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JP7572204B2 - Reactor loss measuring device and waveform measuring device - Google Patents
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本発明は、フィルタ用のリアクトルを有するスイッチング電源装置におけるアクトル損失測定装置及び波形測定装置に関するものである。 The present invention relates to a reactor loss measuring device and a waveform measuring device in a switching power supply device having a reactor for a filter.

SiCデバイス、GaNデバイス等の次世代デバイス(半導体素子)を採用した直流/交流変換(DC/AC変換)を行うインバータ、力率改善回路(以下「PFC回路」という。)、DC/DCコンバータ等のスイッチング電源装置においては、デバイス損失が改善されるが、一方で、フィルタ用のACリアクトル等の磁性部品の損失が示す割合が大きくなるため、更なる低損失化を図るために、磁性部品の損失測定が不可欠である。高周波インバータに使用されるリアクトルの高周波皮相電力に対して、損失となる有効電力の測定が低力率条件(例えば、0.05以下)の電力測定であり、僅かの測定回路位相誤差が測定結果に大きな影響を与える。 In switching power supplies such as inverters, power factor correction circuits (hereinafter referred to as "PFC circuits"), and DC/DC converters that perform direct current/alternating current (DC/AC conversion) conversion using next-generation devices (semiconductor elements) such as SiC devices and GaN devices, device losses have been improved, but on the other hand, the proportion of losses in magnetic components such as AC reactors for filters has increased, making it essential to measure losses in magnetic components in order to further reduce losses. The measurement of the effective power, which is the loss, compared to the high-frequency apparent power of the reactors used in high-frequency inverters is a power measurement under low power factor conditions (e.g., 0.05 or less), and even a slight measurement circuit phase error has a significant impact on the measurement results.

特許文献1には、電力測定装置における電力量の測定結果を調整するキャリブレーションシステムが開示されている。特許文献2には、鉄損測定時における誤差量(絶対値誤差量、位相誤差量)を定量的に把握し、鉄損の計算時にその誤差量の補正を施し、正確な鉄損の測定値を測定する磁性体の鉄損測定装置が開示されている。更に、非特許文献1には、位相誤差の低減を図ったシャント抵抗回路が開示されている。 Patent Document 1 discloses a calibration system that adjusts the results of power measurement in a power measurement device. Patent Document 2 discloses an iron loss measurement device for magnetic materials that quantitatively grasps the amount of error (absolute value error amount, phase error amount) during iron loss measurement, corrects the amount of error when calculating iron loss, and measures accurate iron loss measurements. Furthermore, Non-Patent Document 1 discloses a shunt resistor circuit that aims to reduce phase errors.

特開2010-216997号公報JP 2010-216997 A 特開平1-285881号公報Japanese Patent Application Publication No. 1-285881

IEEJ Journal 1A、8[4](2019)p.669-676IEEJ Journal 1A, 8[4] (2019) p. 669-676

図17は、従来の課題を説明するためのリアクトル浮遊容量による高周波リンギング波形図である。図17の上段及び下段の波形図の横軸は時間(s)、上段の波形図の縦軸はリアクトル電圧、及び下段の波形図の縦軸はリアクトル電流である。 Figure 17 is a waveform diagram of high-frequency ringing caused by reactor stray capacitance to explain the conventional problem. The horizontal axis of the upper and lower waveform diagrams in Figure 17 is time (s), the vertical axis of the upper waveform diagram is reactor voltage, and the vertical axis of the lower waveform diagram is reactor current.

特許文献1では、力率1の抵抗負荷を利用して、測定器の位相誤差キャリブレーション(調整)を行っているが、抵抗負荷にインダクタンスが含まれているため、位相キャリブレーションの誤差が発生する。特許文献2では、正確な鉄損の測定値を測定するために、鉄損演算の測定信号の移相処理を行っているが、位相シフト量は別途装置で測定する必要がある。非特許文献1では、特殊のシャント抵抗回路を提案し、位相誤差の低減を図っているが、実機回路にシャント抵抗回路を挿入する必要になり、回路動作への影響があるため、実機搭載運転状態では利用できない場合がある。 In Patent Document 1, a resistive load with a power factor of 1 is used to calibrate (adjust) the phase error of the measuring device, but because the resistive load contains inductance, errors in the phase calibration occur. In Patent Document 2, in order to measure accurate iron loss measurements, phase shift processing is performed on the measurement signal for iron loss calculation, but the amount of phase shift must be measured by a separate device. In Non-Patent Document 1, a special shunt resistor circuit is proposed to reduce phase errors, but this requires the insertion of a shunt resistor circuit into the actual equipment circuit, which affects circuit operation and may not be usable when the actual equipment is installed and operating.

