特許7927401IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

電力変換装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

出力側を並列に接続した複数台の変換器の通信エラーによる意図しない動作の発生を抑制できる電力変換装置を提供する。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の実施形態によれば、複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子を制御して直流電力を交流電力へ変換する制御部とを含み、前記交流電力が供給される負荷に対して並列接続された複数の変換器と、前記複数の変換器の変換動作を制御するための送信データを所定の制御周期毎に生成する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記送信データを生成するごとに、この生成した送信データと1~n回前に生成したn個・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の実施形態によれば、出力側を並列に接続した複数台の変換器の通信エラーによる意図しない動作の発生を抑制できる電力変換装置が提供される。

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 電力変換装置を模式的に表す回路図である。
【図2】 変換器を模式的に表す回路図である。
【図3】 制御装置を模式的に表すブロック図である。
【図4】 各変換器の制御部を模式的に表すブロック図である。
【図5】 各変換器の制御部の変形例を模式的に表すブロック図である。
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。 なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。 図1は、電力変換装置を模式的に表す回路図である。 図1に表したように、電力変換装置10は、主回路部12と、制御装置14と、を備える。主回路部12は、図示を省略した直流電源に接続されるとともに、負荷2に接続される。負荷2は、より詳しくは、交流負荷である。主回路部12は、直流電源から供給された直流電力を負荷2に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を負荷2に供給する。 直流電源は、例えば、電力系統から供給された交流電力を直流電力に変換する別の電力変換装置である。直流電源は、例えば、ソーラーパネルなどの直流電力を出力する分散型電源などでもよい。直流電源は、直流電力を主回路部12に供給可能な任意の装置でよい。 主回路部12は、複数の変換器20を有する。複数の変換器20は、例えば、一対の直流端子20p、20nと、3つの交流端子20a~20cと、を有する。 複数の変換器20の一対の直流端子20p、20nは、それぞれ直流電源に接続される。換言すれば、複数の変換器20の一対の直流端子20p、20nは、それぞれ並列に接続される。これにより、直流電源から供給された直流電圧が、複数の変換器20のそれぞれに入力される。なお、複数の変換器20の一対の直流端子20p、20nは、直列に接続してもよい。これにより、直流電源から供給された直流電圧を複数の変換器20で分担することができる。 複数の変換器20のそれぞれの3つの交流端子20a~20cは、それぞれ負荷2に接続される。換言すれば、複数の変換器20のそれぞれの3つの交流端子20a~20cは、負荷2に対して並列に接続される。主回路部12は、負荷2に対して並列に接続された複数の変換器20を有する。このように、各変換器20の交流端子20a~20cを並列に接続した場合には、各変換器20から同位相の交流電力を出力することで、電流容量を増加させ、各変換器20に用いられる素子の容量の増加を抑制しつつ、負荷2に供給する交流電力を大きくすることができる。変換器20の台数は、任意の数でよい。 複数の変換器20は、例えば、直流電源から供給された直流電力を三相交流電力に変換する。負荷2の交流電力は、例えば、三相交流電力である。但し、負荷2の交流電力は、単相交流電力などでもよい。主回路部12の構成は、に限ることなく、交流側を並列に接続した複数の変換器20を有する任意の構成でよい。 制御装置14は、主回路部12の動作を制御する。より具体的には、制御装置14は、主回路部12による直流電力から交流電力への変換の動作を制御する。制御装置14は、複数の変換器20のそれぞれの直流電力から交流電力への変換の動作を制御する。制御装置14は、各変換器20と通信可能に構成されている。制御装置14と各変換器20との間の通信は、双方向通信である。各変換器20は、内部の状態などを表す情報を制御装置14に送信する。制御装置14は、各変換器20から受信した情報などを基に、各変換器20の制御に必要な所定の送信データの生成を行い、生成した送信データを各変換器20に送信することにより、各変換器20の動作を制御する。 