JP2001165965A - 直流電流検出方法および電力変換装置の直流電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロゴスキーコイルと積分器とからなるロゴス
キー電流変換器を用いて直流電流を検出する場合、直流
電流のパルス形状に影響されることがなく、応答性、精
度ともに向上できる電流検出方法および電力変換装置の
直流電流検出装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 直流電流Ｉの無電流期間を予測する無電
流期間予測手段６を備え、この予測タイミングでリセッ
トパルス発生器５から出力されるリセットパルスにより
スイッチ４を閉路して積分器３の出力を零にリセットす
る。 【効果】 リセット動作により積分器３内のコンデンサ
Ｃ１の放電による検出誤差が精算され、検出精度が向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自己消弧素子を
用いた電力変換装置等における直流電流の検出に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の電流検出器としては、鉄
心を使用したＤＣＣＴ、ホール素子と鉄心を使用したホ
ールＣＴ、シャント抵抗などがあったが高電圧、大電流
の変換装置に適用する場合には大型で高価になるという
問題があった。一方、大電力半導体素子の単発パルス電
流を計測する検出器としてロゴスキーコイルを利用した
電流検出器（以下、ロゴスキー電流変換器と略す）が用
いられている。このロゴスキー電流変換器としては、例
えばＥＰＥ´９７（１９９７年）第３．３０８頁から
３．３１２頁のDEVEROPMENTS IN ROGOWSKI CURRENT
TRANNSDUCERSに紹介されており、この中でFig2にコイ
ルの等価回路と積分器の構成を、Fig3に積分器の周波数
応答特性が示されているように応答性、精度を向上させ
るべく、積分器の回路定数の選定に注意が払われてい
る。

【０００３】このロゴスキー電流変換器を電力変換装置
の直流電流検出器として適用した場合の動作を説明す
る。図２１と図２２はそれぞれロゴスキー電流変換器と
その各部動作波形を示すもので電力変換装置の直流母線
１に流れる直流電流Ｉ、ロゴスキーコイル２の出力電圧
Ｖin（Ｖin＝μ₀ＮＡｄI/ｄｔ、Ｎは巻数、Ａはコイル
断面積）、積分器３の出力電圧Ｖoutの各動作を直流電
流のパルス幅に対応させて比較している。図２２に示す
ように、直流電流は、無電流期間を有するパルス形状で
あるが、その直流電流が狭幅のパルス電流の連続であれ
ば応答性よく、精度も確保できるが、広幅のパルス電流
が連続する場合には電流ピーク期間に積分器のコンデン
サＣ１が抵抗Ｒ１によって部分放電するために応答性、
精度ともに悪化する。

【０００４】即ち、積分器の回路構成は純粋の積分器で
はなく、直流〜低周波入力信号に対しては抵抗Ｒ１を付
加することにより、積分器のゲインを下げてＡＭＰ自身
のドリフトによる誤差を低減している。この抵抗の作用
により、積分器入力の直流電流レベルが定常状態で零で
あればこの積分器の出力は零になる。従って、同じスイ
ッチング間隔の場合に、狭幅パルスでは電流零の期間が
長くなるために積分器の時定数の選定により、積分器の
出力も電流零期間に零まで減衰でき易い。さらに電流が
流れている期間が短ければ、その間の積分器出力の減少
も少ない。逆に広幅パルスの場合には電流零期間が短い
ために直流零期間中に積分器出力を零まで減衰しにく
い。積分器の時定数を短くして減衰を速めると、電流の
通電期間中の積分器出力が速く減衰してしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のロゴスキー電流
変換器を電力変換装置の直流電流検出に適用する場合に
は、電力変換装置のスイッチング動作を行うＰＷＭ制御
によりそのオンパルス幅は長短の広い範囲に分布し直流
電流検出装置として十分な精度が得られなかった。逆
に、検出精度を確保しようとすると、直流電流のパルス
幅が制約され、電力変換装置の交流出力電圧が低減して
電力変換装置の出力容量が低減するなどの問題点があっ
た。

【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、直流電流のパルス形状に影響
されることがなく、応答性、精度ともに向上できる電流
検出方法および電力変換器の直流電流検出装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る直流電流検出方法は、直流電流の無電流期間を予測す
る手段を備え、当該予測した無電流期間で積分器の出力
を零にリセットするものである。

【０００８】また、この発明の請求項２に係る電力変換
器の直流電流検出装置は、直流電流の無電流期間を予測
する無電流期間予測手段、およびこの無電流期間の予測
タイミングで上記積分器の出力を零にリセットするリセ
ット手段を備えたものである。

【０００９】また、この発明の請求項３に係る直流電流
検出装置は、ゲートパルスオンの信号が与えられた自己
消弧素子のターンオン動作によりロゴスキー電流変換器
の被検出電流が立ち上がる場合、無電流期間予測手段
は、上記ゲートパルスオンのタイミングを出力するもの
である。

【００１０】また、この発明の請求項４に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に接続された自己消
弧素子とダイオードとの直列接続体、上記ダイオードの
両極間に出力直流電源と直列に接続されたリアクトル、
および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給するゲー
トパルス発生器により降圧チョッパーを構成する電力変
換装置であって、上記自己消弧素子に流れる電流を検出
するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記
ゲートパルス発生器からのゲートパルスオンのタイミン
グを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力
を零にリセットするものである。

【００１１】また、この発明の請求項５に係る直流電流
検出装置は、ゲートパルスオフの信号が与えられた自己
消弧素子のターンオフ動作によりロゴスキー電流変換器
の被検出電流が立ち上がる場合、無電流期間予測手段
は、上記ゲートパルスオフのタイミングを出力するもの
である。

【００１２】また、この発明の請求項６に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に接続されたリアク
トルと自己消弧素子との直列接続体、上記自己消弧素子
の両極間に出力直流電源と直列に接続されたダイオー
ド、および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給する
ゲートパルス発生器により昇圧チョッパーを構成する電
力変換装置であって、上記ダイオードに流れる電流を検
出するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上
記ゲートパルス発生器からのゲートパルスオフのタイミ
ングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の出
力を零にリセットするものである。

【００１３】また、この発明の請求項７に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に相毎に接続され
た、正極側自己消弧素子およびこれと逆並列接続された
ダイオードからなる正極側アームと負極側自己消弧素子
およびこれと逆並列接続されたダイオードからなる負極
側アームとの直列接続体、および上記両自己消弧素子に
ゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を備え上記
両アームの接続点から交流出力を取り出す２レベルイン
バータを構成する電力変換装置であって、上記正極側ア
ームに流れる電流を検出するロゴスキー電流変換器を備
えたものにおいて、上記ゲートパルス発生器から上記負
極側自己消弧素子に供給されるゲートパルスオフのタイ
ミングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の
出力を零にリセットするものである。

【００１４】また、この発明の請求項８に係る直流電流
検出装置は、２レベルインバータを構成する電力変換装
置であって、上記負極側アームに流れる電流を検出する
ロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲー
トパルス発生器から上記正極側自己消弧素子に供給され
るゲートパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴス
キー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするもの
である。

【００１５】また、この発明の請求項９に係る直流電流
検出装置は、正極、中性極および負極を有する入力直流
電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第１ないし
第４の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧素子
と逆並列接続されてそれぞれ第１ないし第４のアームを
構成する第１ないし第４のダイオード、上記入力直流電
源の中性極とそれぞれ上記第１、第２のアームの接続点
および上記第３、第４のアームの接続点との間に接続さ
れた第５および第６のダイオード、および上記各自己消
弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を
備え上記第２、第３のアームの接続点から交流出力を取
り出す３レベルインバータを構成する電力変換装置であ
って、上記第１のアームに流れる電流を検出するロゴス
キー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲートパル
ス発生器から上記第３の自己消弧素子に供給されるゲー
トパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴスキー電
流変換器の積分器の出力を零にリセットするものであ
る。

【００１６】また、この発明の請求項１０に係る直流電
流検出装置は、３レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記第４のアームに流れる電流を検出す
るロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲ
ートパルス発生器から上記第２の自己消弧素子に供給さ
れるゲートパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴ
スキー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするも
のである。

【００１７】また、この発明の請求項１１に係る直流電
流検出装置は、３レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記入力直流電源の中性極と上記第５お
よび第６のダイオードとの間に流れる電流を検出するロ
ゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲート
パルス発生器から上記第１および第４の自己消弧素子に
供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
するものである。

【００１８】また、この発明の請求項１２に係る直流電
流検出装置は、ゲートパルスオフの信号が与えられた自
己消弧素子のターンオフ動作により、それぞれ第１のロ
ゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち下がり、第２の
ロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち上がる場合、
上記第２のロゴスキー電流変換器の検出電流と当該自己
消弧素子のターンオフ動作によっては変化しない電力変
換装置の出力電流検出値とを加算した合成電流を求め、
上記第１のロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零に
リセットする無電流期間予測手段は、上記合成電流の零
レベルを検出したタイミングを出力するものである。

【００１９】また、この発明の請求項１３に係る直流電
流検出装置は、２レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記正極側アームに流れる電流を検出す
る正極側ロゴスキー電流変換器、上記負極側アームに流
れる電流を検出する負極側ロゴスキー電流変換器、およ
び上記交流出力電流を検出する交流電流検出器を備えた
ものにおいて、上記負極側ロゴスキー電流変換器と交流
電流検出器との出力和が零レベルとなるタイミングを検
出して上記正極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力
を零にリセットするリセット信号を発生する正極側リセ
ット回路、および上記正極側ロゴスキー電流変換器と交
流電流検出器との出力和が零レベルとなるタイミングを
検出して上記負極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出
力を零にリセットするリセット信号を発生する負極側リ
セット回路を備えたものである。

