償部の算出した前記高調波補償電流が前記高調波補償部において許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいか否かを判定する条件判定部と、
前記高調波補償電流が前記高調波補償部において許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいと前記条件判定部が判定した場合、前記系統における系統電圧と前記コンバータ電流とに基づいて、力率を改善する力率補償部と、
を備えるアクティブフィルタ。

【請求項2】

アクティブフィルタに備えられる部品の劣化時期を判定する寿命判定部、
を備える請求項１に記載のアクティブフィルタ。

【請求項3】

前記劣化時期に基づいて前記部品の交換時期を報知する報知部、
を備える請求項２に記載のアクティブフィルタ。

【請求項4】

コンバータ電流は交流電力を直流電力に変換するコンバータと系統との間を流れる電流であり、高調波補償電流は前記コンバータと前記系統との間にアクティブフィルタの出力として供給される電流であり、前記コンバータ電流における高調波電流を打ち消す前記高調波補償電流を算出し、
前記高調波補償電流を生成する回路の温度を検出する温度センサの示す温度が定格温度以下であるか否かを判定し、前記温度が前記定格温度以下であると判定した場合、算出した前記高調波補償電流が前記アクティブフィルタにおいて許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいか否かを判定し、
前記高調波補償電流が前記アクティブフィルタにおいて許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいと判定した場合、前記系統における系統電圧と前記コンバータ電流とに基づいて、力率を改善する、
アクティブフィルタによる制御方法。

【請求項5】

アクティブフィルタのコンピュータに、
コンバータ電流は交流電力を直流電力に変換するコンバータと系統との間を流れる電流であり、高調波補償電流は前記コンバータと前記系統との間にアクティブフィルタの出力として供給される電流であり、前記コンバータ電流における高調波電流を打ち消す高調波補償電流を算出することと、
前記高調波補償電流を生成する回路の温度を検出する温度センサの示す温度が定格温度以下であるか否かを判定し、前記温度が前記定格温度以下であると判定した場合、算出した前記高調波補償電流が前記アクティブフィルタにおいて許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいか否かを判定することと、
前記高調波補償電流が前記アクティブフィルタにおいて許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいと判定した場合、前記系統における系統電圧と前記コンバータ電流とに基づいて、力率を改善することと、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクティブフィルタ、アクティブフィルタによる制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

三相交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータでは、高調波を含む電流が流れることが知られている。この高調波を含むリップル電流は、電力を供給する三相交流電源側の系統電力を変動させる可能性がある。そのため、系統電力が変動しないように、コンバータに流れる電流の高調波を打ち消す電流を生成するアクティブフィルタと呼ばれる装置が用いられる場合がある。
特許文献１には、関連する技術として、電流に余裕がある場合に、高調波の電流を補償するとともに、系統に接続される装置においてコンバータの負荷となるインバータにおける電圧に基づいて、その余剰の電流を用いて、系統に接続される装置の力率を改善するアクティブフィルタに関する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平８－１４０２６７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、アクティブフィルタとして、系統に接続される装置においてコンバータの負荷となるインバータにおける電圧を検出できない場合にも、コンバータ電流における高調波を補償するアクティブフィルタの電流に余裕がある場合に、コンバータ電流における高調波の電流を補償するとともに、系統に接続される装置の力率を改善することのできる技術が求められている。

【0005】

本発明は、上記の課題を解決することのできるアクティブフィルタ、アクティブフィルタによる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】

本発明の第１の態様によれば、アクティブフィルタは、コンバータ電流は交流電力を直流電力に変換するコンバータと系統との間を流れる電流であり、高調波補償電流は前記コンバータと前記系統との間にアクティブフィルタの出力として供給される電流であり、前記コンバータ電流における高調波電流を打ち消す前記高調波補償電流を算出する高調波補償部と、前記高調波補償電流を生成する回路の温度を検出する温度センサの示す温度が定格温度以下であるか否かを判定し、前記温度が前記定格温度以下であると判定した場合、前記高調波補償部の算出した前記高調波補償電流が前記高調波補償部において許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいか否かを判定する条件判定部と、前記高調波補償電流が前記高調波補償部において許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいと前記条件判定部が判定した場合、前記系統における系統電圧と前記コンバータ電流とに基づいて、力率を改善する力率補償部と、を備える。