主回路部12は、電流検出器30a~30cをさらに有する。電流検出器30a~30cは、主回路部12から負荷2に供給される交流電力の交流電流の大きさを検出し、交流電流の大きさの検出結果を表す検出信号を制御装置14に入力する。電流検出器30a~30cは、例えば、主回路部12から負荷2に供給される三相交流電力の線電流の大きさを検出する。 図2は、変換器を模式的に表す回路図である。 図2に表したように、各変換器20は、複数のスイッチング素子40と、複数の整流素子41と、電荷蓄積素子42と、を有する。 各変換器20は、例えば、三相フルブリッジ接続された6つのスイッチング素子40と、各スイッチング素子40に逆並列に接続された6つの整流素子41と、を有する。6つのスイッチング素子40の両端は、一対の直流端子20p、20nと接続される。直列に接続された2つのスイッチング素子40の接続点は、交流端子20aと接続される。直列に接続された別の2つのスイッチング素子40の接続点は、交流端子20bと接続される。そして、直列に接続された別の2つのスイッチング素子40の接続点は、交流端子20cと接続される。 各スイッチング素子40は、一対の主端子と、制御端子と、を有する。制御端子は、各主端子間に電流が流れるオン状態と、各主端子間に実質的に電流が流れないオフ状態と、の切り替えに用いられる。各スイッチング素子40には、例えば、GTO(Gate Turn Off thyristor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの自己消弧素子が用いられる。制御端子は、例えば、ゲート端子である。各整流素子41は、例えば、ダイオードである。 電荷蓄積素子42は、一対の直流端子20p、20nの間に接続される。電荷蓄積素子42は、換言すれば、各スイッチング素子40に対して並列に接続される。電荷蓄積素子42は、例えば、一対の直流端子20p、20nに入力される直流電圧の変動を抑制する。電荷蓄積素子42は、例えば、コンデンサである。 各変換器20は、各スイッチング素子40のスイッチングにより、直流電源から供給された直流電力を交流電力に変換する。この例において、各変換器20は、各スイッチング素子40のスイッチングにより、直流電源から供給された直流電力を三相交流電力に変換する。各スイッチング素子40は、換言すれば、直流電力から交流電力への変換を行うための素子である。 各変換器20は、例えば、インダクタ43a~43cと、電圧検出器44と、電流検出器45a~45cと、制御部46と、検出回路48と、をさらに有する。 インダクタ43a~43cは、直列に接続された2つのスイッチング素子40のそれぞれの接続点と、交流端子20a~20cと、のそれぞれの間に設けられる。インダクタ43a~43cのインダクタンス(並列インダクタンス)は、なるべく小さい値に設定される。これにより、例えば、インダクタ43a~43cによる製造コストの増加などを抑制することができる。 電圧検出器44は、一対の直流端子20p、20n間の直流電圧の大きさを検出し、直流電圧の大きさの検出結果を表す検出信号を制御部46及び検出回路48に入力する。電圧検出器44は、換言すれば、直流電源から供給される直流電圧の大きさを検出する。電圧検出器44は、さらに換言すれば、電荷蓄積素子42の両端の直流電圧の大きさを検出する。 電流検出器45a~45cは、変換器20から出力される交流電力の交流電流の大きさを検出し、交流電流の大きさの検出結果を表す検出信号を制御部46及び検出回路48に入力する。電流検出器45a~45cは、例えば、変換器20から出力される三相交流電力の線電流の大きさを検出する。 制御部46は、制御装置14と通信を行う。制御部46は、制御装置14から受信した送信データに基づいて、各スイッチング素子40のスイッチングを制御する。制御部46は、換言すれば、制御装置14から受信した送信データに基づいて、複数のスイッチング素子40(変換器20)による直流電力から交流電力への変換の動作を制御する。また、制御部46は、例えば、電圧検出器44及び電流検出器45a~45cの各検出信号を送信データの生成に必要な情報として制御装置14に送信する。 検出回路48は、電圧検出器44によって検出された一対の直流端子20p、20n間の直流電圧の大きさが、過電圧検出レベル以上か否かの検出を行う。また、検出回路48は、電流検出器45a~45cによって検出された変換器20から出力される交流電力の交流電流の大きさが、過電流検出レベル以上か否かの検出を行う。検出回路48は、過電圧検出レベル以上を検出した場合、及び過電流検出レベル以上を検出した場合に、停止指令を制御部46に送信する。 制御部46は、検出回路48からの停止指令の入力に応じて、各スイッチング素子40のスイッチングを停止する。換言すれば、制御部46は、検出回路48からの停止指令の入力に応じて、変換器20による直流電力から交流電力への変換の動作を停止する。 主回路部12において、複数の変換器20の構成は、実質的に同じである。制御装置14は、例えば、複数の変換器20のそれぞれに対して同じ送信データを送信する。