【００２０】また、この発明の請求項１４に係る直流電
流検出装置は、３レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記第１のアームに流れる電流を検出す
る正極側ロゴスキー電流変換器、上記第４のアームに流
れる電流を検出する負極側ロゴスキー電流変換器、上記
入力直流電源の中性極と上記第５および第６のダイオー
ドとの間に流れる電流を検出する中性極側ロゴスキー電
流変換器、および上記交流出力電流を検出する交流電流
検出器を備えたものにおいて、上記負極側ロゴスキー電
流変換器の出力と上記中性極側ロゴスキー電流変換器の
極性反転出力と上記交流電流検出器の出力との和が零レ
ベルとなるタイミングを検出して上記正極側ロゴスキー
電流変換器の積分器の出力を零にリセットするリセット
信号を発生する正極側リセット回路、上記正極側ロゴス
キー電流変換器の出力と上記中性極側ロゴスキー電流変
換器の出力と上記交流電流検出器の極性反転出力との和
が零レベルとなるタイミングを検出して上記負極側ロゴ
スキー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするリ
セット信号を発生する負極側リセット回路、および上記
正極側ロゴスキー電流変換器の極性反転出力と上記負極
側ロゴスキー電流変換器の出力と上記交流電流検出器の
出力との和が零レベルとなるタイミングを検出して上記
中性極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリ
セットするリセット信号を発生する中性極側リセット回
路を備えたものである。

【００２１】また、この発明の請求項１５に係る直流電
流検出装置は、交流出力電流が零レベルとなるタイミン
グを検出し、当該タイミングから所定時間リセット回路
の出力を禁止するようにしたものである。

【００２２】また、この発明の請求項１６に係る直流電
流検出装置は、請求項７に記載のロゴスキー電流変換器
の出力と請求項８に記載のロゴスキー電流変換器の出力
とを加算、または請求項１３に記載の正極側ロゴスキー
電流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出力
とを加算して２レベルインバータの交流出力電流を検出
する加算器を備えたものである。

【００２３】また、この発明の請求項１７に係る直流電
流検出装置は、請求項９に記載のロゴスキー電流変換器
の出力と請求項１０に記載のロゴスキー電流変換器の出
力と請求項１１に記載のロゴスキー電流変換器の出力と
を加算、または請求項１４に記載の正極側ロゴスキー電
流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出力と
中性極側ロゴスキー電流変換器の出力とを加算して３レ
ベルインバータの交流出力電流を検出する加算器を備え
たものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図に基づいて説明する。図１において、
４は積分器３のコンデンサＣ１を短絡するスイッチ、５
はこのスイッチ４にオン指令を発生するリセットパルス
発生器、６はこのリセットパルス発生器５の発生タイミ
ングを決定する無電流期間予測手段である。

【００２５】次に動作について、図２の動作波形を参照
して説明する。無電流期間予測手段６は直流電流の無電
流期間を予測して、各部の動作波形に示すように直流電
流Ｉの無電流期間にリセットパルス発生器５からリセッ
トパルス（同図（ｃ））を発生させる。直流電流Ｉが広
幅パルスであれば、積分器３の出力Ｖoutは直流電流Ｉ
の発生期間中に積分器３のコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１と
で決まる時定数で減衰して無電流に切り替わるタイミン
グでは逆極性のレベルまで急減衰して保持されるが、リ
セットパルスによってスイッチ４が閉路すると、積分器
３のコンデンサＣ１がスイッチ４を通って急速放電して
積分器３の出力Ｖout（同図（ｄ））は零になる。続い
て直流電流Ｉが立ち上がるタイミングでは積分器３の出
力Ｖoutは零から立ち上がるようになり、直流電流Ｉに
応答する。なお、上記実施の形態１では、直流電流Ｉの
無電流期間の発生タイミング毎に積分器３をリセットす
るようにしたので広幅パルスの繰り返し波形の直流電流
を検出する場合にも応答性や精度が確保でき、また従来
の鉄心入りの電流検出器と異なり、鉄心が不要のロゴス
キー電流変換器が適用できることにより、小型で安価な
電流検出器を得ることができる。

【００２６】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、何らかの方法により直流電流の無電流期間を予測す
る無電流期間予測手段からの信号に基づき無電流期間に
積分器をリセットする方法を述べたが、各種電力変換装
置に適用した場合の具体的な無電流期間予測手段につい
て説明する。図３は降圧チョッパーへの適用例を示すも
ので、１０ａは正極Ｐと負極Ｎとを有する入力直流電
源、１１ａはＧＴＯなど自己消弧型の半導体素子（以下
自己消弧素子と略す）、１２ａはダイオードで、この自
己消弧素子１１ａとダイオード１２ａとの中間接続点と
上記入力直流電源１０ａの負極Ｎとの間にリアクトル１
３ａと出力直流電源１４ａとが直列接続されて周知の降
圧チョッパーが構成される。２ａと３ａはそれぞれロゴ
スキーコイルと積分器であって直流入力電源１０ａの正
極Ｐ側の直流電流、即ち、自己消弧素子１１ａに流れる
直流電流Ｉpを検出する。６ａは上記降圧チョッパーの
ゲートパルス発生器であって、自己消弧素子１１ａへゲ
ート信号として出力するとともに、例えば、ワンショッ
トマルチバイブレータからなるリセットパルス発生器５
ａにも出力される。４ａは上記積分器３ａのスイッチで
あって、このリセットパルス発生器５ａの出力により閉
路動作する。

【００２７】ゲートパルス発生器６ａから自己消弧素子
１１ａへゲートパルスオンの信号（以下、オンパルスと
称す）が与えられると、自己消弧素子１１ａが導通して
入力直流電源１０ａから自己消弧素子１１ａ、リアクト
ル１３ａ、出力直流電源１４ａの経路で入力直流電流Ｉ
ｐが流れる。ゲートパルスをオフすると自己消弧素子１
１ａは不導通になり、出力直流電流Ｉｏはリアクトル１
３ａ、出力直流電源１４ａ、ダイオード１２ａの経路で
環流する。従って入力直流電流Ｉｐは図４（ｃ）の動作
波形に図示の如く、自己消弧素子１１ａのスイッチング
の状態に応じてパルス状の波形になる。厳密に言えば、
自己消弧素子１１ａのターンオン、ターンオフ動作には
数μ秒〜数１０μ秒の時間遅れがあるために、ゲートパ
ルス（同図（ａ））のオン、オフのタイミングよりも遅
れて入力直流電流Ｉｐは立ち上がり、立ち下がる。リセ
ットパルスの発生タイミングは、このゲートパルスと直
流入力電流Ｉｐの動作時間差を利用しており、即ち、こ
こでは無電流期間予測手段としてゲートパルス発生器６
ａのオンパルスの発生タイミングを採用しており、図４
（ｂ）の動作波形に図示の如く、ゲートパルスの立ち上
がり（オン）のタイミングで、上記動作時間差以内の幅
のリセットパルス（パルス幅は、例えば２μＳ程度）を
積分器３ａのリセットスイッチ４ａに与えている。無電
流期間予測手段を以上のように構成することにより、直
流電流検出器の応答性、精度を確保できる。

【００２８】実施の形態３．さらに、他の電力変換装置
へ適用した場合の具体的な無電流期間予測手段について
説明する。図５は昇圧チョッパーへの適用例を示すもの
で、１０ｂは正極Ｐと負極Ｎを有する出力直流電源、１
１ｂは自己消弧素子、１２ｂはダイオード、この自己消
弧素子１１ｂとダイオード１２ｂとの中間接続点と上記
出力直流電源１０ｂの負極Ｎとの間にリアクトル１３ｂ
と入力直流電源１４ｂとが直列接続されて周知の昇圧チ
ョッパーが構成される。２ｂと３ｂはそれぞれロゴスキ
ーコイルと積分器であって出力直流電源１０ｂの正極Ｐ
側の直流電流、即ち、ダイオード１２ｂに流れる直流電
流Ｉｐを検出する。６ｂは上記昇圧チョッパーのゲート
パルス発生器であって、自己消弧素子１１ｂへゲート信
号として出力するとともにリセットパルス発生器５ｂに
も出力される。４ｂは上記積分器３ｂのスイッチであっ
て、このリセットパルス発生器５ｂの出力により閉路動
作する。

【００２９】ゲートパルス発生器６ｂから自己消弧素子
１１ｂへオンパルスが与えられると、自己消弧素子１１
ｂが導通して入力直流電源１４ｂから、リアクトル１３
ｂ、自己消弧素子１１ｂの経路で直流入力電流Ｉｏが流
れる。ゲートパルスをオフすると自己消弧素子１１ｂは
不導通になり、入力直流電流Ｉｏはダイオード１２ｂ、
出力直流電源１０ｂの経路で流れる。従って出力直流電
流Ｉｐは図６（ｃ）の動作波形に図示の如く、自己消弧
素子１１ｂのスイッチングの状態に応じてパルス状の波
形になる。厳密に言えば、自己消弧素子１１ｂのターン
オン、ターンオフ動作には数μ秒〜数１０μ秒の時間遅
れがあるために、ゲートパルス（同図（ａ））のオン、
オフのタイミングよりも遅れて出力直流電流Ｉｐは立ち
上がり、立ち下がる。リセットパルスの発生タイミング
はゲートパルスと電流Ｉｐの動作時間差を利用してお
り、即ち、ここでは、無電流期間予測手段としてゲート
パルス発生器６ｂのゲートパルスオフの信号の発生タイ
ミングを採用しており、図６（ｂ）の動作波形に図示の
如く、ゲートパルスの立ち下がり（オフ）のタイミング
で、上記動作時間差以内の幅のリセットパルスを積分器
３ｂのリセットスイッチ４ｂに与えている。無電流期間
予測手段を以上のように構成することにより、直流電流
検出器の応答性、精度を確保できる。

【００３０】実施の形態４．また、他の電力変換装置へ
適用した場合の具体的な無電流期間予測手段について説
明する。図７は２レベルインバータへの適用例を示すも
ので、１０ｃは正極Ｐと負極Ｎとを有する入力直流電
源、１１Ｐと１１Ｎは自己消弧素子であって直列接続さ
れてこの入力直流電源１０ｃの正極Ｐと負極Ｎとの間に
接続され、１２Ｐと１２Ｎはダイオードであってそれぞ
れこの自己消弧素子１１Ｐと１１Ｎとに逆並列接続さ
れ、上記自己消弧素子１１Ｐと１１Ｎとの中間接続点か
ら交流出力端子ＡＣ（このＡＣ端子側には一般にインダ
クタンス要素を含む交流電源あるいは交流電動機などが
接続されるが、省略して図示している。）を得るように
して周知の２レベルインバータの１相分が構成される。
２Ｐと３Ｐはそれぞれロゴスキーコイルと積分器であっ
て、自己消弧素子１１Ｐとダイオード１２Ｐとからなる
正極側アームに流れる直流電流Ｉｐを検出する。２Ｎと
３Ｎはそれぞれロゴスキーコイルと積分器であって、自
己消弧素子１１Ｎとダイオード１２Ｎからなる負極側ア
ームに流れる直流電流Ｉｎを検出する。６ｃは上記２レ
ベルインバータのゲートパルス発生器であって、自己消
弧素子１１Ｐと１１Ｎとへゲート信号として出力すると
ともにリセットパルス発生器５Ｐと５Ｎとにも出力され
る。４Ｐと４Ｎはそれぞれ上記積分器３Ｐと３Ｎのスイ
ッチであって、このリセットパルス発生器５Ｐと５Ｎの
出力により閉路動作する。