【0008】

本発明の第２の態様によれば、第１の態様におけるアクティブフィルタは、アクティブフィルタに備えられる部品の劣化時期を判定する寿命判定部、を備えるものであってもよい。

【0009】

本発明の第３の態様によれば、第２の態様におけるアクティブフィルタは、前記劣化時期に基づいて前記部品の交換時期を報知する報知部、を備えるものであってもよい。

【0010】

本発明の第４の態様によれば、アクティブフィルタによる制御方法は、コンバータ電流は交流電力を直流電力に変換するコンバータと系統との間を流れる電流であり、高調波補償電流は前記コンバータと前記系統との間にアクティブフィルタの出力として供給される電流であり、前記コンバータ電流における高調波電流を打ち消す前記高調波補償電流を算出し、前記高調波補償電流を生成する回路の温度を検出する温度センサの示す温度が定格温度以下であるか否かを判定し、前記温度が前記定格温度以下であると判定した場合、算出した前記高調波補償電流が前記アクティブフィルタにおいて許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいか否かを判定し、前記高調波補償電流が前記アクティブフィルタにおいて許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいと判定した場合、前記系統における系統電圧と前記コンバータ電流とに基づいて、力率を改善する。

【0011】

本発明の第５の態様によれば、プログラムは、アクティブフィルタのコンピュータに、コンバータ電流は交流電力を直流電力に変換するコンバータと系統との間を流れる電流であり、高調波補償電流は前記コンバータと前記系統との間にアクティブフィルタの出力として供給される電流であり、前記コンバータ電流における高調波電流を打ち消す高調波補償電流を算出することと、前記高調波補償電流を生成する回路の温度を検出する温度センサの示す温度が定格温度以下であるか否かを判定し、前記温度が前記定格温度以下であると判定した場合、算出した前記高調波補償電流が前記アクティブフィルタにおいて許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいか否かを判定することと、前記高調波補償電流が前記アクティブフィルタにおいて許容される最大電流であって前記アクティブフィルタの流すことのできる最大電流よりも小さいと判定した場合、前記系統における系統電圧と前記コンバータ電流とに基づいて、力率を改善することと、を実行させる。

【発明の効果】

【0012】

本発明の実施形態によるアクティブフィルタによれば、系統に接続される装置においてコンバータの負荷となるインバータにおける電圧を検出できない場合にも、コンバータ電流における高調波を補償するアクティブフィルタの電流に余裕がある場合に、コンバータ電流における高調波の電流を補償するとともに、系統に接続される装置の力率を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施形態によるモータ駆動装置の構成を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態によるアクティブフィルタの構成を示す図である。

【図3】本発明の第１の実施形態によるモータ駆動装置の処理フローを示す図である。

【図4】本発明の第２の実施形態によるアクティブフィルタの構成を示す図である。

【図5】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】

【0014】

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態によるモータ駆動装置の構成について説明する。
本発明の第１の実施形態によるモータ駆動装置１は、図１に示すように、三相交流電源１０と、系統電圧検出部２０と、コンバータ電流検出部３０と、ノイズフィルタ４０と、ダイオードモジュール５０と、平滑コンデンサ６０と、インテリジェントパワーモジュール７０と、コンプレッサモータ８０と、アクティブフィルタ９０と、電流補正部１００と、平滑リアクトル１１０と、を備える。モータ駆動装置１は、アクティブフィルタ９０が電流補正部１００を介してダイオードモジュール５０へ流れるコンバータ電流の高調波電流の歪みを補償する際に、電流補正部１００に流す電流に余裕がある場合、モータ駆動装置１の力率を改善する装置である。

【0015】

三相交流電源１０は、ダイオードモジュール５０へ電力を供給する電源である。三相交流電源１０は、位相が１２０度ずつ異なる３つの交流電圧（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）を出力する。三相交流電源１０は、例えば、商用電源である。