また、この際、制御装置14から送信された送信データが、実質的に同時に各変換器20の制御部46に受信されるように、制御装置14と各変換器20との間の伝送遅延などが設定される。伝送遅延は、例えば、制御装置14と各変換器20との間の通信ケーブルの長さなどによって設定される。 これにより、制御装置14から各変換器20に送信する送信データにより、実質的に同じ大きさ、周波数、及び位相の交流電力を実質的に同時に各変換器20から出力することができる。これにより、複数の変換器20の交流側を並列に接続した際にも、各変換器20間に電流が流れる横流の発生を抑制することができる。 各変換器20において最も長い伝送遅延と最も短い伝送遅延との差は、例えば、インダクタ43a~43cのインダクタンスの値と、直流端子20p、20n間の直流電圧の大きさの定格値と、各変換器20間に流れる横流がどの程度許容されるかによって決定される。具体的には、伝送遅延の差の時間だけ、各変換器20の交流出力電圧に差異が生じるものとし、伝送遅延の時間の差に、交流出力電圧の差異を乗じた値を、さらにインダクタ43a~43cのインダクタンスの値で割って得た値を、生じる横流の設計値とする。その横流の設計値が許容範囲内に収まるように伝送遅延時間の差の許容範囲を規定する。制御装置14と各変換器20との間の通信ケーブルの長さが異なることがあらかじめ判明している場合などには、遅延時間が短い伝送経路においては別途遅延要素を挿入することで、トータルの遅延時間の差を規定値以下とすることもできる。 図3は、制御装置を模式的に表すブロック図である。 図3に表したように、制御装置14は、演算器50と、dq変換回路51と、電流制御器52と、逆dq変換回路53と、位相生成回路54と、演算器55と、リミッタ56a~56cと、制御信号生成回路57と、デッドタイム設定回路58a~58cと、を有する。 位相生成回路54には、主回路部12から出力する交流電流の位相基準θが入力される。位相生成回路54は、入力された位相基準θを基に、主回路部12から出力する交流電流の位相sinθ、及びcosθを演算し、演算した位相sinθ、及びcosθをdq変換回路51及び逆dq変換回路53に入力する。 演算器50には、電流検出器30a~30cによって検出された主回路部12から負荷2に供給される交流電流の大きさを表す検出信号が入力される。演算器50は、入力された検出信号に対して所定の係数を乗算することにより、検出された主回路部12の交流電流の大きさを規格化(正規化)し、規格化後の主回路部12の交流電流の大きさをdq変換回路51に入力する。 dq変換回路51は、三相交流電力の三相の電流信号(検出信号)及び位相sinθ、cosθを基に、三相の電流信号を位相基準θに同期した座標系(dq座標)のd軸成分の電流信号及びq軸成分の電流信号に変換する。dq変換回路51は、例えば、パーク変換により、三相の電流信号をd軸成分の電流信号及びq軸成分の電流信号に変換する。dq変換回路51は、変換後のd軸成分の電流信号及びq軸成分の電流信号を電流制御器52に入力する。 電流制御器52には、d軸成分の電流信号及びq軸成分の電流信号が入力されるとともに、主回路部12から出力する交流電流のd軸成分の電流指令値及びq軸成分の電流指令値が入力される。d軸成分の電流指令値、q軸成分の電流指令値、及び位相基準θは、例えば、上位のコントローラなどから制御装置14に入力される。但し、d軸成分の電流指令値、q軸成分の電流指令値、及び位相基準θは、例えば、予め設定された一定の値でもよいし、操作部などを介して手動で制御装置14に入力されるようにしてもよい。 電流制御器52は、入力されたd軸成分の電流信号及びd軸成分の電流指令値を基に、d軸成分の電流信号をd軸成分の電流指令値に近付けるために主回路部12から出力する交流電圧のd軸成分の電圧指令値を演算する。また、電流制御器52は、入力されたq軸成分の電流信号及びq軸成分の電流指令値を基に、q軸成分の電流信号をq軸成分の電流指令値に近付けるために主回路部12から出力する交流電圧のq軸成分の電圧指令値を演算する。電流制御器52は、演算したd軸成分の電圧指令値及びq軸成分の電圧指令値を逆dq変換回路53に入力する。 逆dq変換回路53は、入力されたd軸成分の電圧指令値、q軸成分の電圧指令値、及び位相sinθ、cosθを基に、d軸成分の電圧指令値及びq軸成分の電圧指令値を三相の電圧指令値(電圧基準)に変換する。逆dq変換回路53は、例えば、逆パーク変換により、d軸成分の電圧指令値及びq軸成分の電圧指令値を三相の電圧指令値に変換する。逆dq変換回路53は、変換後の三相の電圧指令値を演算器55に入力する。 演算器55は、入力された三相の電圧指令値のそれぞれに対して所定の係数を乗算することにより、三相の電圧指令値の大きさを規格化(正規化)し、規格化後の三相の電圧指令値をリミッタ56a~56cに入力する。 リミッタ56a~56cは、入力された電圧指令値に対して上限値及び下限値を設定する。リミッタ56a~56cは、入力された電圧指令値が上限値以上である場合に、電圧指令値を上限値に制限する処理を行う。また、リミッタ56a~56cは、入力された電圧指令値が下限値以下である場合に、電圧指令値を下限値に制限する処理を行う。