【００３１】図８に示す動作波形において、電力変換装
置の出力電流Ｉｏが図７に図示される極性（以下、正極
性と定義する）で流れている場合（図８の［Ｉ］）に
は、ゲートパルス発生器６ｃから自己消弧素子１１Ｐへ
オンパルスが与えられている状態では入力直流電源１０
ｃの正極Ｐから自己消弧素子１１Ｐを通って電力変換装
置の出力電流Ｉｏが流れる。次に自己消弧素子１１Ｐへ
ゲートパルスオフの信号（以下、オフパルスと称す）を
与えると、自己消弧素子１１Ｐは不導通になり、入力直
流電源１０ｃの負極Ｎからダイオード１２Ｎを通って電
力変換装置の出力電流Ｉｏが流れる。自己消弧素子１１
Ｐへのオフパルス発生時点から直流短絡防止期間Ｔｄ後
に自己消弧素子１１Ｎにオンパルスが与えられるが、電
力変換装置の出力電流Ｉｏはダイオード１２Ｎを通って
流れ続け、次の自己消弧素子１１Ｐへのオンパルスによ
り自己消弧素子１１Ｐが導通するとダイオード１２Ｎの
電流は自己消弧素子１１Ｐに転流する。

【００３２】次に電力変換装置の出力電流Ｉｏの極性が
図示と逆極性の場合（図８の［ＩＩ］）には、自己消弧
素子１１Ｐにオンパルスが与えられても出力電流Ｉｏは
ダイオード１２Ｐを通って入力直流電源１０ｃの正極Ｐ
へ流れ、次の自己消弧素子１１Ｎのオンパルスにより、
自己消弧素子１１Ｎが導通するとダイオード１２Ｐの電
流は自己消弧素子１１Ｎに転流する。その後、自己消弧
素子１１Ｎのオフパルスにより、自己消弧素子１１Ｎの
電流はダイオード１２Ｐに転流し、続いてＴｄ後に自己
消弧素子１１Ｐにオンパルスを与えても自己消弧素子１
１Ｎにオンパルスが与えられるまでダイオード１２Ｐを
流れ続ける。このようにＰ側およびＮ側の直流電流Ｉｐ
およびＩｎは図示（図８（ｅ）（ｆ）（ｉ）（ｊ））の
ごとく、自己消弧素子１１Ｐおよび１１Ｎのスイッチン
グ状態に応じてパルス状の波形になり、しかも自己消弧
素子１１Ｐおよび１１Ｎのスイッチング動作遅れによ
り、直流電流ＩｐおよびＩｎの立ち上がり、立ち下がり
動作もゲートパルス発生時点から時間遅れが生じる。

【００３３】リセットパルスの発生タイミングは図８
（ｃ）（ｄ）の動作波形に示すように、Ｐ側の直流電流
Ｉｐを検出する積分器３Ｐのスイッチ４Ｐに対しては自
己消弧素子１１Ｎへのオンパルスの立ち下がりタイミン
グ（すなわち自己消弧素子１１Ｎへのオフパルスのタイ
ミング）でリセットパルス発生器５Ｐによりリセットパ
ルスを発生して閉路し、Ｎ側の直流電流Ｉｎを検出する
積分器３Ｎのスイッチ４Ｎに対しては自己消弧素子１１
Ｐへのオンパルスの立ち下がりタイミング（すなわち自
己消弧素子１１Ｐへのオフパルスのタイミング）でリセ
ットパルス発生器５Ｎによりリセットパルスを発生して
閉路する。このように無電流期間予測手段を構成するこ
とにより、交流出力電流Ｉｏの極性に関係なく直流電流
の無電流期間に積分器のリセット動作が確実に行え、直
流電流検出器の応答性、精度を確保できる。

【００３４】実施の形態５．また、他の電力変換装置へ
適用した場合の具体的な無電流期間予測手段について説
明する。図９は３レベルインバータへの適用例を示すも
ので、１０ｐと１０ｎとは直列接続の構成で正極Ｐ、中
性極Ｃ、負極Ｎを有する入力直流電源、１１Ｐ１、１１
Ｐ２、１１Ｎ２、１１Ｎ１は第１ないし第４の自己消弧
素子であって直列接続されてこの入力直流電源１０ｐの
正極Ｐと入力直流電源１０ｎの負極Ｎとの間に接続さ
れ、１２Ｐ１、１２Ｐ２、１２Ｎ２、１２Ｎ１は第１な
いし第４のダイオードであってそれぞれこの自己消弧素
子１１Ｐ１、１１Ｐ２、１１Ｎ２、１１Ｎ１に逆並列接
続され、１５Ｐおよび１５Ｎは第５および第６のダイオ
ードであってそれぞれ上記入力直流電源１０ｐと入力直
流電源１０ｎとの中間接続点である中性極Ｃと上記自己
消弧素子１１Ｐ１と１１Ｐ２との中間接続点との間およ
び上記中性極Ｃと上記自己消弧素子１１Ｎ２と１１Ｎ１
との中間接続点との間に接続され、上記自己消弧素子１
１Ｐ２と１１Ｎ２との中間接続点から交流出力端子ＡＣ
（このＡＣ端子側には一般にインダクタンス要素を含む
交流電源あるいは交流電動機などが接続されるが、省略
して図示している。）を得るようにして周知の３レベル
インバータの１相分が構成される。

【００３５】２Ｐと３Ｐはそれぞれロゴスキーコイルと
積分器であって、自己消弧素子１１Ｐ１とダイオード１
２Ｐ１とからなる第１のアームに流れる直流電流Ｉｐを
検出する。２Ｎと３Ｎはそれぞれロゴスキーコイルと積
分器であって、自己消弧素子１１Ｎ１とダイオード１２
Ｎ１とからなる第４のアームに流れる直流電流Ｉｎを検
出する。２Ｃと３Ｃはそれぞれロゴスキーコイルと積分
器であって、入力直流電源１０ｐおよび１０ｎの中間接
続点である中性極Ｃとダイオード１５Ｐおよびダイオー
ド１５Ｎとの間に流れる直流電流Ｉｃを検出する。６ｄ
は上記３レベルインバータのゲートパルス発生器であっ
て、自己消弧素子１１Ｐ１、１１Ｐ２、１１Ｎ２、１１
Ｎ１へゲート信号として出力するとともにリセットパル
ス発生器５Ｐ、５Ｎ、５Ｃにも出力される。４Ｐ、４
Ｎ、４Ｃはそれぞれ上記積分器３Ｐ、３Ｎ、３Ｃのスイ
ッチであって、このリセットパルス発生器５Ｐ、５Ｎ、
５Ｃの出力により閉路動作する。

【００３６】図１０に示す動作波形において、電力変換
装置の出力電流Ｉｏが図９に図示される極性（以下、正
極性と定義する）で流れている場合（図１０の［Ｉ］）
には、ゲートパルス発生器６ｄから自己消弧素子１１Ｐ
２と１１Ｎ２とへオンパルスが与えられている状態では
入力直流電源１０ｐおよび１０ｎの中性極Ｃ側からダイ
オード１５Ｐと自己消弧素子１１Ｐ２とを通って電力変
換装置の出力電流Ｉｏが流れる。次に自己消弧素子１１
Ｎ２へオフパルスを与えると自己消弧素子１１Ｎ２は不
導通になるが、出力電流Ｉｏはダイオード１５Ｐと自己
消弧素子１１Ｐ２とを通って流れ続け、自己消弧素子１
１Ｎ２へのオフパルス発生時点から直流短絡防止期間Ｔ
ｄ後に自己消弧素子１１Ｐ１にオンパルスを与えると、
電力変換装置の出力電流Ｉｏはダイオード１５Ｐから自
己消弧素子１１Ｐ１に転流して入力直流電源１０ｐの正
極Ｐから自己消弧素子１１Ｐ１と１１Ｐ２とを通って出
力電流Ｉｏは流れる。

【００３７】次に自己消弧素子１１Ｐ１にオフパルスを
与えると自己消弧素子１１Ｐ１は不導通になり、出力電
流Ｉｏは再度ダイオード１５Ｐに転流して流れる。自己
消弧素子１１Ｐ１へのオフパルス発生時点からＴｄ後に
再度、自己消弧素子１１Ｎ２へオンパルスを与えても出
力電流Ｉｏの通流経路は変化しない。次に自己消弧素子
１１Ｐ２にオフパルスを与えると自己消弧素子１１Ｐ２
が不導通になり、出力電流Ｉｏは入力直流電源１０ｎの
負極Ｎからダイオード１２Ｎ１と１２Ｎ２とを通って流
れ、さらにＴｄ後に自己消弧素子１１Ｎ１へオンパルス
が与えられても出力電流Ｉｏの通流経路は変化せず、自
己消弧素子１１Ｎ１へオフパルスを与えてそのＴｄ後に
自己消弧素子１１Ｐ２に再度オンパルスを与えた時点で
出力電流Ｉｏは中性極Ｃからダイオード１５Ｐと自己消
弧素子１１Ｐ２とを通って流れる。