【0016】

系統電圧検出部２０は、三相交流電源１０が出力するＲ相の電圧をノイズフィルタ４０に供給する配線、Ｓ相の電圧をノイズフィルタ４０に供給する配線、Ｔ相の電圧をノイズフィルタ４０に供給する配線のそれぞれにおいて、電圧を検出する。

【0017】

コンバータ電流検出部３０は、カレントトランス３０１ａと、カレントトランス３０１ｂと、を備える。コンバータ電流検出部３０は、コンバータ電流を検出するための検出部である。
カレントトランス３０１ａは、三相交流電源１０からノイズフィルタ４０に供給されるＲ相の電流の大きさと向きを検出する。
カレントトランス３０１ｂは、三相交流電源１０からノイズフィルタ４０に供給されるＴ相の電流の大きさと向きを検出する。なお、Ｒ相の電流の位相は、Ｒ相の電圧の位相と同位相である。また、Ｔ相の電流の位相は、Ｔ相の電圧と同位相である。また、Ｒ相の電流、Ｓ相の電流、Ｔ相の電流の総和は、常にゼロである。そのため、Ｓ相の電流の大きさと向きは、Ｒ相の電流とＴ相の電流の検出結果から算出することができる。Ｓ相の位相は、Ｓ相の電圧の位相と同位相である。

【0018】

ノイズフィルタ４０は、三相交流電源１０の３つの配線に於いてノイズ成分となる数十[ｋＨｚ]以上の高周波成分を除去する。

【0019】

ダイオードモジュール５０は、Ｒ相の電流、Ｓ相の電流、Ｔ相の電流のそれぞれを整流し、直流電圧を生成する。ダイオードモジュール５０は、例えば、三相ブリッジ回路である。

【0020】

平滑コンデンサ６０は、ダイオードモジュール５０が生成した直流電圧における高周波成分を除去する。
なお、上記のノイズフィルタ４０、ダイオードモジュール５０、及び、平滑コンデンサ６０により三相交流電源１０が出力する交流電圧を直流電圧に変換している。すなわち、ノイズフィルタ４０、ダイオードモジュール５０、及び、平滑コンデンサ６０によりコンバータが構成されている。

【0021】

インテリジェントパワーモジュール７０は、ダイオードモジュール５０が生成した直流電圧からコンプレッサモータ８０を駆動するための三相交流電圧を生成する。インテリジェントパワーモジュール７０は、例えば、インバータである。

【0022】

アクティブフィルタ９０は、系統電圧検出部２０が検出した電圧とコンバータ電流検出部３０が検出した電流とに基づいて、Ｒ相の電圧、Ｓ相の電圧、Ｔ相の電圧のそれぞれを正弦波になるように補正するための補正電流を特定し、特定した補正電流の大きさを示す指令電流値を電流補正部１００に送信する機能部である。
具体的には、電流補正部１００が端子である場合、アクティブフィルタ９０は、補正信号としてＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流そのものを生成し、その補正信号を電流補正部１００に供給する。
また、具体的には、電流補正部１００が補正信号に応じた電流を新たに生成する場合、アクティブフィルタ９０は、補正信号として例えばＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における電圧と電流に基づいて、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流を示す数ビットのデジタル信号を生成し、その補正信号を電流補正部１００に送信する。Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線におけるインピーダンスは予めわかるため、アクティブフィルタ９０は、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流がわかれば、その電流を示す数ビットのデジタル信号を生成することも可能である。

【0023】

また、アクティブフィルタ９０は、電流補正部１００の流すことのできる最大電流に比べて高調波電流を打ち消す電流が小さい場合、系統電圧検出部２０が検出した電圧とコンバータ電流検出部３０が検出した電流とに基づいて、力率を改善するように電流の位相を電圧の位相に近づける動作を行う。なお、アクティブフィルタ９０は、高調波補償電流を生成する箇所（すなわち、電流補正部１００が端子である場合には、アクティブフィルタ９０、電流補正部１００がアクティブフィルタ９０からの制御信号に基づいて高調波補償電流を生成する場合には電流補正部１００）における温度が定格温度を超えた場合、力率を改善する動作を停止する。