リミッタ56a~56cは、処理後の電圧指令値を制御信号生成回路57に入力する。 制御信号生成回路57には、各変換器20のそれぞれから出力する三相の交流電圧の各相の電圧指令値が入力されるとともに、キャリア信号が入力される。キャリア信号は、例えば、主回路部12(各変換器20)から出力される交流電圧の周波数よりも高い周波数を有する三角波状の信号である。キャリア信号は、換言すれば、搬送波である。 制御信号生成回路57は、三相の電圧指令値とキャリア信号との比較により、各変換器20のそれぞれの各スイッチング素子40のスイッチングを制御するための三相分の制御信号を生成する。制御信号生成回路57は、例えば、電圧指令値が、キャリア信号よりも大きい時に、スイッチング素子40をオン状態とし、電圧指令値が、キャリア信号よりも小さい時に、スイッチング素子40をオフ状態とする制御信号を生成する。制御信号生成回路57は、例えば、各変換器20のそれぞれの各スイッチング素子40のスイッチングをPWM(Pulse Width Modulation)制御によって制御するための制御信号(パルス信号)を生成する。制御信号生成回路57は、生成した三相分の制御信号をデッドタイム設定回路58a~58cに入力する。 デッドタイム設定回路58a~58cには、制御信号生成回路57によって生成された三相分の制御信号が入力されるとともに、NOTゲートを介して論理を反転させた三相分の制御信号が入力される。三相分の制御信号は、例えば、上側の3つのスイッチング素子40のスイッチングに用いられる。論理を反転させた三相分の制御信号は、例えば、下側の3つのスイッチング素子40のスイッチングに用いられる。 デッドタイム設定回路58a~58cは、上側のスイッチング素子40と下側のスイッチング素子40とが同時にオン状態になってしまうことを抑制するためのデッドタイムを制御信号に設定することにより、各変換器20の6つのスイッチング素子40のそれぞれに対応する6つの制御信号を生成する。デッドタイム設定回路58a~58cは、生成した6つの制御信号を記憶部60に入力する。 記憶部60は、デッドタイム設定回路58a~58cから入力された6つの制御信号を今回の送信データとして記憶する。記憶部60は、n回(所定回数。nは自然数とする。)前までの所定数の送信データ(6つの制御信号)を記憶可能に構成されている。記憶部60は、デッドタイム設定回路58a~58cから送信データが入力される毎に、最も古い送信データを入力された今回の送信データと入れ替えるように、記憶するn回前までの送信データの更新を行う。 制御装置14は、所定の制御周期毎に制御信号の生成を行い、生成した制御信号を送信データとして記憶部60に記憶させる。換言すれば、制御装置14は、所定の制御周期毎に各変換器20の制御に必要な送信データの生成を行い、生成した今回の送信データを記憶部60に記憶させる。そして、制御装置14は、記憶部60に記憶された今回の送信データからn回前の送信データまでの所定数の送信データにエラー検出情報を付加したデータセットDSを生成し、生成したデータセットDSを各変換器20に送信することにより、各変換器20の動作を制御する。 エラー検出情報は、送信データの通信エラーの発生を各変換器20側で検出できるようにするための情報である。エラー検出情報は、例えば、CRC(Cyclic Redundancy Check)によって通信エラーの発生を検出するためのエラー検出bit列である。但し、エラー検出情報は、これに限ることなく、通信エラーの発生を各変換器20側で適切に検出可能な任意の情報でよい。エラー検出情報は、例えば、パリティチェックに用いられる検査ビットなどでもよい。 なお、この例では、デッドタイム設定回路58a~58cによって生成された制御信号を送信データとして各変換器20に送信しているが、制御装置14から各変換器20に送信する送信データは、これに限定されるものではない。例えば、電流検出器30a~30cによって検出された交流電流の検出信号を送信データとして各変換器20に送信し、以降の処理は、各変換器20の制御部46側で行ってもよい。このように、制御装置14から各変換器20に送信する送信データの内容は、演算器50からデッドタイム設定回路58a~58cまでの間の任意の信号でよい。制御装置14から各変換器20に送信する送信データは、各変換器20の動作の制御を適切に行うことが可能な任意のデータでよい。 図4は、各変換器の制御部を模式的に表すブロック図である。 図4に表したように、各変換器20の制御部46は、記憶部70と、データ選択部72と、AND回路74と、を有する。 記憶部70は、制御装置14から受信したデータセットDSを記憶する。記憶部70は、n回前までの所定数のデータセットDSを記憶可能に構成されている。記憶部70は、制御装置14からデータセットDSを受信する毎に、最も古いデータセットDSを受信した今回のデータセットDSと入れ替えるように、記憶するn回前までのデータセットDSの更新を行う。 データ選択部72は、記憶部70に記憶されたn回前までのデータセットDSを基に、今回の制御に用いる送信データの選択を行う。