【００３８】次に電力変換装置の出力電流Ｉｏの極性が
図示と逆極性の場合（図１０の［ＩＩ］）には、自己消
弧素子１１Ｐ２と１１Ｎ２とにオンパルスが与えられて
いる状態では出力電流Ｉｏは自己消弧素子１１Ｎ２とダ
イオード１５Ｎとを通って中性極Ｃ側へ流れる。次に自
己消弧素子１１Ｎ２へオフパルスを与えると自己消弧素
子１１Ｎ２が不導通になり、出力電流Ｉｏはダイオード
１２Ｐ２と１２Ｐ１とを通って入力直流電源１０ｐの正
極Ｐへ流れる。そのＴｄ後に自己消弧素子１１Ｐ１へオ
ンパルスを与えても出力電流Ｉｏの通流経路は変化せ
ず、自己消弧素子１１Ｐ１へオフパルスを与えてそのＴ
ｄ後に自己消弧素子１１Ｎ２に再度オンパルスを与えた
時点で出力電流Ｉｏは自己消弧素子１１Ｎ２とダイオー
ド１５Ｎとを通って中性極Ｃ側へ流れる。次に自己消弧
素子１１Ｐ２にオフパルスを与えても出力電流Ｉｏの通
流経路は変化せず、そのＴｄ後に自己消弧素子１１Ｎ１
へオンパルスを与えるとダイオード１５Ｎから自己消弧
素子１１Ｎ１へ転流し、出力電流Ｉｏは自己消弧素子１
１Ｎ２と１１Ｎ１とを通って入力直流電源１０ｎの負極
Ｎへ流れる。

【００３９】次に自己消弧素子１１Ｎ１へオフパルスを
与えると自己消弧素子１１Ｎ１が不導通になり、出力電
流Ｉｏは再度自己消弧素子１１Ｎ２とダイオード１５Ｎ
を通って中性極Ｃ側へ流れる。そのＴｄ後に自己消弧素
子１１Ｐ２にオンパルスを与えても出力電流Ｉｏの通流
経路は変化しない。このようにＰ側、Ｃ側およびＮ側の
直流電流Ｉｐ、ＩｃおよびＩｎは図示（図１０（ｈ）
（ｉ）（ｊ）（ｎ）（ｏ）（ｐ））のごとく、自己消弧
素子１１Ｐ１、１１Ｐ２，１１Ｎ２、１１Ｎ１のスイッ
チング状態に応じてパルス状の波形になり、しかも自己
消弧素子１１Ｐ１、１１Ｐ２，１１Ｎ２、１１Ｎ１のス
イッチング動作遅れにより、直流電流Ｉｐ、Ｉｃおよび
Ｉｎの立ち上がり、立ち下がり動作もゲートパルス発生
時点から時間遅れが生じる。

【００４０】リセットパルスの発生タイミングは図１０
（ｅ）（ｆ）（ｇ）の動作波形に示すように、Ｐ側の直
流電流Ｉｐを検出する積分器３Ｐのスイッチ４Ｐに対し
ては自己消弧素子１１Ｎ２へのオンパルスの立ち下がり
タイミング（すなわち自己消弧素子１１Ｎ２のオフパル
スのタイミング）でリセットパルス発生器５Ｐによりリ
セットパルスを発生して閉路し、Ｎ側の直流電流Ｉｎを
検出する積分器３Ｎのスイッチ４Ｎに対しては自己消弧
素子１１Ｐ２へのオンパルスの立ち下がりタイミング
（すなわち自己消弧素子１１Ｐ２のオフパルスのタイミ
ング）でリセットパルス発生器５Ｎによりリセットパル
スを発生して閉路し、Ｃ側の直流電流Ｉｃを検出する積
分器３Ｃのスイッチ４Ｃに対しては自己消弧素子１１Ｐ
１へのオンパルスの立ち下がりタイミング（すなわち自
己消弧素子１１Ｐ１のオフパルスのタイミング）でリセ
ットパルス発生器５ＣＰにより発生するリセットパルス
と自己消弧素子１１Ｎ１へのオンパルスの立ち下がりタ
イミング（すなわち自己消弧素子１１Ｎ１のオフパルス
のタイミング）でリセットパルス発生器５ＣＮにより発
生するリセットパルスのＯＲ回路５ＣＯの出力によって
リセットパルスを発生して閉路する。このように無電流
期間予測手段を構成することにより、交流出力電流Ｉｏ
の極性に関係なく直流電流の無電流期間に積分器のリセ
ット動作が確実に行え、直流電流検出器の応答性、精度
を確保できる。

【００４１】実施の形態６．なお、上記実施の形態２〜
５では無電流期間予測手段として各種の電力変換装置に
おけるゲートパルス発生器からのスイッチングタイミン
グを利用して構成したものを述べたが、その他の原理に
基づく具体的な無電流期間予測手段について説明する。
図１１は２レベルインバータへの適用例を示すもので、
出力端ＡＣ側に従来型の交流電流検出器である出力電流
検出器１６が付加されている以外は上記図７と同じ主回
路で構成されている。１７ＰはＮ側の直流電流Ｉｎを検
出する積分器３Ｎの出力ＶｏｕｔＮと上記出力電流検出
器１６の出力ＶｏｕｔＯとを加算する加算器、１８Ｐは
この加算器１７Ｐの出力の０レベルを検出する０レベル
検出器であって、その出力はリセットパルス発生器５Ｐ
へ与えられる。１９は極性反転器であって、上記出力電
流検出器１６の出力ＶｏｕｔＯの極性を反転する。１７
ＮはＰ側の直流電流Ｉｐを検出する積分器３Ｐの出力Ｖ
ｏｕｔＰと上記極性反転器１９の出力とを加算する加算
器、１８Ｎはこの加算器１７Ｎの出力の０レベルを検出
する０レベル検出器であって、その出力はリセットパル
ス発生器５Ｎへ与えられる。

【００４２】次に動作について図１２を参照して説明す
る。なお、出力電流Ｉｏの極性は図示の正極性で一定と
仮定しているが、負極性の場合も同様の動作となる。ま
た、説明の重複を避けるために主回路の動作については
省略する。２レベルインバータにおいては上記図７およ
び図８における主回路の詳細な動作説明からも理解され
るように各部の電流には次の関係式が成り立つ。 Ｉｏ＝Ｉｐ−Ｉｎ （１） 上記（１）式から直流電流ＩｐおよびＩｎは次のように
展開できる。 Ｉｐ＝Ｉｏ＋Ｉｎ （２） Ｉｎ＝Ｉｐ−Ｉｏ （３）

【００４３】この実施の形態６における無電流期間予測
手段は上記（２）および（３）式に基づき、直流電流Ｉ
ｐおよびＩｎの無電流期間を予測するものである。ゲー
トパルス発生器６Ｃから自己消弧素子１１Ｐへオフパル
スが与えられると自己消弧素子１１Ｐは不導通になり、
Ｐ側の直流電流Ｉｐが０になるとともに交流出力電流Ｉ
ｏはダイオード１２Ｎを通って流れる。その結果、Ｉｏ
＝−Ｉｎになることにより、ＩｏとＩｎが分かれば上記
（２）式からＩｐ＝０になるタイミングを予測できる。
交流出力電流Ｉｏの極性が正極性の場合には自己消弧素
子１１ＮをゲートオフしてからＴｄ後に自己消弧素子１
１Ｐをゲートオンすると交流出力電流Ｉｏはダイオード
１２Ｎから自己消弧素子１１Ｐに転流して流れる。その
結果、Ｉｏ＝Ｉｐになることにより、ＩｏとＩｐが分か
れば上記（３）式からＩｎ＝０になるタイミングを予測
できる。

【００４４】加算器１７ＰはＩｐの予測のために上記
（２）式の演算をＩｏおよびＩｎの検出値であるＶｏｕ
ｔＯおよびＶｏｕｔＮを利用して行い、また、加算器１
７ＮはＩｎの予測のために上記（３）式の演算をＩｏお
よびＩｐの検出値であるＶｏｕｔＯおよびＶｏｕｔＰを
利用して行う。その結果、上記加算器１７Ｐおよび１７
Ｎの出力は実際の直流電流ＩｐおよびＩｎの波形と同じ
ものを得る（図１２（ｈ）（ｉ））。０レベル検出器１
８Ｐおよび１８Ｎは上記加算器１７Ｐおよび１７Ｎの出
力の０レベルを検出してＬ出力する（図１２（ｊ）
（ｋ））。リセットパルス発生器５Ｐおよび５Ｎは上記
０レベル検出器１８Ｐおよび１８Ｎの出力の立ち下がり
時点（すなわちＩｐおよびＩｎの電流が０に変化する時
点）の直後にリセットパルスを発生する（図１２（ｌ）
（ｍ））。このように無電流期間予測手段を構成するこ
とにより、直流電流の無電流期間の初期に積分器のリセ
ット動作が確実に行え、直流電流検出器の応答性、精度
を確保できる。

【００４５】なお、自己の積分器の出力自体から無電流
期間を求め当該自己の積分器をリセットすることも考え
られるが、以下の理由で望ましい結果は得られない。即
ち、自己の積分器の出力の立ち下がりのタイミングでリ
セットする方法は、電流のリップル変動等を考慮した場
合、電流が零にならない、従って、無電流期間でないと
きにもリセットがかかり、誤差が増加するという欠点が
ある。また、自己の積分器の出力の０レベルを検出する
方法は、複雑な波形の通電電流を積分している期間中の
累積誤差により、電流零点を正確に検出できない場合が
ある。これに対し、この実施の形態６による方法は、加
算する交流出力電流Ｉｏはこの直流電流の急変時に変化
しないので、実質的に、自己の積分器ではなく、対側の
積分器、例えば積分器３Ｐのリセットを行うための無電
流期間の予測は、対側の積分器３Ｎを対象に、その出力
が零から立ち上がるタイミングを検出することになるの
で、積分器の誤差が小さく正確な予測が可能となる訳で
ある。

【００４６】実施の形態７．なお、上記実施の形態６で
は２レベルインバータにおける無電流期間予測手段とし
て交流出力電流および直流電源の対の極側の直流電流の
各検出値からの演算により予測するように構成したもの
を述べたが、交流出力電流Ｉｏに瞬時変動が生じた場合
にも対応可能な具体的な無電流期間予測手段について説
明する。

【００４７】なお、この交流出力電流の瞬時変動要因と
しては、以下のものが考えられる。 （１）交流出力電流のリップル成分 インバータ、コンバータのスイッチング周波数に依存し
て発生する。特に交流出力電流瞬時値の零点付近ではリ
ップルの影響が必ず生じる。ＧＣＴのスイッチング周波
数が１ｋＨｚであればリップル周波数も一般的には１ｋ
Ｈｚとなる。ＩＧＢＴにも適用すれば１０ｋＨｚ程度に
なる。 （２）交流電源電圧の急変、負荷の急変 （３）出力電流制御の不調による電流のハンチングなど
電流制御系のハンチング周波数であり、１００〜５００
Ｈｚ程度となる。