又、図17に示されるように、リアクトル浮遊容量(コンデンサ成分)の影響により、実機環境の高速スイッチング動作でリアクトル電圧及びリアクトル電流の高周波リンギング(例えば、10MHz)が発生するため、その影響で、僅かの位相誤差で演算結果に大きく影響する問題が確認されている。 In addition, as shown in Figure 17, high-frequency ringing (e.g., 10 MHz) occurs in the reactor voltage and reactor current during high-speed switching operations in a real machine environment due to the influence of the reactor stray capacitance (capacitor component), and as a result, it has been confirmed that even a small phase error can have a significant effect on the calculation results.

本発明のリアクトル損失測定装置は、高周波の駆動信号によりスイッチングして電力変換を行うスイッチング回路の出力側又は入力側に設けられたフィルタ用のリアクトルのリアクトル電圧及びリアクトル電流を測定して時間軸の測定信号を求め、前記測定信号により測定回路の時間軸の位相誤差を算出し、前記位相誤差の位相調整を行い、リアクトル信号の電力演算にてリアクトル損失を算出するように構成され、前記リアクトル電圧又は前記リアクトル電流の位相を所定範囲でシフトさせて信号移相処理を行い、前記信号移相処理における前記時間軸の位相シフト量と電力値演算結果の関係により前記測定回路の前記時間軸の前記位相誤差を算出する際に、複数の前記時間軸の前記位相シフト量と前記電力値演算結果を用いて、前記各位相シフト量に対応した電力量変化率を算出し、前記電力量変化率の最小値に対応した前記時間軸の前記位相シフト量を、前記位相誤差として算出することを特徴とする。 本発明の別のリアクトル損失測定装置は、高周波の駆動信号によりスイッチングして電力変換を行うスイッチング回路の出力側又は入力側に設けられたフィルタ用のリアクトルのリアクトル電圧及びリアクトル電流を測定して測定信号を求め、前記測定信号により測定回路の位相誤差を算出し、前記位相誤差の位相調整を行い、リアクトル信号の電力演算にてリアクトル損失を算出するように構成され、前記リアクトル電圧又は前記リアクトル電流の位相を所定範囲でシフトさせて信号移相処理を行い、前記信号移相処理における位相シフト量と電力値演算結果の関係により前記測定回路の前記位相誤差を算出する際に、複数の前記位相シフト量と前記電力値演算結果を用いて、前記各位相シフト量に対応した電力量変化率を算出し、前記電力量変化率の最小値に対応した前記位相シフト量を、算出された前記位相誤差の値を中心に、複数の前記位相シフト量と前記電力量変化率の値を用いて、前記電力量変化率の2次多項式近似関数P(t)を下記式により求め、前記位相誤差を、-p2/p1/2として算出することを特徴とする。 下記式の2次多項式近似関数P(t)を求め、位相誤差を、tmin=-p2/p1/2として時間に換算したものとする。 P(t)=p1*t^2+p2*t+p3 ここで、tは位相シフトの時間換算値t(ns)であり、p1、p2、p3は2次多項式近似関数P(t)の係数である。 The reactor loss measurement device of the present invention is configured to measure a reactor voltage and a reactor current of a filter reactor provided on the output side or the input side of a switching circuit that performs power conversion by switching using a high-frequency drive signal to obtain a measurement signal on a time axis , calculate a phase error on the time axis of the measurement circuit using the measurement signal, perform a phase adjustment of the phase error, and calculate a reactor loss by power calculation of the reactor signal, and is characterized in that when signal phase shift processing is performed by shifting the phase of the reactor voltage or the reactor current within a predetermined range, and calculating the phase error on the time axis of the measurement circuit based on the relationship between the amount of phase shift on the time axis in the signal phase shift processing and a power value calculation result, a power amount change rate corresponding to each of the phase shift amounts is calculated using a plurality of the phase shift amounts on the time axis and the power value calculation result, and the phase shift amount on the time axis corresponding to the minimum value of the power amount change rate is calculated as the phase error. Another reactor loss measurement device of the present invention is configured to measure the reactor voltage and reactor current of a filter reactor provided on the output side or input side of a switching circuit that performs power conversion by switching using a high-frequency drive signal to obtain a measurement signal, calculate a phase error of the measurement circuit using the measurement signal, perform phase adjustment of the phase error, and calculate the reactor loss by power calculation of the reactor signal. The phase of the reactor voltage or the reactor current is shifted within a predetermined range to perform signal phase shift processing, and when calculating the phase error of the measurement circuit based on the relationship between the phase shift amount and the power value calculation result in the signal phase shift processing, a power amount change rate corresponding to each of the phase shift amounts is calculated using a plurality of the phase shift amounts and the power value calculation result, and the phase shift amount corresponding to the minimum value of the power amount change rate is calculated by using the calculated phase error value as the center, and a second-order polynomial approximation function P(t) of the power amount change rate is calculated by the following formula using the values of the plurality of phase shift amounts and the power amount change rate, and the phase error is calculated as -p2/p1/2. The quadratic polynomial approximation function P(t) of the following formula is found, and the phase error is converted into time as tmin = -p2/p1/2: P(t) = p1 * t^2 + p2 * t + p3 , where t is the time converted value t (ns) of the phase shift, and p1, p2, and p3 are coefficients of the quadratic polynomial approximation function P(t).