データ選択部72は、例えば、制御装置14から受信したデータセットDSが記憶部70に記憶される毎に、今回の制御に用いる送信データの選択を行う。 データ選択部72は、今回の制御に用いる送信データの選択においては、まず、記憶部70に記憶された今回受信したデータセットDSに含まれるエラー検出情報(エラー検出bit列)を基に、今回受信したデータセットDSに通信エラーが発生しているか否かの検出を行う。 データ選択部72は、通信エラーが発生していないことを検出した場合には、今回受信したデータセットDSに含まれるn回前の送信データを、今回の制御に用いる送信データとして選択する。 一方、データ選択部72は、通信エラーが発生していることを検出した場合には、記憶部70に記憶された1回前に受信したデータセットDSに含まれるエラー検出情報を基に、1回前に受信したデータセットDSに通信エラーが発生しているか否かの検出を行う。 データ選択部72は、以下同様の処理を行うことにより、記憶部70に記憶されたn回前までのデータセットDSのうち、通信エラーの発生していないデータセットDSに含まれるn回前の送信データを、今回の制御に用いる送信データとして選択する。 このように、制御部46は、制御装置14から受信したデータセットDSに含まれるエラー検出情報を基に、データセットDSの通信エラーの検出を行うとともに、今回受信したデータセットDSから所定回数前(n回前)に受信したデータセットDSまでの所定数のデータセットDSを基に、通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データの抽出を行う。この例において、制御部46は、所定数のデータセットDSを記憶することにより、記憶した所定数のデータセットDSの中から通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データを抽出する。そして、制御部46は、抽出した所定回数前の送信データを今回の制御に用いる送信データとすることにより、抽出した所定回数前の送信データに基づいて、複数のスイッチング素子40による直流電力から交流電力への変換を制御する。 なお、通信エラーの発生していないデータセットDSの検出は、必ずしものように、今回受信したデータセットDSから行わなくてもよい。通信エラーの発生していないデータセットDSは、記憶部70に記憶されたn回前までのデータセットDSのうちの通信エラーの発生していない任意のデータセットDSでよい。 データ選択部72は、今回の制御に用いる送信データを選択した後、選択した送信データに基づく制御信号をAND回路74に入力する。データ選択部72は、例えば、送信データに含まれる6つの制御信号をAND回路74に入力する。例えば、電流検出器30a~30cによって検出された交流電流の検出信号が送信データに含まれる場合には、検出信号を基に制御信号の生成を行い、生成した制御信号をAND回路74に入力してもよい。この場合には、例えば、演算器50からデッドタイム設定回路58a~58cまでの各回路をデータ選択部72(制御部46)に設ければよい。 AND回路74には、データ選択部72から制御信号が入力されるとともに、検出回路48からの停止指令が入力される。AND回路74は、検出回路48によって過電圧及び過電流が検出されていない状態の時に、制御信号を各スイッチング素子40に入力する。これにより、制御部46は、制御装置14から受信したデータセットDS(送信データ)に基づいて各スイッチング素子40のスイッチングを制御する。そして、AND回路74は、検出回路48によって過電圧又は過電流が検出されている状態の時に、各スイッチング素子40への制御信号の入力を停止する。これにより、検出回路48によって過電圧又は過電流が検出された際に、変換器20による直流電力から交流電力への変換の動作を停止することができる。 また、制御部46は、通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データを抽出できなかった場合に、複数のスイッチング素子40による直流電力から交流電力への変換の動作を停止させる。例えば、記憶部70に記憶されたn回前までのデータセットDSの全てで通信エラーが検出された場合、通信機器に異常が発生していることなどが懸念される。従って、制御部46は、例えば、データ選択部72において通信エラーの発生していないデータセットDSを検出できなかった場合などには、データ選択部72からAND回路74に停止指令を入力することなどにより、複数のスイッチング素子40による直流電力から交流電力への変換の動作を停止させる。 さらに、データセットDSの通信エラーを所定期間内において規定回数以上検出した場合にも、と同様に、通信機器に異常が発生していることなどが懸念される。従って、制御部46は、データセットDSの通信エラーを所定期間内において規定回数以上検出した場合に、異常時の動作を行う。異常時の動作は、例えば、複数のスイッチング素子40による直流電力から交流電力への変換の動作を停止させる動作である。異常時の動作は、例えば、ユーザ(電力変換装置10の管理者など)に対して異常の検出の通知を行う動作などでもよい。