【００４８】図１３は２レベルインバータへの適用例を
示すもので、図１１の回路構成に対して次の回路を付加
している。即ち、１８Ｏは０レベル検出器であって、出
力端ＡＣ側の出力電流検出器１６の出力ＶｏｕｔＯの０
レベルを検出する。２０はオフディレイ回路であって、
この０レベル検出器１８Ｏの出力をオフディレイ動作に
より、電流の０期間を所定時間延長させた信号を出力す
る。２１Ｐおよび２１ＮはＡＮＤ回路であって、このオ
フディレイ回路２０の出力とそれぞれリセットパルス発
生器５Ｐおよび５ＮとのＡＮＤ動作をして、この出力は
それぞれスイッチ４Ｐおよび４Ｎへ与えられる。

【００４９】次に動作について図１４を参照して説明す
る。図において交流出力電流Ｉｏが２レベルインバータ
の各動作モード期間中に１回づつ、正極性から負極性に
急変して復帰した場合を示している。直流電流Ｉｐ、Ｉ
ｎを予測する加算器１７Ｐ、１７Ｎの出力波形（図１４
（ｈ）（ｉ））は実電流と同様になり、電流の０点を通
過する頻度が多くなる。そのために０レベル検出器１８
Ｐ、１８Ｎの出力がＨレベルからＬレベルに落ち込む頻
度が多くなり、リセットパルス発生器５Ｐ、５Ｎの出力
のリセットパルス数が増加する（図１４（ｎ）
（ｏ））。交流出力電流Ｉｏの極性反転時間が短い場合
には、リセットパルス幅にもよるが、強制的に作られる
電流の零期間が増加するために電流検出精度が悪くな
る。このような不具合を無くすために交流出力電流Ｉｏ
の出力電流検出器１６の出力ＶｏｕｔＯから０レベル検
出器１８Ｏとオフディレイ回路２０から交流出力電流Ｉ
ｏの零期間を延長した信号（図１４（ｍ））を得て、上
記リセットパルス発生器５Ｐ、５Ｎの出力とのＡＮＤに
より、スイッチ４Ｐ、４Ｎへのリセットパルス信号（図
１４（ｐ）（ｑ））を発生させて余分なリセット動作を
禁止している。

【００５０】なお、オフディレイ回路２０のオフディレ
イ時間は零点設定レベルと電流の時間変化率により設定
されるが、零検出点で連続２発のリセットパルスが発生
するのを防ぐとすると、少なくともリセットパルス幅の
２倍以上は必要であり、５〜１０μＳ程度のオフディレ
イ時間を設定することになる。

【００５１】このように無電流期間予測手段を構成する
ことにより、交流出力電流の極性が急変する場合にも余
分なリセット動作を抑制できるとともに必要なリセット
動作が確実に行え、直流電流検出器の応答性、精度を確
保できる。

【００５２】実施の形態８．なお、上記実施の形態６、
７では交流出力電流検出器を利用した無電流期間予測手
段を２レベルインバータへ適用した場合について述べた
が、３レベルインバータへ適用する場合について説明す
る。図１５は３レベルインバータへの適用例を示すもの
で、出力端ＡＣ側に従来型の出力電流検出器１６が付加
されている以外は上記図９と同じ主回路で構成されてい
る。１７Ｐ１はＮ側の直流電流Ｉｎを検出する積分器３
Ｎの出力ＶｏｕｔＮとＣ側の直流電流Ｉcを検出する積
分器３Ｃの出力ＶｏｕｔＣの極性反転器１９Ｃを介して
得られる信号と上記出力電流検出器１６の出力Ｖｏｕｔ
Ｏとを加算する加算器、１７Ｃ１はＰ側の直流電流Ｉｐ
を検出する積分器３Ｐの出力ＶｏｕｔＰの極性反転器１
９Ｐを介して得られる信号と上記ＶｏｕｔＯと上記Ｖｏ
ｕｔＮとを加算する加算器、１７Ｎ１は上記ＶｏｕｔＯ
の極性反転器１９Ｏを介して得られる信号と上記Ｖｏｕ
ｔＰとＶｏｕｔＣとを加算する加算器、１８Ｏ、１８
Ｐ、１８Ｃ、１８Ｎは０レベル検出器であってそれぞれ
上記ＶｏｕｔＯ、上記加算器１７Ｐ１、１７Ｃ１、１７
Ｎ１が入力信号として与えられる。２０はオフディレイ
回路であって、この０レベル検出器１８Ｏの出力に接続
される。５Ｐ、５Ｃ、５Ｎはリセットパルス発生器であ
って、それぞれ上記０レベル検出器１８Ｐ、１８Ｃ、１
８Ｎの出力に接続される。２１Ｐ、２１Ｃ、２１ＮはＡ
ＮＤ回路であって、上記オフディレイ回路２０の出力と
それぞれ上記リセットパルス発生器５Ｐ、５Ｃ、５Ｎの
出力とのＡＮＤ動作を行い、その出力はそれぞれスイッ
チ４Ｐ、４Ｃ、４Ｎに与えられる。

【００５３】次に動作について図１６を参照して説明す
る。なお、交流出力電流Ｉｏの極性は図示の正極性で一
定電流中に負極性への急変が一瞬生じた場合を想定して
いる。なお、交流出力電流Ｉｏの極性が負極性の場合も
同様の動作となる。また、説明の重複を避けるために主
回路の動作については省略する。３レベルインバータに
おいては上記図９および図１０における主回路の詳細な
動作説明からも理解されるように各部の電流には次の関
係式が成り立つ。

【００５４】 Ｉｏ＝Ｉｐ−Ｉｎ＋Ｉｃ （４） 上記（４）式から直流電流Ｉｐ、ＩｃおよびＩｎは次の
ように展開できる。 Ｉｐ＝Ｉｏ＋Ｉｎ−Ｉｃ （５） Ｉｃ＝Ｉｏ−Ｉｐ＋Ｉｎ （６） Ｉｎ＝−Ｉｏ＋Ｉｐ＋Ｉｃ （７）

【００５５】この実施の形態８における無電流期間予測
手段は上記（５）、（６）および（７）式に基づき、Ｉ
ｐ、ＩｃおよびＩｎの無電流期間を予測するものであ
る。ゲートパルス発生器６ｄから自己消弧素子１１Ｐ１
と１１Ｐ２とにオンパルスが与えられて、Ｐ側の直流電
流Ｉｐ＝交流出力電流Ｉｏの状態から自己消弧素子１１
Ｐ１へオフパルスが与えられると、自己消弧素子１１Ｐ
１は不導通になり、Ｐ側の直流電流Ｉｐが０になるとと
もに交流出力電流Ｉｏはダイオード１５Ｐと自己消弧素
子１１Ｐ２とを通って流れて、Ｉｏ＝Ｉｃになる。続い
て自己消弧素子１１Ｎ２にオンパルスを与えてから自己
消弧素子１１Ｐ２にオフパルスを与えると自己消弧素子
１１Ｐ２は不導通になり、交流出力電流Ｉｏはダイオー
ド１２Ｎ１と１２Ｎ２とを通って流れて、Ｉｏ＝−Ｉｎ
になる。

【００５６】このように交流出力電流Ｉｏは自己消弧素
子１１Ｐ１、１１Ｐ２、１１Ｎ１、１１Ｎ２のスイッチ
ング状態に応じて、直流電源のＰ側、Ｃ側、Ｎ側のいず
れかに流れる。加算器１７Ｐ１、１７Ｃ１、１７Ｎ１は
各部の電流検出信号であるＶｏｕｔＯ、ＶｏｕｔＰ、Ｖ
ｏｕｔＣ、ＶｏｕｔＮを利用して、それぞれ上記の
（５）、（６）、（７）式に基づいてＩｐ、Ｉｃ、Ｉｎ
の予測値を演算している（図１６（ｌ）（ｍ）
（ｎ））。０レベル検出器１８Ｐ、１８Ｃおよび１８Ｎ
は図１６では省略しているが、上記加算器１７Ｐ１、１
７Ｃ１および１７Ｎ１の出力の０レベルを検出してＬ出
力する。リセットパルス発生器５Ｐ、５Ｃおよび５Ｎは
上記０レベル検出器１８Ｐ、１８Ｃおよび１８Ｎの出力
の立ち下がり時点（すなわちＩｐ、ＩｃおよびＩｎの電
流が０に変化する時点）の直後にリセットパルスを発生
する（図１６（ｑ）（ｒ）（ｓ））。

【００５７】次に交流出力電流Ｉｏが一瞬、負極性まで
急変する場合について説明する。図１６において自己消
弧素子１１Ｐ２と１１Ｎ２とにオンパルスを与えている
期間に交流出力電流Ｉｏが図示（図１６（ｅ））の如く
変動した場合には交流出力電流Ｉｏの０レベル検出器１
８Ｏの出力は２度、Ｌレベルに落ち込み（図１６
（ｏ））、リセットパルス発生器５Ｃの出力にも同じタ
イミングでリセット信号が発生する（図１６（ｒ））
が、オフディレイ回路２０の出力（図１６（ｐ））によ
りＡＮＤ回路２１Ｃの出力ではリセットパルスの発生が
禁止される（図１６（ｕ））。

【００５８】このように無電流期間予測手段を構成する
ことにより、直流電流の無電流期間の初期に積分器のリ
セット動作が確実に行え、また、交流出力電流の極性が
急変する場合にも余分なリセット動作を抑制でき、直流
電流検出器の応答性、精度を確保できる。

【００５９】実施の形態９．なお、上記実施の形態４で
は自己消弧素子のオフのタイミングを利用した無電流期
間予測手段を２レベルインバータへ適用した場合につい
て述べたが、このように構成される直流電流検出器を利
用して２レベルインバータの交流出力電流を検出する方
法について説明する。図１７は、上記図７に交流出力電
流Ｉｏを検出する回路を付加したものであって、１７Ｏ
２はＰ側直流電流Ｉｐの検出信号ＶｏｕｔＰとＮ側直流
電流Ｉｎの検出信号ＶｏｕｔＮの極性反転器１９Ｎを介
して得られる信号とを加算する加算器で交流出力電流の
検出信号Ｉｏ２を出力する。２レベルインバータにおけ
る各部電流関係式は上記（１）式で得られ、この関係式
に基づいて交流出力電流の検出信号Ｉｏ２を演算するよ
うに構成している。すなわち、Ｉｏ２＝ＶｏｕｔＰ−Ｖ
ｏｕｔＮとなる。