【0024】

電流補正部１００は、アクティブフィルタ９０からの指令電流値に基づいて、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線に電流を流す。
具体的には、電流補正部１００が端子である場合、電流補正部１００は、アクティブフィルタ９０からＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流そのものを受け、その受けた電流をＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線に流すことで、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す。
また、具体的には、電流補正部１００が補正信号に応じた電流を新たに生成する場合、アクティブフィルタ９０からＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流を示す数ビットのデジタル信号を受信する。そして、電流補正部１００は、受信したデジタル信号が示すＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線における高調波電流を打ち消す電流を生成し、生成した電流をＲ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線に供給する。
これにより、三相交流電源１０の出力、すなわち、モータ駆動装置１の最上流部において、歪みの少ない正弦波波形の電流が実現される。
なお、図１では、電流補正部１００と系統電圧検出部２０は、Ｒ相の配線、Ｓ相の配線、Ｔ相の配線において同一箇所に一部共通の構成を有している。

【0025】

電流補正部１００が端子である場合には、アクティブフィルタ９０に温度センサ１５０が設けられている。また、電流補正部１００がアクティブフィルタ９０からの制御信号に基づいて高調波補償電流を生成する場合には電流補正部１００に温度センサ１５０が設けられている。

【0026】

平滑リアクトル１１０は、平滑コンデンサ６０とダイオードモジュール５０の間に設けられる。平滑リアクトル１１０は、コンバータに入力されるコンバータ電流の通電期間の電流を一定に保つ。
なお、コンバータ電流の通電期間の電流が許容範囲内で一定に保たれれば、平滑リアクトル１１０は無くてもよい。

【0027】

アクティブフィルタ９０は、所定の時間間隔ごとにＲ相、Ｓ相、Ｔ相のうちの１つに対応するコンバータ電流のみの高調波信号を打ち消す機能を有する。具体的には、アクティブフィルタ９０は、図２に示すように、切替部９０１と、高調波補償部９０２と、条件判定部９０３と、力率補償部９０４と、記憶部９０５と、を備える。

【0028】

切替部９０１は、電源系統における三相交流電源１０に接続されるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の３つの配線における３つの異なる電圧の位相に基づいて、電圧の位相の所定の範囲ごとに、制御対象とする相を切り替える。

【0029】

高調波補償部９０２は、コンバータ電流における高調波電流を打ち消す電流（以下、「高調波補償電流」と記載）を算出する。高調波補償部９０２は、電流補正部１００を介して、コンバータ電流における高調波を補償する。
条件判定部９０３は、高調波補償部９０２の算出した高調波補償電流が電流補正部１００の流すことのできる最大電流よりも小さいか否かを判定する。
力率補償部９０４は、高調波補償部９０２の算出した高調波補償電流が電流補正部１００の流すことのできる最大電流よりも小さいと条件判定部９０３が判定した場合、系統電圧検出部２０が検出した電圧とコンバータ電流検出部３０が検出した電流とに基づいて、力率を改善するように電流の位相を電圧の位相に近づける動作を行う。
具体的には、電流補正部１００が端子の場合には、力率補償部９０４は、電流補正部１００の流すことのできる最大電流から高調波補償電流を減算した電流値を算出し、算出した電流値をコンバータ電流検出部３０が検出した電流に重畳させることによってその電流の位相を系統電圧検出部２０が検出した電圧の位相に近づける電流を生成する。また、電流補正部１００が制御信号に基づいて電流を流す場合には、力率補償部９０４は、電流補正部１００の流すことのできる最大電流から高調波補償電流を減算した電流値を算出する。力率補償部９０４は、算出した電流値をコンバータ電流検出部３０が検出した電流に重畳させることによってその電流の位相を系統電圧検出部２０が検出した電圧の位相に近づける制御信号を生成して、生成した制御信号を電流補正部１００に出力する。
記憶部９０５は、アクティブフィルタ９０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９０５は、高調波補償部９０２が高調波補償電流を算出するための算出式を記憶する。また、記憶部９０５は、電流補正部１００の流すことのできる最大電流の値を記憶する。