本発明の波形測定装置は、前記リアクトル損失測定装置の機能を有することを特徴とする。 The waveform measuring device of the present invention is characterized by having the functions of the reactor loss measuring device.

本発明によれば、リアクトル電圧及びリアクトル電流の測定信号により、測定回路の位相誤差キャリブレーションと、リアクトル損失演算を行っているので、計測回路の位相誤差に影響されずに、リアクトル損失を高精度に測定可能なリアクトル損失測定装置を提供でき、専用励磁電源回路や位相誤差測定装置が不要で、実機運転状態にて測定可能である。そのため、三相インバータ、単相インバータ、DC/DCコンバータやPFC回路等のリアクトル損失測定への適用が可能である。具体的には、以下のような効果がある。 According to the present invention, the phase error calibration of the measurement circuit and reactor loss calculation are performed using the measurement signals of the reactor voltage and reactor current, so that a reactor loss measurement device can be provided that can measure reactor loss with high accuracy without being affected by the phase error of the measurement circuit, and a dedicated excitation power supply circuit or phase error measurement device is not required, and measurements can be made while the actual device is operating. Therefore, it can be applied to reactor loss measurement of three-phase inverters, single-phase inverters, DC/DC converters, PFC circuits, etc. Specifically, it has the following effects.

(a) 磁性ヒステリシス特性及びリアクトル浮遊容量特性を利用した位相誤差キャリブレーションが行える。
(b) 測定対象のリアクトル電圧及びリアクトル電流により自動キャリブレーションを行うため、高精度で、操作が簡単である。
(c) 実機搭載状態にて測定が可能である。
(a) Phase error calibration can be performed by utilizing magnetic hysteresis characteristics and reactor stray capacitance characteristics.
(b) Automatic calibration is performed based on the reactor voltage and reactor current being measured, resulting in high accuracy and simple operation.
(c) Measurements can be performed while the device is installed on the actual equipment.