【００６０】図１８はこの動作波形を示すもので、この
ようにして得られた交流出力電流検出信号Ｉｏ２（同図
（ｊ））には積分器３Ｐ、３Ｎのリセット動作直前のオ
フセット分が現われる。この動作波形図ではこのオフセ
ット分を誇張して図示しているが、実際上、積分器の適
切な選定と本発明による繰り返しリセット手段によりこ
のオフセット値を１％以下にすることができ、一般的に
インバータの交流出力電流の検出精度としては十分許容
できる。このように交流出力電流の検出回路を構成する
ことにより、交流出力が低い周波数であっても応答性、
精度を確保でき、また従来の鉄心を用いた交流電流検出
器を省略できるために電力変換装置が安価にできる。

【００６１】実施の形態１０．なお、上記実施の形態９
では自己消弧素子のオフのタイミングを利用した無電流
期間予測手段による直流電流検出器を利用した交流出力
電流の検出方法を２レベルインバータへ適用した場合に
ついて述べたが、３レベルインバータの出力電流を検出
する方法について説明する。図１９は、上記図９に交流
出力電流Ｉｏを検出する回路を付加したものであって、
１７Ｏ３はＰ側直流電流Ｉｐの検出信号ＶｏｕｔＰとＮ
側直流電流Ｉｎの検出信号ＶｏｕｔＮの極性反転器１９
Ｎを介して得られる信号とＣ側直流電流Ｉｃの検出信号
ＶｏｕｔＣとを加算する加算器で交流出力電流の検出信
号Ｉｏ３を出力する。３レベルインバータにおける各部
電流関係式は上記（４）式で得られ、この関係式に基づ
いて交流出力電流の検出信号Ｉｏ３を演算するように構
成している。すなわち、Ｉｏ３＝ＶｏｕｔＰ−Ｖｏｕｔ
Ｎ＋ＶｏｕｔＣとなる。

【００６２】図２０はこの動作波形を示すもので、この
ようにして得られた出力電流検出信号Ｉｏ３（同図
（ｏ））には積分器３Ｐ、３Ｎのリセット動作直前のオ
フセット分が現われる。この動作波形図ではこのオフセ
ット分を誇張して図示しているが、実際上、積分器の適
切な選定と本発明による繰り返しリセット手段によりこ
のオフセット値を１％以下にすることができ、一般的に
インバータの交流出力電流の検出精度としては十分許容
できる。このように交流出力電流の検出回路を構成する
ことにより、交流出力が低い周波数であっても応答性、
精度を確保でき、また従来の鉄心を用いた交流電流検出
器を省略できるために電力変換装置が安価にできる。

【００６３】なお、先の実施の形態２ないし１０では、
いずれも自己消弧素子を使用した電力変換器に適用した
場合について説明したが、何らかの方法で直流電流の無
電流期間を予測することが可能であれば、この発明は、
実施の形態１に示した通り、電力変換器とは特に関係の
ない装置における直流電流の検出に適用することができ
同等の効果を奏する。

【００６４】また、先の実施の形態２では、電力変換器
として降圧チョッパーの所定の直流電流の検出に適用し
た場合について説明したが、これに限られることはな
く、ゲートパルスオンの信号が与えられた自己消弧素子
のターンオン動作によりロゴスキー電流変換器の被検出
電流が立ち上がるという動作関係が存在するケースに
は、上記ゲートパルスオンのタイミングで積分器の出力
を零にリセットすることで、この発明を同様に適用する
ことができ同等の効果を奏する。

【００６５】また、先の実施の形態３ないし５では、昇
圧チョッパー、２レベルインバータ、３レベルインバー
タの所定の直流電流の検出に適用した場合について説明
したが、これに限られることはなく、ゲートパルスオフ
の信号が与えられた自己消弧素子のターンオフ動作によ
りロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち上がるとい
う動作関係が存在するケースには、上記ゲートパルスオ
フのタイミングで積分器の出力を零にリセットすること
で、この発明を同様に適用することができ同等の効果を
奏する。

【００６６】更に、先の実施の形態６ないし８では、２
レベルインバータ、３レベルインバータの所定の直流電
流の検出に適用した場合について説明したが、これに限
られることはなく、ゲートパルスオフの信号が与えられ
た自己消弧素子のターンオフ動作により、それぞれ第１
のロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち下がり、第
２のロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち上がると
いう動作関係が存在するケースには、上記合成電流の零
レベルを検出したタイミングで上記第１のロゴスキー電
流変換器の積分器の出力を零にリセットすることで、こ
の発明を同様に適用することができ同等の効果を奏す
る。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１に係
る直流電流検出方法は、直流電流の無電流期間を予測す
る手段を備え、当該予測した無電流期間で積分器の出力
を零にリセットするので、直流電流の通電パルス幅期間
において発生した、積分器内での誤差が上記リセット動
作で零に精算され、上記誤差分が累積する現象が防止さ
れ、精度の高い直流電流の検出が可能となる。

【００６８】また、この発明の請求項２に係る電力変換
器の直流電流検出装置は、直流電流の無電流期間を予測
する無電流期間予測手段、およびこの無電流期間の予測
タイミングで上記積分器の出力を零にリセットするリセ
ット手段を備えたので、電力変換器の各部の直流電流を
高い精度で検出することができる。

【００６９】また、この発明の請求項３に係る直流電流
検出装置は、ゲートパルスオンの信号が与えられた自己
消弧素子のターンオン動作によりロゴスキー電流変換器
の被検出電流が立ち上がる場合、無電流期間予測手段
は、上記ゲートパルスオンのタイミングを出力するの
で、自己消弧素子へのゲートパルスオンの信号を利用し
て応答性、精度の良好な直流電流の検出が可能となる。

【００７０】また、この発明の請求項４に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に接続された自己消
弧素子とダイオードとの直列接続体、上記ダイオードの
両極間に出力直流電源と直列に接続されたリアクトル、
および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給するゲー
トパルス発生器により降圧チョッパーを構成する電力変
換装置であって、上記自己消弧素子に流れる電流を検出
するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記
ゲートパルス発生器からのゲートパルスオンのタイミン
グを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力
を零にリセットするので、自己消弧素子へのゲートパル
スオンの信号を利用して、降圧チョッパーにおける自己
消弧素子に流れる直流電流の、応答性、精度の優れた検
出が可能となる。

【００７１】また、この発明の請求項５に係る直流電流
検出装置は、ゲートパルスオフの信号が与えられた自己
消弧素子のターンオフ動作によりロゴスキー電流変換器
の被検出電流が立ち上がる場合、無電流期間予測手段
は、上記ゲートパルスオフのタイミングを出力するの
で、自己消弧素子へのゲートパルスオフの信号を利用し
て応答性、精度の良好な直流電流の検出が可能となる。

【００７２】また、この発明の請求項６に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に接続されたリアク
トルと自己消弧素子との直列接続体、上記自己消弧素子
の両極間に出力直流電源と直列に接続されたダイオー
ド、および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給する
ゲートパルス発生器により昇圧チョッパーを構成する電
力変換装置であって、上記ダイオードに流れる電流を検
出するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上
記ゲートパルス発生器からのゲートパルスオフのタイミ
ングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の出
力を零にリセットするので、ダイオードへのゲートパル
スオフの信号を利用して、昇圧チョッパーにおけるダイ
オードに流れる直流電流の、応答性、精度の優れた検出
が可能となる。

【００７３】また、この発明の請求項７に係る直流電流
検出装置は、入力直流電源の両極間に相毎に接続され
た、正極側自己消弧素子およびこれと逆並列接続された
ダイオードからなる正極側アームと負極側自己消弧素子
およびこれと逆並列接続されたダイオードからなる負極
側アームとの直列接続体、および上記両自己消弧素子に
ゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を備え上記
両アームの接続点から交流出力を取り出す２レベルイン
バータを構成する電力変換装置であって、上記正極側ア
ームに流れる電流を検出するロゴスキー電流変換器を備
えたものにおいて、上記ゲートパルス発生器から上記負
極側自己消弧素子に供給されるゲートパルスオフのタイ
ミングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の
出力を零にリセットするので、自己消弧素子へのゲート
パルスオフの信号を利用して、２レベルインバータの正
極側アームに流れる直流電流の、応答性、精度の優れた
検出が可能となる。

【００７４】また、この発明の請求項８に係る直流電流
検出装置は、２レベルインバータを構成する電力変換装
置であって、上記負極側アームに流れる電流を検出する
ロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲー
トパルス発生器から上記正極側自己消弧素子に供給され
るゲートパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴス
キー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするの
で、自己消弧素子へのゲートパルスオフの信号を利用し
て、２レベルインバータの負極側アームに流れる直流電
流の、応答性、精度の優れた検出が可能となる。

【００７５】また、この発明の請求項９に係る直流電流
検出装置は、正極、中性極および負極を有する入力直流
電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第１ないし
第４の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧素子
と逆並列接続されてそれぞれ第１ないし第４のアームを
構成する第１ないし第４のダイオード、上記入力直流電
源の中性極とそれぞれ上記第１、第２のアームの接続点
および上記第３、第４のアームの接続点との間に接続さ
れた第５および第６のダイオード、および上記各自己消
弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を
備え上記第２、第３のアームの接続点から交流出力を取
り出す３レベルインバータを構成する電力変換装置であ
って、上記第１のアームに流れる電流を検出するロゴス
キー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲートパル
ス発生器から上記第３の自己消弧素子に供給されるゲー
トパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴスキー電
流変換器の積分器の出力を零にリセットするので、自己
消弧素子へのゲートパルスオフの信号を利用して、３レ
ベルインバータの第１のアームに流れる直流電流の、応
答性、精度の優れた検出が可能となる。

【００７６】また、この発明の請求項１０に係る直流電
流検出装置は、３レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記第４のアームに流れる電流を検出す
るロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲ
ートパルス発生器から上記第２の自己消弧素子に供給さ
れるゲートパルスオフのタイミングを検出して上記ロゴ
スキー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするの
で、自己消弧素子へのゲートパルスオフの信号を利用し
て、３レベルインバータの第４のアームに流れる直流電
流の、応答性、精度の優れた検出が可能となる。