【0030】

三相交流電源１０は、第１端子、第２端子、第３端子を備える。
系統電圧検出部２０は、第１端子、第２端子、第３端子を備える。
コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ａ、カレントトランス３０１ｂのそれぞれは、第１端子、第２端子を備える。
ノイズフィルタ４０は、第１入力端子、第２入力端子、第３入力端子、第１出力端子、第２出力端子を備える。
ダイオードモジュール５０は、第１入力端子、第２入力端子、第１出力端子、第２出力端子を備える。
平滑コンデンサ６０は、第１端子、第２端子を備える。
インテリジェントパワーモジュール７０は、第１入力端子、第２入力端子、第１出力端子、第２出力端子、第３出力端子を備える。
コンプレッサモータ８０は、第１端子、第２端子、第３端子を備える。
アクティブフィルタ９０は、第１端子ａ１、第２端子ａ２、第３端子ａ３、第４端子ｂ１、第５端子ｂ２を備える。
平滑リアクトル１１０は、第１端子、第２端子を備える。

【0031】

三相交流電源１０の第１端子は、系統電圧検出部２０の第１端子、コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ａの第１端子、アクティブフィルタ９０の第１端子ａ１のそれぞれに接続される。三相交流電源１０の第２端子は、系統電圧検出部２０の第２端子、ノイズフィルタ４０の第２入力端子、アクティブフィルタ９０の第２端子ａ２のそれぞれに接続される。三相交流電源１０の第３端子は、系統電圧検出部２０の第３端子、コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ｂの第１端子、アクティブフィルタ９０の第３端子ａ３のそれぞれに接続される。

【0032】

コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ａの第２端子は、ノイズフィルタ４０の第１入力端子に接続される。コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ｂの第２端子は、ノイズフィルタ４０の第３入力端子に接続される。コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ａが検出する電流値は、アクティブフィルタ９０の第４端子ｂ１に伝えられる。コンバータ電流検出部３０のカレントトランス３０１ｂが検出する電流値は、アクティブフィルタ９０の第５端子ｂ２に伝えられる。

【0033】

ノイズフィルタ４０の第１出力端子は、ダイオードモジュール５０の第１入力端子に接続される。ノイズフィルタ４０の第２出力端子は、ダイオードモジュール５０の第２入力端子に接続される。

【0034】

ダイオードモジュール５０の第１出力端子は、平滑リアクトル１１０の第１端子に接続される。ダイオードモジュール５０の第２出力端子は、平滑コンデンサ６０の第２端子、インテリジェントパワーモジュール７０の第２入力端子のそれぞれに接続される。

【0035】

平滑コンデンサ６０の第１端子は、インテリジェントパワーモジュール７０の第１入力端子、平滑リアクトル１１０の第１端子のそれぞれに接続される。
インテリジェントパワーモジュール７０の第１出力端子は、コンプレッサモータ８０の第１端子に接続される。インテリジェントパワーモジュール７０の第２出力端子は、コンプレッサモータ８０の第２端子に接続される。インテリジェントパワーモジュール７０の第３出力端子は、コンプレッサモータ８０の第３端子に接続される。

【0036】

次に、アクティブフィルタ９０を備えるモータ駆動装置１の処理について説明する。
ここでは、図３に示すモータ駆動装置１の処理フローについて説明する。

【0037】

系統電圧検出部２０は、三相交流電源１０が出力するＲ相の電圧をノイズフィルタ４０に供給する配線、Ｓ相の電圧をノイズフィルタ４０に供給する配線、Ｔ相の電圧をノイズフィルタ４０に供給する配線のそれぞれにおいて、電圧を検出する。
系統電圧検出部２０は、検出した電圧を示す電圧信号を切替部９０１に送信する。