本発明の実施例1におけるスイッチング電源装置(例えば、三相インバータ)の構成例を示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply device (e.g., a three-phase inverter) according to a first embodiment of the present invention. 図1中の鉄損電力演算部45の構成例を示す回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of an iron loss power calculation unit 45 in FIG. 図1中の鉄損電力演算部46の構成例を示す回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of an iron loss power calculation unit 46 in FIG. 位相誤差キャリブレーション電力演算装置の機能ブロック図Functional block diagram of a phase error calibration power calculation device 図4中の鉄損位相特性演算処理を示すフローチャートA flowchart showing the iron loss phase characteristic calculation process in FIG. 図4中の位相誤差キャリブレーション演算処理を示すフローチャートA flowchart showing the phase error calibration calculation process in FIG. 浮遊容量による高周波リンギングが発生しない場合の鉄損位相特性演算結果例を示す波形図Waveform diagram showing an example of iron loss phase characteristic calculation results when high-frequency ringing due to stray capacitance does not occur 図17に示す高周波リンギングが発生する場合の鉄損位相特性演算結果例を示す波形図FIG. 18 is a waveform diagram showing an example of the iron loss phase characteristic calculation result when the high-frequency ringing shown in FIG. 17 occurs. 図4の位相誤差キャリブレーション処理の全体を示すフローチャート5 is a flowchart showing the overall phase error calibration process of FIG. 図9を含めたリアクトル損失演算処理を示すフローチャートA flowchart showing the reactor loss calculation process including FIG. 本発明の実施例2におけるスイッチング電源装置(例えば、三相インバータ)の構成例を示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply device (e.g., a three-phase inverter) according to a second embodiment of the present invention. 位相誤差キャリブレーション電力演算装置の機能ブロック図Functional block diagram of a phase error calibration power calculation device 入力フィルタの説明図Input filter diagram 単相インバータの構成例を示す回路図Circuit diagram showing an example of a single-phase inverter configuration 三相PFC回路の構成例を示す回路図A circuit diagram showing a configuration example of a three-phase PFC circuit. 単相PFC回路の構成例を示す回路図Circuit diagram showing a configuration example of a single-phase PFC circuit リアクトル浮遊容量による高周波リンギング波形図High-frequency ringing waveform caused by reactor stray capacitance

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。 The mode for carrying out the present invention will become clear from the following description of the preferred embodiment when read in conjunction with the accompanying drawings. However, the drawings are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.

(実施例1の構成)
図1(a),(b)は、本発明の実施例1におけるスイッチング電源装置(例えば、三相インバータ)の構成例を示す回路図であり、同図(a)は三相インバータの全体図、及び同図(b)はその(a)中のリアクトル損失測定装置の図である。
図1(a)において、DC電源1には、三相のDC/AC変換を行う三相インバータ2が接続され、その三相インバータ2から出力される三相AC電力が、負荷3に供給されるようになっている。なお、三相インバータ2の出力側には、負荷3に代えて、系統電源を接続しても良い。
(Configuration of the First Embodiment)
1(a) and (b) are circuit diagrams showing an example of the configuration of a switching power supply device (e.g., a three-phase inverter) in a first embodiment of the present invention, where (a) is an overall diagram of the three-phase inverter, and (b) is a diagram of a reactor loss measuring device in (a).
1(a), a three-phase inverter 2 that performs three-phase DC/AC conversion is connected to a DC power source 1, and three-phase AC power output from the three-phase inverter 2 is supplied to a load 3. Note that a system power supply may be connected to the output side of the three-phase inverter 2 instead of the load 3.

三相インバータ2は、DC電源1から供給されるDC電力を三相AC電力に変換するスイッチング回路10を有し、そのスイッチング回路10の出力側に、出力フィルタ20を介して、負荷3が接続されている。スイッチング回路10は、図示しない制御部から供給される高周波の駆動信号(例えば、複数の駆動パルス)S1~S6によりオン/オフ動作する複数のスイッチ11~16を有し、それらがブリッジ接続されている。各スイッチ11~16は、SiCデバイス、GaNデバイス等の次世代デバイス(例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)等の半導体素子)により構成されている。各スイッチ11~16には、帰還用のダイオード11a~16aがそれぞれ逆並列に接続されている。出力フィルタ20は、三相のリアクトル21~23と、それに分岐接続された三相のコンデンサ24~26と、からなるLCフィルタにより構成されている。リアクトル21には、測定用の2次巻線27が追加され、その2次巻線27にリアクトル損失測定装置30が接続されている。リアクトル21と2次巻線27とは、所定の電圧変換比(例えば、1:1)を有している。 The three-phase inverter 2 has a switching circuit 10 that converts DC power supplied from a DC power source 1 into three-phase AC power, and a load 3 is connected to the output side of the switching circuit 10 via an output filter 20. The switching circuit 10 has a plurality of switches 11 to 16 that are turned on/off by high-frequency drive signals (e.g., a plurality of drive pulses) S1 to S6 supplied from a control unit (not shown), and these switches are bridge-connected. Each switch 11 to 16 is composed of a next-generation device such as a SiC device or a GaN device (e.g., a semiconductor element such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT)). Feedback diodes 11a to 16a are connected in inverse parallel to each switch 11 to 16. The output filter 20 is composed of an LC filter consisting of three-phase reactors 21 to 23 and three-phase capacitors 24 to 26 branched and connected to the reactor 21. A secondary winding 27 for measurement is added to the reactor 21, and a reactor loss measurement device 30 is connected to the secondary winding 27. The reactor 21 and the secondary winding 27 have a predetermined voltage conversion ratio (for example, 1:1).