【００７７】また、この発明の請求項１１に係る直流電
流検出装置は、３レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記入力直流電源の中性極と上記第５お
よび第６のダイオードとの間に流れる電流を検出するロ
ゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、上記ゲート
パルス発生器から上記第１および第４の自己消弧素子に
供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
するので、自己消弧素子へのゲートパルスオフの信号を
利用して、３レベルインバータの入力直流電源の中性極
と第５および第６のダイオードとの間に流れる直流電流
の、応答性、精度の優れた検出が可能となる。

【００７８】また、この発明の請求項１２に係る直流電
流検出装置は、ゲートパルスオフの信号が与えられた自
己消弧素子のターンオフ動作により、それぞれ第１のロ
ゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち下がり、第２の
ロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち上がる場合、
上記第２のロゴスキー電流変換器の検出電流と当該自己
消弧素子のターンオフ動作によっては変化しない電力変
換装置の出力電流検出値とを加算した合成電流を求め、
上記第１のロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零に
リセットする無電流期間予測手段は、上記合成電流の零
レベルを検出したタイミングを出力するので、第２のロ
ゴスキー電流変換器の検出出力の立ち上がり現象を利用
した第１のロゴスキー電流変換器による、応答性、精度
の優れた電流検出が可能となる。

【００７９】また、この発明の請求項１３に係る直流電
流検出装置は、２レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記正極側アームに流れる電流を検出す
る正極側ロゴスキー電流変換器、上記負極側アームに流
れる電流を検出する負極側ロゴスキー電流変換器、およ
び上記交流出力電流を検出する交流電流検出器を備えた
ものにおいて、上記負極側ロゴスキー電流変換器と交流
電流検出器との出力和が零レベルとなるタイミングを検
出して上記正極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力
を零にリセットするリセット信号を発生する正極側リセ
ット回路、および上記正極側ロゴスキー電流変換器と交
流電流検出器との出力和が零レベルとなるタイミングを
検出して上記負極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出
力を零にリセットするリセット信号を発生する負極側リ
セット回路を備えたので、それぞれ関連する他のロゴス
キー電流変換器の検出出力の立ち上がり現象を利用し
て、２レベルインバータにおける正極側アームおよび負
極側アームに流れる直流電流の、応答性、精度の優れた
検出が可能となる。

【００８０】また、この発明の請求項１４に係る直流電
流検出装置は、３レベルインバータを構成する電力変換
装置であって、上記第１のアームに流れる電流を検出す
る正極側ロゴスキー電流変換器、上記第４のアームに流
れる電流を検出する負極側ロゴスキー電流変換器、上記
入力直流電源の中性極と上記第５および第６のダイオー
ドとの間に流れる電流を検出する中性極側ロゴスキー電
流変換器、および上記交流出力電流を検出する交流電流
検出器を備えたものにおいて、上記負極側ロゴスキー電
流変換器の出力と上記中性極側ロゴスキー電流変換器の
極性反転出力と上記交流電流検出器の出力との和が零レ
ベルとなるタイミングを検出して上記正極側ロゴスキー
電流変換器の積分器の出力を零にリセットするリセット
信号を発生する正極側リセット回路、上記正極側ロゴス
キー電流変換器の出力と上記中性極側ロゴスキー電流変
換器の出力と上記交流電流検出器の極性反転出力との和
が零レベルとなるタイミングを検出して上記負極側ロゴ
スキー電流変換器の積分器の出力を零にリセットするリ
セット信号を発生する負極側リセット回路、および上記
正極側ロゴスキー電流変換器の極性反転出力と上記負極
側ロゴスキー電流変換器の出力と上記交流電流検出器の
出力との和が零レベルとなるタイミングを検出して上記
中性極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリ
セットするリセット信号を発生する中性極側リセット回
路を備えたので、それぞれ関連する他のロゴスキー電流
変換器の検出出力の立ち上がり現象を利用して、３レベ
ルインバータにおける第１のアーム、第４のアームおよ
び入力直流電源の中性極と第５、第６のダイオードとの
間に流れる直流電流の、応答性、精度の優れた検出が可
能となる。

【００８１】また、この発明の請求項１５に係る直流電
流検出装置は、交流出力電流が零レベルとなるタイミン
グを検出し、当該タイミングから所定時間リセット回路
の出力を禁止するようにしたので、交流出力電流の瞬時
変動に基づく誤ったリセット動作を防止して直流電流の
検出精度を高く維持することができる。

【００８２】また、この発明の請求項１６に係る直流電
流検出装置は、請求項７に記載のロゴスキー電流変換器
の出力と請求項８に記載のロゴスキー電流変換器の出力
とを加算、または請求項１３に記載の正極側ロゴスキー
電流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出力
とを加算して２レベルインバータの交流出力電流を検出
する加算器を備えたので、低い周波数域でも優れた応答
性、精度を有し、しかも安価に２レベルインバータの交
流出力電流の検出が可能となる。

【００８３】また、この発明の請求項１７に係る直流電
流検出装置は、請求項９に記載のロゴスキー電流変換器
の出力と請求項１０に記載のロゴスキー電流変換器の出
力と請求項１１に記載のロゴスキー電流変換器の出力と
を加算、または請求項１４に記載の正極側ロゴスキー電
流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出力と
中性極側ロゴスキー電流変換器の出力とを加算して３レ
ベルインバータの交流出力電流を検出する加算器を備え
たので、低い周波数域でも優れた応答性、精度を有し、
しかも安価に３レベルインバータの交流出力電流の検出
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における直流電流検
出装置を示す回路構成図である。

