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公開番号2025153698
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056309
出願日2024-03-29
発明の名称電力変換装置及び冷凍装置
出願人ダイキン工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20251002BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コモンモードチョークコイルの磁気飽和の緩和をデジタル制御部により実現すること。
【解決手段】コモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルを介して入力される交流を順変換または周波数変換する電力変換器と、前記コモンモードチョークコイルにコモンモードで流れる電流を測定する電流測定手段と、前記電流の測定値又は前記測定値に基づく計算値が閾値を超えた場合、前記電力変換器の動作を切り替えることによって、前記電力変換器のキャリア周波数と同じ周波数成分における前記電流のピーク値を、前記動作の切り替え前よりも下げるデジタル制御部と、を備える、電力変換装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コモンモードチョークコイル（１０）と、
前記コモンモードチョークコイルを介して入力される交流を順変換または周波数変換する電力変換器（３０）と、
前記コモンモードチョークコイルにコモンモードで流れる電流を測定する電流測定手段（２０）と、
前記電流の測定値又は前記測定値に基づく計算値が閾値を超えた場合、前記電力変換器の動作を切り替えることによって、前記電力変換器のキャリア周波数と同じ周波数成分における前記電流のピーク値を、前記動作の切り替え前よりも下げるデジタル制御部（５０）と、を備える、電力変換装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記デジタル制御部は、前記キャリア周波数を下げることで、前記ピーク値を前記動作の切り替え前よりも下げる、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記デジタル制御部は、前記キャリア周波数を下げた後に前記閾値を変更する、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記デジタル制御部は、前記キャリア周波数を下げた後の第１周波数に応じて、前記閾値を変更する、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電力変換器は、前記コモンモードチョークコイルを介して入力される交流を直流に変換するコンバータ（２）と、前記コンバータから出力される直流が供給される直流リンク（３）と、前記直流リンクからの直流を交流に変換するインバータ（４）と、を含み、
前記デジタル制御部は、前記直流リンクの電圧を下げることで、前記ピーク値を前記動作の切り替え前よりも下げる、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記電力変換器は、前記コモンモードチョークコイルを介して入力される交流を直流に変換するコンバータ（２）と、前記コンバータから出力される直流が供給される直流リンク（３）と、前記直流リンクからの直流を交流に変換するインバータ（４）と、を含み、
前記キャリア周波数は、前記インバータのキャリア周波数である、請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記コモンモードチョークコイルの温度を測定する温度測定手段（４０）を更に備え、
前記デジタル制御部は、前記温度の測定値に応じて、前記閾値を変更する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記コモンモードチョークコイルは、巻線（１１）が巻かれる磁性体コア（１２）を含み、
前記デジタル制御部は、前記磁性体コアの磁性に関する情報と、前記キャリア周波数と、前記電流の測定値とに基づいて、磁束密度（Ｂ）を演算し、
前記閾値は、前記磁束密度が飽和磁束密度（Ｂｌｉｍ）になる電流値、又は飽和磁束密度（Ｂｌｉｍ）である、請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記デジタル制御部は、前記磁性体コアの磁性に関する情報と前記キャリア周波数とに基づいて、前記キャリア周波数での、磁束密度（Ｂ）と磁界強度（Ｈ）の関係を導出する、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記デジタル制御部は、前記電流の測定値に基づいて磁界強度（Ｈ）を演算し、演算された磁界強度と導出された前記関係とに基づいて、磁束密度（Ｂ）を演算する、請求項９に記載の電力変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換装置及び冷凍装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、交流電源と電力変換装置との間に接続されるコモンモードリアクトルの磁気飽和を防ぐ電力変換装置が知られている。この電力変換装置は、コモンモードリアクトルの鉄心に流れる磁束を検出する磁束検出器を備え、磁束検出器で検出した磁束を保護レベルと比較し、検出した磁束が保護レベルを越えた場合に搬送波のスイッチング周波数を変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－２６０９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コモンモードチョークコイルの磁気飽和を判定するため、コモンモードチョークコイルに巻かれる補助巻線の両端電圧に基づいて磁束密度を演算する方法が考えられる。しかしながら、この方法は、電力変換装置のキャリア周波数を超える測定周波数で補助巻線の両端電圧を測定することが求められるので、制御部の演算負荷が高くなる。そのため、電力変換装置を小型化する手段の一つであるデジタル化の実現が難しい。
【０００５】
本開示は、コモンモードチョークコイルの磁気飽和の緩和をデジタル制御部により実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１態様の電力変換装置は、
コモンモードチョークコイルと、
前記コモンモードチョークコイルを介して入力される交流を順変換または周波数変換する電力変換器と、
前記コモンモードチョークコイルにコモンモードで流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記電流の測定値又は前記測定値に基づく計算値が閾値を超えた場合、前記電力変換器の動作を切り替えることによって、前記電力変換器のキャリア周波数と同じ周波数成分における前記電流のピーク値Ｉｃｐを、前記動作の切り替え前よりも下げるデジタル制御部と、を備える。
【０００７】
第１態様の電力変換装置によれば、前記コモンモードチョークコイルにコモンモードで流れる電流の測定値又は前記測定値に基づく計算値が閾値を超えた場合、前記ピーク値Ｉｃｐは下がるので、前記コモンモードチョークコイルの磁気飽和を緩和することができる。第１態様の電力変換装置は、前記電力変換器のキャリア周波数と同じ周波数成分における前記ピーク値Ｉｃｐを下げるので、あらゆる周波数成分の前記電流のピーク値を下げることに比べて、制御部の負荷が軽くなる。そのため、前記コモンモードチョークコイルの磁気飽和の緩和をデジタル制御部により実現することができる。
【０００８】
なお、測定値又は計算値が閾値を超えた場合とは、正の測定値又は正の計算値が正の閾値よりも大きくなった場合でも、負の測定値又は負の計算値が負の閾値よりも小さくなった場合でもよい。
【０００９】
第２態様の電力変換装置は、第１態様の電力変換装置であって、
前記デジタル制御部は、前記キャリア周波数を下げることで、前記ピーク値Ｉｃｐを前記動作の切り替え前よりも下げてもよい。
【００１０】
第２態様の電力変換装置によれば、前記測定値又は前記計算値が前記閾値を超えた場合、前記キャリア周波数が下がることで前記ピーク値Ｉｃｐは下がるので、前記コモンモードチョークコイルの磁気飽和の緩和をデジタル制御部により実現することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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