リアクトル損失測定装置30は、2次巻線27を介して、リアクトル21のリアクトル鉄損を測定する装置であり、演算機能を有するオシロスコープ等の波形測定装置により構成されている。このリアクトル損失測定装置30は、リアクトル21の両端に印加されるリアクトル電圧vlを、2次巻線27を介して測定する電圧測定器31と、リアクトル21に流れるリアクトル電流ilを測定する電流測定器32と、を有している。電圧測定器31は、例えば、オシロスコープ用の電圧プローブ等により構成されている。電流測定器32は、例えば、オシロスコープ用の電流プローブや、シャント抵抗測定回路等により構成されている。電圧測定器31で測定されたリアクトル電圧vlの測定信号(例えば、電圧測定信号)S31と、電流測定器32で測定されたリアクトル電流ilの測定信号(例えば、電流測定信号)S32と、は測定記録装置33へ与えられる。測定記録装置33は、入力された電圧測定信号S31及び電流測定信号S32を記録する装置であり、オシロスコープ等で構成され、その出力側に、演算装置34が接続されている。演算装置34は、演算によりリアクトル鉄損を求める装置であり、例えば、オシロスコープ内の演算機能や、パーソナルコンピュータ等により、構成されている。 The reactor loss measuring device 30 is a device that measures the reactor iron loss of the reactor 21 through the secondary winding 27, and is composed of a waveform measuring device such as an oscilloscope having a calculation function. This reactor loss measuring device 30 has a voltage measuring device 31 that measures the reactor voltage vl applied to both ends of the reactor 21 through the secondary winding 27, and a current measuring device 32 that measures the reactor current il flowing through the reactor 21. The voltage measuring device 31 is composed of, for example, a voltage probe for an oscilloscope. The current measuring device 32 is composed of, for example, a current probe for an oscilloscope, a shunt resistance measuring circuit, etc. A measurement signal (e.g., a voltage measurement signal) S31 of the reactor voltage vl measured by the voltage measuring device 31 and a measurement signal (e.g., a current measurement signal) S32 of the reactor current il measured by the current measuring device 32 are provided to the measurement recording device 33. The measurement and recording device 33 is a device that records the input voltage measurement signal S31 and current measurement signal S32, and is composed of an oscilloscope or the like, and the output side is connected to the calculation device 34. The calculation device 34 is a device that calculates the reactor iron loss by calculation, and is composed of, for example, the calculation function in the oscilloscope, a personal computer, etc.

図1(b)には、図1(a)の測定記録装置33及び演算装置34により構成される測定装置本体40の機能ブロック図が示されている。
測定装置本体40は、電圧測定信号S31及び電流測定信号S32により、電圧測定器31及び電流測定器32で構成される測定回路の位相誤差を算出して位相調整(キャリブレーション)を行い、リアクトル電圧信号S41及びリアクトル電流信号S42の電力演算(=S41×S42)にてリアクトル鉄損S45,S46を測定等するものである。この測定装置本体40は、電圧測定器31で測定された電圧測定信号S31を入力する信号移相処理部41と、電流測定器32で測定された電流測定信号S32を入力する信号移相処理部42及びスイッチング周波数算出部43と、を有している。
FIG. 1B shows a functional block diagram of a measurement device main body 40 that is composed of the measurement and recording device 33 and the calculation device 34 of FIG.
The measurement device main body 40 calculates the phase error of the measurement circuit composed of the voltage meter 31 and the current meter 32 using the voltage measurement signal S31 and the current measurement signal S32, performs phase adjustment (calibration), and measures the reactor iron losses S45, S46 by power calculation (=S41×S42) of the reactor voltage signal S41 and the reactor current signal S42. This measurement device main body 40 has a signal phase shift processing unit 41 that inputs the voltage measurement signal S31 measured by the voltage meter 31, a signal phase shift processing unit 42 that inputs the current measurement signal S32 measured by the current meter 32, and a switching frequency calculation unit 43.