異常時の動作は、通信エラーの発生にともなう機器の故障などを抑制することが可能な任意の動作でよい。なお、規定回数は、例えば、記憶部70に記憶される所定数のデータセットDSの数より少なく設定してもよいし、記憶部70に記憶される所定数のデータセットDSの数より多く設定してもよい。規定回数は、任意の回数でよい。 制御部46は、複数のスイッチング素子40による直流電力から交流電力への変換の動作を停止させた場合、例えば、動作の停止を制御装置14に送信する。制御装置14は、複数の変換器20のいずれかの制御部46から動作の停止を受信した場合、他の変換器20の動作も停止させる。換言すれば、制御装置14は、複数の変換器20のいずれかの動作の停止に応じて、主回路部12の動作を停止させる。但し、複数の変換器20が並列に接続された主回路部12では、複数の変換器20のうちのいずれかの動作が停止した際にも、残りの変換器20で運転を継続できる可能性がある。このような場合には、動作を停止した変換器20の台数が所定の台数に到達するまで、残りの変換器20の動作を継続させてもよい。 以上、説明したように、本電力変換装置10では、制御装置14が、今回の送信データから所定回数前の送信データまでの所定数の送信データにエラー検出情報を付加したデータセットDSを生成し、生成したデータセットDSを各変換器20に送信する。そして、各変換器20の制御部46が、制御装置14から受信したデータセットDSに含まれるエラー検出情報を基に、データセットDSの通信エラーの検出を行うとともに、今回受信したデータセットDSから所定回数前に受信したデータセットDSまでの所定数のデータセットDSを基に、通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データの抽出を行い、抽出した所定回数前の送信データを今回の制御に用いる送信データとすることにより、抽出した所定回数前の送信データに基づいて、複数のスイッチング素子40による直流電力から交流電力への変換を制御する。 これにより、本電力変換装置10では、今回受信したデータセットDSから所定回数前に受信したデータセットDSまでの所定数のデータセットDSの中のいずれかにおいて通信エラーが発生したとしても、正常に通信を行うことができた他のデータセットDSによって複数のスイッチング素子40の動作を適切に制御することができる。また、制御装置14に送信データの再送を要求する場合のように、送信データの再送にともなう動作遅延が発生することもない。従って、本電力変換装置10では、通信エラーによる各変換器20の意図しない動作の発生をより適切に抑制することができる。 なお、通信機器などが正常に動作している場合、通信エラーの発生の頻度は、あまり高いものではない。従って、データセットDSに含まれる送信データの所定数、及び今回受信したデータセットDSから所定回数前に受信したデータセットDSまでのデータセットDSの所定数は、1つ又は2つでもよい。このように、所定数を1つ又は2つ程度とすることにより、例えば、通信エラーによる各変換器20の意図しない動作の発生を抑制しつつ、記憶部60、70に必要となる容量を抑制できるとともに、データセットDSの送信にともなう通信容量の増大を抑制することなどができる。一方、所定数を3つ以上に設定した場合には、例えば、通信エラーによる各変換器20の意図しない動作の発生をより適切に抑制することができるとともに、各変換器20の異常停止の発生などをより抑制することなどができる。所定数は、通信エラーの発生の頻度などに応じて任意に設定すればよい。 また、本電力変換装置10では、制御部46が、所定数のデータセットDSを記憶することにより、記憶した所定数のデータセットDSの中から通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データを抽出する。これにより、通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データの抽出を適切に行うことができる。 また、本電力変換装置10では、制御部46が、通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データを抽出できなかった場合に、複数のスイッチング素子40による直流電力から交流電力への変換の動作を停止させる。これにより、例えば、通信機器の異常などによる各変換器20の意図しない動作の発生をより適切に抑制することができる。 さらに、本電力変換装置10では、制御部46が、データセットDSの通信エラーを所定期間内において規定回数以上検出した場合に、異常時の動作を行う。これにより、例えば、通信機器の異常などによる各変換器20の意図しない動作の発生をより適切に抑制することができる。 図5は、各変換器の制御部の変形例を模式的に表すブロック図である。 図5に表したように、変形例の制御部46aは、通信エラーの検出されなかった送信データの記憶を行う記憶部70aを有する。 制御部46aは、制御装置14からデータセットDSを受信した際に、データセットDSの通信エラーの検出を行う。