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公開番号2025169637
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-14
出願番号2024074534
出願日2024-05-01
発明の名称位相推定器、電力制御装置、電力変換装置、及び位相推定方法
出願人株式会社TMEIC
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02P 27/04 20160101AFI20251107BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】多相交流の限られた相の電圧情報から交流の電圧位相を推定することができる。
【解決手段】位相推定器は、対信号生成部と、基準位相角生成部と、座標変換部と、速度推定演算部と、積分器とを備える。前記対信号生成部は、多相電動機の1つの相の電圧又は電流の検出値に基づく第1信号の瞬時値と、前記多相電動機の制御に係る位相θの推定値とに基づいて第2信号を生成する。前記基準位相角生成部は、前記位相θの推定値と前記位相θの推定値から生成された位相変化量Δθとに基づいて基準位相θ0を生成する。前記座標変換部は、前記基準位相θ0を用いた座標変換によって、固定子座標系の前記第1信号と前記第2信号の対信号から回転子座標系の信号を生成する。速度推定演算部は、前記座標変換部の出力の変化に追従するように速度推定値を生成する。前記は、前記速度推定値を積算して位相θの推定値を生成する。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
多相電動機の１つの相の電圧又は電流の検出値に基づく第１信号の瞬時値と、前記多相電動機の制御に係る位相θの推定値とに基づいて第２信号を生成する対信号生成部と、
前記位相θの推定値と前記位相θの推定値から生成された位相変化量Δθとに基づいて基準位相θ０を生成する基準位相角生成部と、
前記基準位相θ０を用いた座標変換によって、固定子座標系の前記第１信号と前記第２信号の対信号から回転子座標系の信号を生成する座標変換部と、
前記座標変換部の出力の変化に追従するように速度推定値を生成する速度推定演算部と、
前記速度推定値を積算して位相θの推定値を生成する積分器と、
を備える位相推定器。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記対信号生成部は、
前記第１信号の瞬時値を平滑化する第１のＦＩＲフィルタと、
前記位相θの推定値を平滑化する第２のＦＩＲフィルタと、
前記第２のＦＩＲフィルタの出力が示す位相を補正する補正演算部と、
前記第１のＦＩＲフィルタの出力に基づいた値を、前記補正演算部の出力による位相の変化量Δθを用いて変換する変換処理部と
を備える請求項１に記載の位相推定器。
【請求項３】
前記変換処理部は、
前記第１のＦＩＲフィルタの出力に基づいた値を、前記位相の変化量Δθで除算する
請求項２に記載の位相推定器。
【請求項４】
前記第１のＦＩＲフィルタと、前記第２のＦＩＲフィルタは、夫々中心差分近似の演算処理を含む、
請求項２に記載の位相推定器。
【請求項５】
前記対信号生成部と、前記基準位相角生成部と、前記座標変換部と、前記速度推定演算部は、離散時間系で構成されていて、
前記第１信号の瞬時値を、基準周期1つ分遅延させて、前記座標変換部の入力の時刻歴データに対応づける保持部、
を備える請求項１に記載の位相推定器。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れかの位相推定器と、
前記位相推定器によって推定された位相情報を用いて電力変換器を制御する電力制御部と
を備える電力制御装置。
【請求項７】
電力変換器と、
請求項１から請求項５の何れかの位相推定器と、
前記位相推定器によって推定された位相情報を用いて前記電力変換器を制御する電力制御部と
を備える電力変換装置。
【請求項８】
多相電動機の１つの相の電圧又は電流の検出値に基づく第１信号の瞬時値と、前記多相電動機の制御に係る位相θの推定値とに基づいて第２信号を生成することと、
前記位相θの推定値と前記位相θの推定値から生成された位相変化量Δθとに基づいて基準位相θ０を生成することと、
前記基準位相θ０を用いた座標変換によって、固定子座標系の前記第１信号と前記第２信号の対信号から回転子座標系の信号を生成することと、
前記回転子座標系の信号の変化に追従するように速度推定値を生成することと、
前記速度推定値を積算して位相θの推定値を生成することと、
を含む位相推定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、位相推定器、電力制御装置、電力変換装置、及び位相推定方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
静止形電力変換器および可変速ドライブ装置などの電力を変換して交流電力を供給する電力変換装置において、出力する交流電圧の検出値による電圧情報から、その交流電圧の位相（電圧位相）を精度よく推定することが困難な場合がある。このような場合に多相交流の交流電圧の検出値にPLL（Phase Lock Loop）技術を利用して、その検出値による電圧情報から交流電圧の位相（電圧位相）を推定することがある。
ただし、多相交流の交流電圧の検出値にPLL技術を適用する際に、多相交流の特定の相の電圧情報しか利用できないと、その交流電圧の位相の推定が困難になることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００１－１４５３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、多相交流の限られた相の電圧情報から交流の電圧位相を推定することができる位相推定器、電力制御装置、電力変換装置、及び位相推定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の位相推定器は、対信号生成部と、基準位相角生成部と、座標変換部と、速度推定演算部と、積分器とを備える。前記対信号生成部は、多相電動機の１つの相の電圧又は電流の検出値に基づく第１信号の瞬時値と、前記多相電動機の制御に係る位相θの推定値とに基づいて第２信号を生成する。前記基準位相角生成部は、前記位相θの推定値と前記位相θの推定値から生成された位相変化量Δθとに基づいて基準位相θ０を生成する。前記座標変換部は、前記基準位相θ０を用いた座標変換によって、固定子座標系の前記第１信号と前記第２信号の対信号から回転子座標系の信号を生成する。速度推定演算部は、前記座標変換部の出力の変化に追従するように速度推定値を生成する。前記は、前記速度推定値を積算して位相θの推定値を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態の電力変換装置の概略構成図。
実施形態の位相推定器の概略構成図。
実施形態の位相推定器内のフィルタの特性図。
実施形態の速度推定演算部の概略構成図。
実施形態の速度推定演算部の概略構成図。
実施形態の検証結果の一例を説明するための図。
実施形態の検証結果の一例を説明するための図。
実施形態の検証結果の一例を説明するための図。
実施形態の検証結果の一例を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の位相推定器、電力制御装置、電力変換装置、及び位相推定方法を、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それらの構成の重複する説明は省略する場合がある。なお、電気的に接続されることを、単に「接続される」ということがある。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１を参照して、実施形態の位相推定器を含む電力変換装置１について説明する。
図１は、実施形態の位相推定器を含む電力変換装置１の概略構成図である。
【０００９】
電力変換装置１は、例えば、電動機２と、インバータ３と、電力制御装置４と、計器用変成器７とを備える。
【００１０】
電動機２は、多相交流の交流電力が供給されて駆動する交流モータの一例である。より具体的には、電動機２は、３相以上の多相交流電力の供給があることによって駆動される。以下の説明では、ＵＶＷの各相を含む３相モータを例にして説明する。これに代えて他の構成の多相交流モータ（電動機）であってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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