信号移相処理部41は、移相パラメータps1に基づき、入力された電圧測定信号S31の位相を変化(シフト)させ、電流測定信号S32の位相に一致させるような処理を行ってリアクトル電圧信号S41を出力するものである。信号移相処理部42は、移相パラメータps2に基づき、入力された電流測定信号S32の位相を変化(シフト)させ、電圧測定信号S31の位相に一致させるような処理を行ってリアクトル電流信号S42を出力するものである。スイッチング周波数算出部43は、入力された電流測定信号S32を、高速フーリエ変換(以下「FFT」という。)解析して、スイッチング周波数fswを算出するものであり、この出力側に、スイッチング周期算出部44が接続されている。スイッチング周期算出部44は、1/fswから、スイッチング周期Tswを算出するものである。 The signal phase-shift processing unit 41 changes (shifts) the phase of the input voltage measurement signal S31 based on the phase-shift parameter ps1, performs processing to make it coincide with the phase of the current measurement signal S32, and outputs the reactor voltage signal S41. The signal phase-shift processing unit 42 changes (shifts) the phase of the input current measurement signal S32 based on the phase-shift parameter ps2, performs processing to make it coincide with the phase of the voltage measurement signal S31, and outputs the reactor current signal S42. The switching frequency calculation unit 43 performs fast Fourier transform (hereinafter referred to as "FFT") analysis of the input current measurement signal S32 to calculate the switching frequency fsw, and the switching period calculation unit 44 is connected to the output side. The switching period calculation unit 44 calculates the switching period Tsw from 1/fsw.

各信号移相処理部41,42には、2つの鉄損電力演算部45,46が接続されている。一方の鉄損電力演算部45は、交流周期Tacに基づき、リアクトル電圧信号S41とリアクトル電流信号S42との電力演算(=S41×S42)にてリアクトル鉄損S45を算出するものであり、この出力側に、演算結果記録部47が接続されている。他方の鉄損電力演算部46は、スイッチング周期Tswに基づき、リアクトル電圧信号S41とリアクトル電流信号S42との電力演算(=S41×S42)にてリアクトル高周波鉄損S46を算出するものであり、この出力側に、演算結果記録部47が接続されている。演算結果記録部47は、算出されたリアクトル鉄損S45,S46を記録するメモリやレジスタ等で構成されている。 Two iron loss power calculation units 45, 46 are connected to each signal phase shift processing unit 41, 42. One iron loss power calculation unit 45 calculates the reactor iron loss S45 by power calculation (= S41 x S42) of the reactor voltage signal S41 and the reactor current signal S42 based on the AC period Tac, and the calculation result recording unit 47 is connected to the output side. The other iron loss power calculation unit 46 calculates the reactor high-frequency iron loss S46 by power calculation (= S41 x S42) of the reactor voltage signal S41 and the reactor current signal S42 based on the switching period Tsw, and the calculation result recording unit 47 is connected to the output side. The calculation result recording unit 47 is composed of a memory, a register, etc. that records the calculated reactor iron losses S45, S46.

図2は、図1中の鉄損電力演算部45の構成例を示す回路図である。
鉄損電力演算部45は、リアクトル電圧信号S41である電圧信号V(t)とリアクトル電流信号S42である電流信号i(t)とを乗算する乗算器45aと、この出力側に接続された平均演算部45bと、により構成されている。平均演算部45bは、乗算器45aの乗算結果を入力し、次式(1)に従い、指定周期Tの平均演算を行い、リアクトル鉄損S45である電力値Pを求める回路である。

Figure 0007572204000001
但し、T;計算期間であって、交流周期Tac又はその倍数。 FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the iron loss power calculation unit 45 in FIG.
The iron loss power calculation unit 45 is composed of a multiplier 45a that multiplies the voltage signal V(t) which is the reactor voltage signal S41 by the current signal i(t) which is the reactor current signal S42, and an average calculation unit 45b connected to the output side of the multiplier 45a. The average calculation unit 45b is a circuit that receives the multiplication result of the multiplier 45a, calculates the average of a specified period T according to the following equation (1), and obtains a power value P which is the reactor iron loss S45.
Figure 0007572204000001
where T is a calculation period, which is an AC period Tac or a multiple thereof.