制御部46aは、通信エラーが検出されなかった場合には、今回受信したデータセットDSに含まれる送信データを記憶部70aに記憶させる処理を行う。一方、制御部46aは、通信エラーが検出された場合には、送信データを記憶部70aに記憶させる処理を行わない。 記憶部70aは、例えば、n回前(所定回数前)の送信データから1回前の送信データまでに対応するn個の記憶領域を有する。記憶部70aは、n回前の送信データから1回前の送信データまでの各送信データを各記憶領域に記憶させる。各記憶領域には、通信エラーの検出されなかった送信データの反映の有無を確認するための反映済みフラグが設けられている。反映済みフラグは、例えば、通信エラーの検出されなかった送信データが反映されていない場合に「0」に設定され、通信エラーの検出されなかった送信データが反映されている場合に「1」に設定される。 この例において、データ選択部72aは、制御装置14からデータセットDSを受信した際に、記憶部70aに記憶されたn回前の送信データに対応する記憶領域の反映済みフラグを参照する。データ選択部72aは、n回前の送信データに対応する記憶領域の反映済みフラグが、通信エラーの検出されなかった送信データの反映を表す状態である場合には、記憶領域に記憶されたn回前の送信データを、今回の制御に用いる送信データとして選択する。 データ選択部72aは、n回前の送信データに対応する記憶領域の反映済みフラグが、通信エラーの検出されなかった送信データの未反映を表す状態であり、かつ制御装置14から今回受信したデータセットDSに通信エラーが発生していない場合には、今回受信したデータセットDSに含まれるn回前の送信データを、今回の制御に用いる送信データとして選択する。 そして、データ選択部72aは、n回前の送信データに対応する記憶領域の反映済みフラグが、通信エラーの検出されなかった送信データの未反映を表す状態であり、かつ制御装置14から今回受信したデータセットDSに通信エラーが発生している場合には、AND回路74に停止指令を入力する。これにより、実施形態と同様に、通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データを抽出できなかった場合に、複数のスイッチング素子40による直流電力から交流電力への変換の動作を停止させることができる。 このように、制御部46aは、記憶部70a又は今回受信したデータセットDSから通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データを抽出する。 制御部46aは、今回受信したデータセットDSに通信エラーが検出されなかった場合には、例えば、所定回数前の送信データの抽出を行った後に、送信データを記憶部70aに記憶させる処理を行う。制御部46aは、送信データを記憶部70aに記憶させる処理においては、例えば、記憶領域に記憶されたn回前の送信データを消去し、1回前の送信データからn-1回前の送信データを2回前の送信データからn回前の送信データとするように1つずつずらす。この際、制御部46aは、反映済みフラグの内容も、各送信データに対応させて1つずつずらす。 制御部46aは、各送信データ及び反映済みフラグの内容をずらした後、今回受信したデータセットDSに含まれる今回の送信データを1回前の送信データとして記憶部70aの対応する記憶領域に記憶させる。換言すれば、制御部46aは、今回受信したデータセットDSに含まれる今回の送信データを1回前の送信データの記憶領域に反映させる。そして、制御部46aは、1回前の送信データの記憶領域に対応する反映済みフラグを未反映の状態から反映の状態に変化させる。 また、制御部46aは、2回前の送信データからn回前の送信データまでの間に未反映の状態の反映済みフラグがある場合には、今回受信したデータセットDSに含まれる対応する送信データを記憶部70aの対応する記憶領域に記憶させ、対応する反映済みフラグを未反映の状態から反映の状態に変化させる。例えば、1回前に受信したデータセットDSに通信エラーがあり、記憶部70aの2回前の送信データの記憶領域に対応する反映済みフラグも未反映の状態である場合には、今回受信したデータセットDSに含まれる1回前の送信データを2回前の送信データとして記憶部70aの対応する記憶領域に記憶させ、対応する反映済みフラグを未反映の状態から反映の状態に変化させる。 これにより、送信データを記憶部70aに記憶させる処理が行われ、次にデータセットDSを受信した際にも、のように、記憶部70a又は今回受信したデータセットDSから通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データを抽出することができる。 このように、制御部46aは、通信エラーの検出されなかった送信データの記憶を行う記憶部70aを有し、制御装置14からデータセットDSを受信した際に、データセットDSの通信エラーの検出を行い、通信エラーが検出されなかった場合には、今回受信したデータセットDSに含まれる送信データを記憶部70aに記憶させる処理を行い、通信エラーが検出された場合には、送信データを記憶部70aに記憶させる処理を行わないことにより、記憶部70a又は今回受信したデータセットDSから通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データを抽出する。 