【0038】

切替部９０１は、系統電圧検出部２０から電圧信号を受信する。
切替部９０１は、受信した電圧信号が示す電圧値から電圧の位相を特定する（ステップＳ１）。例えば、切替部９０１は、Ｒ相の電圧のゼロクロス点を示す時刻を位相の基準である０度とする。なお、切替部９０１は、Ｒ相ではなくＳ相またはＴ相の電圧のゼロクロス点を示す時刻を位相の基準としてもよい。

【0039】

切替部９０１は、電圧の１周期を６つの範囲に分けて、制御対象とする相を切り替える。
切替部９０１は、位相の基準と、６つのそれぞれの位相の範囲と、その位相の範囲における制御対象とする相とを含む制御対象情報を高調波補償部９０２、条件判定部９０３、力率補償部９０４のそれぞれに送信する。

【0040】

高調波補償部９０２は、系統電圧検出部２０が検出した電圧の値とコンバータ電流検出部３０が検出した電流の値を記憶部９０５が記憶する算出式に代入して高調波補償電流を算出する（ステップＳ２）。そして、高調波補償部９０２は、電流補正部１００を介してコンバータ電流における高調波を補償する（ステップＳ３）。

【0041】

条件判定部９０３は、温度センサ１５０の示す温度が定格温度以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
条件判定部９０３は、温度センサ１５０の示す温度が定格温度以下でないと判定した場合（ステップＳ４においてＮＯ）、ステップＳ１の処理に戻す。
条件判定部９０３は、温度センサ１５０の示す温度が定格温度以下であると判定した場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、高調波補償部９０２の算出した高調波補償電流が電流補正部１００の流すことのできる最大電流よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５）。

【0042】

条件判定部９０３は、高調波補償部９０２の算出した高調波補償電流が電流補正部１００の流すことのできる最大電流以上であると判定した場合（ステップＳ５においてＮＯ）、ステップＳ１の処理に戻す。
条件判定部９０３は、高調波補償部９０２の算出した高調波補償電流が電流補正部１００の流すことのできる最大電流よりも小さいと判定した場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、電流補正部１００の流すことのできる最大電流から高調波補償電流を減じた差電流の値を力率補償部９０４に出力する。

【0043】

力率補償部９０４は、条件判定部９０３から差電流の値を受ける。力率補償部９０４は、受けた値が示す差電流を用いて、力率を改善するように電流の位相を電圧の位相に近づける動作を行う（ステップＳ６）。そして、力率補償部９０４は、ステップＳ１の処理に戻す。

【0044】

なお、電流補正部１００が端子である場合には、アクティブフィルタ９０のみをアクティブフィルタと呼ぶものであってもよい。また、電流補正部１００がアクティブフィルタ９０からの制御信号に応じて電流を流す場合には、電流補正部１００とアクティブフィルタ９０との両方を含むものをアクティブフィルタと呼ぶものであってもよい。

【0045】

以上、本発明の第１の実施形態によるアクティブフィルタ９０を備えるモータ駆動装置１について説明した。
本発明の第１の実施形態によるアクティブフィルタ９０において、高調波補償部９０２は、高調波補償電流を算出する。条件判定部９０３は、高調波補償部９０２の算出した高調波補償電流が電流補正部１００の流すことのできる最大電流よりも小さいか否かを判定する。力率補償部９０４は、高調波補償部９０２の算出した高調波補償電流が電流補正部１００の流すことのできる最大電流よりも小さいと条件判定部９０３が判定した場合、系統電圧検出部２０が検出した電圧とコンバータ電流検出部３０が検出した電流とに基づいて、力率を改善するように電流の位相を電圧の位相に近づける動作を行う。
こうすることで、アクティブフィルタ９０は、力率を改善するための電流の有無を判定し、力率を改善するための電流がある場合にはその電流を用いて力率を改善することができる。その結果、アクティブフィルタ９０によれば、系統に接続される装置においてコンバータの負荷となるインバータにおける電圧を検出できない場合にも、コンバータ電流における高調波を補償するアクティブフィルタの電流に余裕がある場合に、コンバータ電流における高調波の電流を補償するとともに、系統に接続される装置の力率を改善することができ、電源線などによって生じる損失を低減することができる。