図3は、図1中の鉄損電力演算部46の構成例を示す回路図である。
鉄損電力演算部46は、リアクトル電圧信号S41である電圧信号V(t)とリアクトル電流信号S42である電流信号i(t)とを乗算する乗算器46aと、この出力側に接続された平均演算部46bと、により構成されている。平均演算部46bは、乗算器46aの乗算結果を入力し、次式(2)に従い、指定周期Tの平均演算を行い、リアクトル鉄損S46である電力値Pを求める回路である。

Figure 0007572204000002
但し、T;計算期間であって、スイッチング周期Tsw又はその倍数。 FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the iron loss power calculation unit 46 in FIG.
The iron loss power calculation unit 46 is composed of a multiplier 46a that multiplies the voltage signal V(t) which is the reactor voltage signal S41 by the current signal i(t) which is the reactor current signal S42, and an average calculation unit 46b connected to the output side of the multiplier 46a. The average calculation unit 46b is a circuit that receives the multiplication result of the multiplier 46a, calculates the average of a specified period T according to the following equation (2), and finds a power value P which is the reactor iron loss S46.
Figure 0007572204000002
where T is a calculation period, which is a switching period Tsw or a multiple thereof.

(実施例1の三相インバータの動作)
図1(a)において、図示しない制御部により、例えば、パルス幅変調(以下「PWM」という。)によって定電圧制御用の三相の駆動パルスS1~S6が生成され、スイッチング回路10内の複数のスイッチ11~16が交互にオン/オフ動作する。すると、DC電源1から供給されたDC電圧が、スイッチングされて三相AC電圧に変換される。変換された三相AC電圧は、出力フィルタ20内のリアクトル21~23及びコンデンサ24~26により、高調波成分が除去され、負荷3へ供給される。負荷3へ供給される三相出力電圧が変動すると、制御部により、その変動が抑制されるように、駆動パルスS1~S6のパルス幅が変化し、三相出力電圧が目標電圧に維持される。
実回路環境において、リアクトル損失測定装置30を用いた位相誤差キャリブレーション方法及びリアクトル損失測定方法が、以下のようにして実行される。
(Operation of the Three-Phase Inverter of the First Embodiment)
In Fig. 1(a), a control unit (not shown) generates three-phase driving pulses S1 to S6 for constant voltage control, for example, by pulse width modulation (hereinafter referred to as "PWM"), and a plurality of switches 11 to 16 in a switching circuit 10 are alternately turned on and off. Then, a DC voltage supplied from a DC power source 1 is switched and converted into a three-phase AC voltage. The converted three-phase AC voltage has its harmonic components removed by reactors 21 to 23 and capacitors 24 to 26 in an output filter 20, and is supplied to a load 3. When the three-phase output voltage supplied to the load 3 fluctuates, the control unit changes the pulse width of the driving pulses S1 to S6 so as to suppress the fluctuation, and the three-phase output voltage is maintained at a target voltage.
In an actual circuit environment, a phase error calibration method and a reactor loss measurement method using the reactor loss measurement device 30 are performed as follows.