【図２】 図１の直流電流検出装置の動作を説明する動
作波形図である。

【図３】 この発明の実施の形態２における直流電流検
出装置を示す回路構成図である。

【図４】 図３の直流電流検出装置の動作を説明する動
作波形図である。

【図５】 この発明の実施の形態３における直流電流検
出装置を示す回路構成図である。

【図６】 図５の直流電流検出装置の動作を説明する動
作波形図である。

【図７】 この発明の実施の形態４における直流電流検
出装置を示す回路構成図である。

【図８】 図７の直流電流検出装置の動作を説明する動
作波形図である。

【図９】 この発明の実施の形態５における直流電流検
出装置を示す回路構成図である。

【図１０】 図９の直流電流検出装置の動作を説明する
動作波形図である。

【図１１】 この発明の実施の形態６における直流電流
検出装置を示す回路構成図である。

【図１２】 図１１の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。

【図１３】 この発明の実施の形態７における直流電流
検出装置を示す回路構成図である。

【図１４】 図１３の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。

【図１５】 この発明の実施の形態８における直流電流
検出装置を示す回路構成図である。

【図１６】 図１５の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。

【図１７】 この発明の実施の形態９における直流電流
検出装置を示す回路構成図である。

【図１８】 図１７の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。

【図１９】 この発明の実施の形態１０における直流電
流検出装置を示す回路構成図である。

【図２０】 図１９の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。

【図２１】 従来の直流電流検出装置を示す回路構成図
である。

【図２２】 図２１の直流電流検出装置の動作を説明す
る動作波形図である。

【符号の説明】

１ 直流母線、２，２ａ，２ｂ，２Ｐ，２Ｎ，２Ｃ ロ
ゴスキーコイル、３，３ａ，３ｂ，３Ｐ，３Ｎ，３Ｃ
積分器、４，４ａ，４ｂ，４Ｐ，４Ｎ，４Ｃ スイッ
チ、５，５ａ，５ｂ，５Ｐ，５Ｎ，５Ｃ リセットパル
ス発生器、６ 無電流期間予測手段、６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄ ゲートパルス発生器、１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｐ，１０ｎ 直流電源、１１ａ，１１ｂ，１１
Ｐ，１１Ｎ，１１Ｐ１，１１Ｐ２，１１Ｎ１，１１Ｎ２
自己消弧素子、１２ａ，１２ｂ，１２Ｐ，１２Ｎ，１２
Ｐ１，１２Ｐ２，１２Ｎ１，１２Ｎ２ダイオード、１３
ａ，１３ｂ リアクトル、１５Ｐ，１５Ｎ ダイオー
ド、１６ 交流出力電流検出器、１７Ｐ，１７Ｎ，１７
Ｐ１，１７Ｃ１，１７Ｎ１ 加算器、１８Ｐ，１８Ｎ，
１８Ｃ，１８Ｏ ０レベル検出器、１９，１９Ｐ，１９
Ｃ，１９Ｎ，１９Ｏ 極性反転器、２０ オフディレイ
回路、２１Ｐ，２１Ｎ，２１Ｃ ＡＮＤ回路。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無電流期間を有する直流電流を、ロゴス
   キーコイルとその出力を積分する積分器とからなるロゴ
   スキー電流変換器により検出する方法において、 上記直流電流の無電流期間を予測する手段を備え、当該
   予測した無電流期間で上記積分器の出力を零にリセット
   することを特徴とする直流電流検出方法。
2. 【請求項２】 自己消弧素子を用いた電力変換装置に流
   れる、無電流期間を有する直流電流を、ロゴスキーコイ
   ルとその出力を積分する積分器とからなるロゴスキー電
   流変換器により検出する直流電流検出装置において、 上記直流電流の無電流期間を予測する無電流期間予測手
   段、およびこの無電流期間の予測タイミングで上記積分
   器の出力を零にリセットするリセット手段を備えたこと
   を特徴とする電力変換装置の直流電流検出装置。
3. 【請求項３】 ゲートパルスオンの信号が与えられた自
   己消弧素子のターンオン動作によりロゴスキー電流変換
   器の被検出電流が立ち上がる場合、 無電流期間予測手段は、上記ゲートパルスオンのタイミ
   ングを出力することを特徴とする請求項２記載の電力変
   換装置の直流電流検出装置。
4. 【請求項４】 入力直流電源の両極間に接続された自己
   消弧素子とダイオードとの直列接続体、上記ダイオード
   の両極間に出力直流電源と直列に接続されたリアクト
   ル、および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給する
   ゲートパルス発生器により降圧チョッパーを構成する電
   力変換装置であって、上記自己消弧素子に流れる電流を
   検出するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器からのゲートパルスオンのタイ
   ミングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の
   出力を零にリセットすることを特徴とする請求項２記載
   の電力変換装置の直流電流検出装置。
5. 【請求項５】 ゲートパルスオフの信号が与えられた自
   己消弧素子のターンオフ動作によりロゴスキー電流変換
   器の被検出電流が立ち上がる場合、 無電流期間予測手段は、上記ゲートパルスオフのタイミ
   ングを出力することを特徴とする請求項２記載の電力変
   換装置の直流電流検出装置。
6. 【請求項６】 入力直流電源の両極間に接続されたリア
   クトルと自己消弧素子との直列接続体、上記自己消弧素
   子の両極間に出力直流電源と直列に接続されたダイオー
   ド、および上記自己消弧素子にゲートパルスを供給する
   ゲートパルス発生器により昇圧チョッパーを構成する電
   力変換装置であって、上記ダイオードに流れる電流を検
   出するロゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器からのゲートパルスオフのタイ
   ミングを検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の
   出力を零にリセットすることを特徴とする請求項２記載
   の電力変換装置の直流電流検出装置。
7. 【請求項７】 入力直流電源の両極間に相毎に接続され
   た、正極側自己消弧素子およびこれと逆並列接続された
   ダイオードからなる正極側アームと負極側自己消弧素子
   およびこれと逆並列接続されたダイオードからなる負極
   側アームとの直列接続体、および上記両自己消弧素子に
   ゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を備え上記
   両アームの接続点から交流出力を取り出す２レベルイン
   バータを構成する電力変換装置であって、上記正極側ア
   ームに流れる電流を検出するロゴスキー電流変換器を備
   えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器から上記負極側自己消弧素子に
   供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
   記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
   することを特徴とする請求項２記載の電力変換装置の直
   流電流検出装置。
8. 【請求項８】 入力直流電源の両極間に相毎に接続され
   た、正極側自己消弧素子およびこれと逆並列接続された
   ダイオードからなる正極側アームと負極側自己消弧素子
   およびこれと逆並列接続されたダイオードからなる負極
   側アームとの直列接続体、および上記両自己消弧素子に
   ゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を備え上記
   両アームの接続点から交流出力を取り出す２レベルイン
   バータを構成する電力変換装置であって、上記負極側ア
   ームに流れる電流を検出するロゴスキー電流変換器を備
   えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器から上記正極側自己消弧素子に
   供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
   記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
   することを特徴とする請求項２記載の電力変換装置の直
   流電流検出装置。
9. 【請求項９】 正極、中性極および負極を有する入力直
   流電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第１ない
   し第４の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧素
   子と逆並列接続されてそれぞれ第１ないし第４のアーム
   を構成する第１ないし第４のダイオード、上記入力直流
   電源の中性極とそれぞれ上記第１、第２のアームの接続
   点および上記第３、第４のアームの接続点との間に接続
   された第５および第６のダイオード、および上記各自己
   消弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生器
   を備え上記第２、第３のアームの接続点から交流出力を
   取り出す３レベルインバータを構成する電力変換装置で
   あって、上記第１のアームに流れる電流を検出するロゴ
   スキー電流変換器を備えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器から上記第３の自己消弧素子に
   供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
   記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
   することを特徴とする請求項２記載の電力変換装置の直
   流電流検出装置。
10. 【請求項１０】 正極、中性極および負極を有する入力
    直流電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第１な
    いし第４の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧
    素子と逆並列接続されてそれぞれ第１ないし第４のアー
    ムを構成する第１ないし第４のダイオード、上記入力直
    流電源の中性極とそれぞれ上記第１、第２のアームの接
    続点および上記第３、第４のアームの接続点との間に接
    続された第５および第６のダイオード、および上記各自
    己消弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生
    器を備え上記第２、第３のアームの接続点から交流出力
    を取り出す３レベルインバータを構成する電力変換装置
    であって、上記第４のアームに流れる電流を検出するロ
    ゴスキー電流変換器を備えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器から上記第２の自己消弧素子に
    供給されるゲートパルスオフのタイミングを検出して上
    記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
    することを特徴とする請求項２記載の電力変換装置の直
    流電流検出装置。
11. 【請求項１１】 正極、中性極および負極を有する入力
    直流電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第１な
    いし第４の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧
    素子と逆並列接続されてそれぞれ第１ないし第４のアー
    ムを構成する第１ないし第４のダイオード、上記入力直
    流電源の中性極とそれぞれ上記第１、第２のアームの接
    続点および上記第３、第４のアームの接続点との間に接
    続された第５および第６のダイオード、および上記各自
    己消弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生
    器を備え上記第２、第３のアームの接続点から交流出力
    を取り出す３レベルインバータを構成する電力変換装置
    であって、上記入力直流電源の中性極と上記第５および
    第６のダイオードとの間に流れる電流を検出するロゴス
    キー電流変換器を備えたものにおいて、 上記ゲートパルス発生器から上記第１および第４の自己
    消弧素子に供給されるゲートパルスオフのタイミングを
    検出して上記ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零
    にリセットすることを特徴とする請求項２記載の電力変
    換装置の直流電流検出装置。
12. 【請求項１２】 ゲートパルスオフの信号が与えられた
    自己消弧素子のターンオフ動作により、それぞれ第１の
    ロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち下がり、第２
    のロゴスキー電流変換器の被検出電流が立ち上がる場
    合、 上記第２のロゴスキー電流変換器の検出電流と当該自己
    消弧素子のターンオフ動作によっては変化しない電力変
    換装置の出力電流検出値とを加算した合成電流を求め、
    上記第１のロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零に
    リセットする無電流期間予測手段は、上記合成電流の零
    レベルを検出したタイミングを出力することを特徴とす
    る請求項２記載の電力変換装置の直流電流検出装置。
13. 【請求項１３】 入力直流電源の両極間に相毎に接続さ
    れた、正極側自己消弧素子およびこれと逆並列接続され
    たダイオードからなる正極側アームと負極側自己消弧素
    子およびこれと逆並列接続されたダイオードからなる負
    極側アームとの直列接続体、および上記両自己消弧素子
    にゲートパルスを供給するゲートパルス発生器を備え上
    記両アームの接続点から交流出力を取り出す２レベルイ
    ンバータを構成する電力変換装置であって、上記正極側
    アームに流れる電流を検出する正極側ロゴスキー電流変
    換器、上記負極側アームに流れる電流を検出する負極側
    ロゴスキー電流変換器、および上記交流出力電流を検出
    する交流電流検出器を備えたものにおいて、 上記負極側ロゴスキー電流変換器と交流電流検出器との
    出力和が零レベルとなるタイミングを検出して上記正極
    側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセット
    するリセット信号を発生する正極側リセット回路、およ
    び上記正極側ロゴスキー電流変換器と交流電流検出器と
    の出力和が零レベルとなるタイミングを検出して上記負
    極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零にリセッ
    トするリセット信号を発生する負極側リセット回路を備
    えたことを特徴とする請求項２記載の電力変換装置の直
    流電流検出装置。
14. 【請求項１４】 正極、中性極および負極を有する入力
    直流電源の上記正負両極間に相毎に接続された、第１な
    いし第４の自己消弧素子の直列接続体、上記各自己消弧
    素子と逆並列接続されてそれぞれ第１ないし第４のアー
    ムを構成する第１ないし第４のダイオード、上記入力直
    流電源の中性極とそれぞれ上記第１、第２のアームの接
    続点および上記第３、第４のアームの接続点との間に接
    続された第５および第６のダイオード、および上記各自
    己消弧素子にゲートパルスを供給するゲートパルス発生
    器を備え上記第２、第３のアームの接続点から交流出力
    を取り出す３レベルインバータを構成する電力変換装置
    であって、上記第１のアームに流れる電流を検出する正
    極側ロゴスキー電流変換器、上記第４のアームに流れる
    電流を検出する負極側ロゴスキー電流変換器、上記入力
    直流電源の中性極と上記第５および第６のダイオードと
    の間に流れる電流を検出する中性極側ロゴスキー電流変
    換器、および上記交流出力電流を検出する交流電流検出
    器を備えたものにおいて、 上記負極側ロゴスキー電流変換器の出力と上記中性極側
    ロゴスキー電流変換器の極性反転出力と上記交流電流検
    出器の出力との和が零レベルとなるタイミングを検出し
    て上記正極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出力を零
    にリセットするリセット信号を発生する正極側リセット
    回路、上記正極側ロゴスキー電流変換器の出力と上記中
    性極側ロゴスキー電流変換器の出力と上記交流電流検出
    器の極性反転出力との和が零レベルとなるタイミングを
    検出して上記負極側ロゴスキー電流変換器の積分器の出
    力を零にリセットするリセット信号を発生する負極側リ
    セット回路、および上記正極側ロゴスキー電流変換器の
    極性反転出力と上記負極側ロゴスキー電流変換器の出力
    と上記交流電流検出器の出力との和が零レベルとなるタ
    イミングを検出して上記中性極側ロゴスキー電流変換器
    の積分器の出力を零にリセットするリセット信号を発生
    する中性極側リセット回路を備えたことを特徴とする請
    求項２記載の電力変換装置の直流電流検出装置。
15. 【請求項１５】 交流出力電流が零レベルとなるタイミ
    ングを検出し、当該タイミングから所定時間リセット回
    路の出力を禁止するようにしたことを特徴とする請求項
    １３または１４に記載の電力変換装置の直流電流検出装
    置。
16. 【請求項１６】 請求項７に記載のロゴスキー電流変換
    器の出力と請求項８に記載のロゴスキー電流変換器の出
    力とを加算、または請求項１３に記載の正極側ロゴスキ
    ー電流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出
    力とを加算して２レベルインバータの交流出力電流を検
    出する加算器を備えたことを特徴とする電力変換装置の
    直流電流検出装置。
17. 【請求項１７】 請求項９に記載のロゴスキー電流変換
    器の出力と請求項１０に記載のロゴスキー電流変換器の
    出力と請求項１１に記載のロゴスキー電流変換器の出力
    とを加算、または請求項１４に記載の正極側ロゴスキー
    電流変換器の出力と負極側ロゴスキー電流変換器の出力
    と中性極側ロゴスキー電流変換器の出力とを加算して３
    レベルインバータの交流出力電流を検出する加算器を備
    えたことを特徴とする電力変換装置の直流電流検出装
    置。