【0046】

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態によるモータ駆動装置について説明する。
本発明の第２の実施形態によるモータ駆動装置１は、本発明の第１の実施形態によるモータ駆動装置１と同様に、アクティブフィルタ９０が電流補正部１００を介してダイオードモジュール５０へ流れるコンバータ電流の高調波電流の歪みを補償する際に、電流補正部１００に流す電流に余裕がある場合、モータ駆動装置１の力率を改善する装置である。また、本発明の第２の実施形態によるモータ駆動装置１は、さらに、温度センサ１５０が備えられるアクティブフィルタ９０または電流補正部１００が備えるコンデンサなどの部品の交換時期を判定し、報知する装置である。

【0047】

本発明の第２の実施形態によるアクティブフィルタ９０は、図４に示すように、切替部９０１と、高調波補償部９０２と、条件判定部９０３と、力率補償部９０４と、記憶部９０５と、さらに、寿命判定部９０６と、報知部９０７と、を備える。

【0048】

記憶部９０５は、第１の実施形態におけて記憶する情報に加え、さらに、温度センサ１５０が備えられるアクティブフィルタ９０または電流補正部１００が備える各部品の稼働時間と電流値とに基づいて算出される累積値のしきい値を記憶する。各部品の稼働時間とは、高温になるほど稼働時間を長く見積もる重み付けがされた時間である。累積値は、その重み付けされた後の稼働時間と電流センサによって検出された電流値との乗算によって算出された電流の累積値である。累積値のしきい値は、部品の交換時期を判定する基準となる値である。
寿命判定部９０６は、各部品に流れる電流の累積値を実測し、記憶部９０５が記憶する累積値のしきい値を超えた場合に部品が劣化したと判定する。
報知部９０７は、寿命判定部９０６が部品が劣化したと判定した場合に、部品の交換を報知する。

【0049】

以上、本発明の第２の実施形態によるアクティブフィルタ９０を備えるモータ駆動装置１について説明した。
本発明の第２の実施形態によるアクティブフィルタ９０において、寿命判定部９０６は、各部品に流れる電流の累積値を実測し、記憶部９０５が記憶する累積値のしきい値を超えた場合に部品が劣化したと判定する。報知部９０７は、寿命判定部９０６が部品が劣化したと判定した場合に、部品の交換を報知する。
こうすることで、モータ駆動装置１は、電流が流れ劣化しやすい部品の交換時期を適切に判断することができる。また、モータ駆動装置１は、その部品の交換を報知し、部品の交換を促すことができる。

【0050】

なお、本発明の別の実施形態では、アクティブフィルタ９０が電流補正部１００を備えるものであってもよい。

【0051】

なお、本発明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。

【0052】

本発明の実施形態について説明したが、上述のモータ駆動装置１、アクティブフィルタ９０、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５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５は、図５に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
例えば、上述のモータ駆動装置１、アクティブフィルタ９０、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５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８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７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、ＣＰＵ６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７に確保する。

【0053】

ストレージ８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８は、コンピュータ５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９または通信回線を介してコンピュータ５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５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７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８は、一時的でない有形の記憶媒体である。

【0054】

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。

【0055】

本発明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、省略、置き換え、変更を行ってよい。

【符号の説明】

【0056】

１・・・モータ駆動装置
１０・・・三相交流電源
２０・・・系統電圧検出部
３０・・・コンバータ電流検出部
４０・・・ノイズフィルタ
５０・・・ダイオードモジュール
６０・・・平滑コンデンサ
７０・・・インテリジェントパワーモジュール
８０・・・コンプレッサモータ
９０・・・アクティブフィルタ
１００・・・電流補正部
１１０・・・平滑リアクトル
３０１ａ、３０１ｂ・・・カレントトランス
９０１・・・切替部
９０２・・・高調波補償部
９０３・・・条件判定部
９０４・・・力率補償部
９０５・・・記憶部
９０６・・・寿命判定部
９０７・・・報知部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】