この場合にも、実施形態と同様に、通信エラーの検出されなかったデータセットDSに含まれる所定回数前の送信データの抽出を適切に行うことができる。また、n回前の送信データから1回前の送信データまでに対応するn個の記憶領域を記憶部70aに設けた構成では、図4に表したように、所定数のデータセットDSを記憶部70に記憶させる構成と比べて、記憶部70aにおいて必要となる記憶容量を抑制し、記憶部70aの構成を簡素にすることができる。n個の記憶領域を記憶部70aに設けた構成では、例えば、必要となる記憶容量を1つのデータセットDS分に抑制することができる。従って、より簡単な構成で、所定回数前の送信データの抽出を適切に行うことができる。 本以下の態様を含む。 (付記1) 直流電力を負荷に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記負荷に供給する主回路部と、 前記主回路部による直流電力から交流電力への変換の動作を制御する制御装置と、 を備え、 前記主回路部は、前記負荷に対して並列に接続された複数の変換器を有し、 前記制御装置は、所定の制御周期毎に、前記複数の変換器の制御に必要な送信データの生成を行うとともに、生成した今回の前記送信データから所定回数前の前記送信データまでの所定数の前記送信データに通信エラーの発生を検出できるようにするためのエラー検出情報を付加したデータセットを生成し、前記データセットを前記複数の変換器に送信し、 前記複数の変換器は、直流電力から交流電力への変換を行うための複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子による直流電力から交流電力への変換を制御する制御部と、を有し、 前記制御部は、前記制御装置から受信した前記データセットに含まれる前記エラー検出情報を基に、前記データセットの前記通信エラーの検出を行うとともに、今回受信した前記データセットから前記所定回数前に受信した前記データセットまでの前記所定数の前記データセットを基に、前記通信エラーの検出されなかった前記データセットに含まれる前記所定回数前の前記送信データの抽出を行い、抽出した前記所定回数前の前記送信データを今回の制御に用いる前記送信データとすることにより、抽出した前記所定回数前の前記送信データに基づいて、前記複数のスイッチング素子による直流電力から交流電力への変換を制御する電力変換装置。 (付記2) 前記制御部は、前記所定数の前記データセットを記憶することにより、記憶した前記所定数の前記データセットの中から前記通信エラーの検出されなかった前記データセットに含まれる前記所定回数前の前記送信データを抽出する付記1記載の電力変換装置。 (付記3) 前記制御部は、前記通信エラーの検出されなかった前記送信データの記憶を行う記憶部を有し、前記制御装置から前記データセットを受信した際に、前記データセットの前記通信エラーの検出を行い、前記通信エラーが検出されなかった場合には、今回受信した前記データセットに含まれる前記送信データを前記記憶部に記憶させる処理を行い、前記通信エラーが検出された場合には、前記送信データを前記記憶部に記憶させる処理を行わないことにより、前記記憶部又は今回受信した前記データセットから前記通信エラーの検出されなかった前記データセットに含まれる前記所定回数前の前記送信データを抽出する付記1記載の電力変換装置。 (付記4) 前記制御部は、前記通信エラーの検出されなかった前記データセットに含まれる前記所定回数前の前記送信データを抽出できなかった場合に、前記複数のスイッチング素子による直流電力から交流電力への変換の動作を停止させる付記1~3のいずれか1つに記載の電力変換装置。 (付記5) 前記制御部は、前記データセットの前記通信エラーを所定期間内において規定回数以上検出した場合に、異常時の動作を行う付記1~4のいずれか1つに記載の電力変換装置。 本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規なその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

代表図 図1本件の代表的な図

2…負荷、 10…電力変換装置、 12…主回路部、 14…制御装置、 20…変換器、 30a~30c…電流検出器、 40…スイッチング素子、 41…整流素子、 42…電荷蓄積素子、 43a~43c…インダクタ、 44…電圧検出器、 45a~45c…電流検出器、 46、46a…制御部、 48…検出回路、 50…演算器、 51…dq変換回路、 52…電流制御器、 53…逆dq変換回路、 54…位相生成回路、 55…演算器、 56a~56c…リミッタ、 57…制御信号生成回路、 58a~58c…デッドタイム設定回路、 60…記憶部、 70、70a…記憶部、 72、72a…データ選択部、 74…AND回路、 DS…データセット

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