(実施例1の位相誤差キャリブレーション方法)
図4は、図1(b)の測定装置本体40を用いた位相誤差キャリブレーション方法を実行するための位相誤差キャリブレーション電力演算装置の機能ブロック図である。
この位相誤差キャリブレーション電力演算装置40Aは、電圧測定信号S31を入力する信号移相処理部41と、電流測定信号S32を入力する信号移相処理部42と、を有している。一方の信号移相処理部41は、鉄損位相特性演算部48から供給される移相パラメータps1に基づき、電圧測定信号S31をシフトして電流測定信号S32へ同期(即ち、電圧測定信号S31の位相をシフトして電流測定信号S32の位相に一致)させる処理を行い、リアクトル電圧信号S41を求めるものであり、この出力側に、鉄損電力演算部45が接続されている。他方の信号移相処理部42は、鉄損位相特性演算部48から供給される移相パラメータps2に基づき、電流測定信号S32をシフトして電圧測定信号S31へ同期させる処理を行い、リアクトル電流信号S42を求めるものであり、この出力側に、鉄損電力演算部45が接続されている。鉄損位相特性演算部48は、位相を変化させて鉄損を繰り返し演算し、2つの移相パラメータps1,ps2を求めて2つの信号移相処理部41,42へそれぞれ与えるものである。
(Phase Error Calibration Method of the First Embodiment)
FIG. 4 is a functional block diagram of a phase error calibration power calculation device for performing a phase error calibration method using the measurement device main body 40 of FIG. 1(b).
The phase error calibration power calculation device 40A has a signal phase shift processing unit 41 that inputs a voltage measurement signal S31, and a signal phase shift processing unit 42 that inputs a current measurement signal S32. The signal phase shift processing unit 41 shifts the voltage measurement signal S31 based on a phase shift parameter ps1 supplied from the iron loss phase characteristic calculation unit 48 to synchronize the voltage measurement signal S31 with the current measurement signal S32 (i.e., shifts the phase of the voltage measurement signal S31 to match the phase of the current measurement signal S32) to obtain a reactor voltage signal S41, and the iron loss power calculation unit 45 is connected to the output side of the signal phase shift processing unit 41. The signal phase shift processing unit 42 shifts the current measurement signal S32 based on a phase shift parameter ps2 supplied from the iron loss phase characteristic calculation unit 48 to synchronize the current measurement signal S32 with the voltage measurement signal S31 to obtain a reactor current signal S42, and the iron loss power calculation unit 45 is connected to the output side of the signal phase shift processing unit 41. The iron loss phase characteristic calculation section 48 repeatedly calculates the iron loss by changing the phase, obtains two phase shift parameters ps1 and ps2, and provides them to the two signal phase shift processing sections 41 and 42, respectively.

ここで、2つの信号移相処理部41,42は、パワーアナライザ等で利用されているデスキュー機能と同等な処理であって、電圧測定信号S31と電流測定信号S32との位相を同期させるために、その電圧測定信号S31又は電流測定信号S32のいずれか一方の位相を進み又は遅れ方向にシフトさせている。又、周波数が一定で、角度パラメータが時間に換算することができるし、変調方式の影響で、2つのスイッチング周波数成分が存在する場合があるため、角度で表すことができない場合がある。そこで、本実施例1の移相処理では、位相誤差を時間単位に換算したものとする。 The two signal phase shift processing units 41, 42 are equivalent to the deskew function used in power analyzers and the like, and shift the phase of either the voltage measurement signal S31 or the current measurement signal S32 in the lead or lag direction in order to synchronize the phases of the voltage measurement signal S31 and the current measurement signal S32. Also, the frequency is constant and the angle parameter can be converted to time, and there are cases where two switching frequency components exist due to the influence of the modulation method, so it may not be possible to express it as an angle. Therefore, in the phase shift processing of this embodiment 1, the phase error is converted into time units.

鉄損電力演算部45は、交流周期Tacに基づき、入力されたリアクトル電圧信号S41とリアクトル電流信号S42とを乗算してリアクトル鉄損S45を算出するものであり、この出力側に、演算結果記録部47及び位相誤差キャリブレーション演算部49が接続されている。演算結果記録部47は、後段の位相誤差キャリブレーション演算に必要なデータを記録するために、算出されたリアクトル鉄損S45等を記録するものである。位相誤差キャリブレーション演算部49は、記録されたリアクトル鉄損S45等により、位相誤差のキャリブレーション演算を行い、位相誤差キャリブレーション結果S49を出力するものである。 The iron loss power calculation unit 45 calculates the reactor iron loss S45 by multiplying the input reactor voltage signal S41 and reactor current signal S42 based on the AC period Tac, and the calculation result recording unit 47 and phase error calibration calculation unit 49 are connected to the output side. The calculation result recording unit 47 records the calculated reactor iron loss S45, etc., in order to record data necessary for the phase error calibration calculation in the subsequent stage. The phase error calibration calculation unit 49 performs a phase error calibration calculation using the recorded reactor iron loss S45, etc., and outputs the phase error calibration result S49.

図5は、図4中の鉄損位相特性演算部48における鉄損位相特性演算処理を示すフローチャートである。
鉄損位相特性演算部48における鉄損位相特性演算処理では、位相を変化(シフト)させて鉄損を繰り返し演算し、最終の鉄損演算を行うための移相パラメータps1,ps2を求める。この鉄損位相特性演算処理では、一定(変化ステップΔT)の刻みで、電圧測定信号S31及び電流測定信号S32を所定位相範囲で変化させて(つまり、位相(時間換算値)をt1~t2の範囲で変化させて)、各位相値に対応した鉄損の演算を行う。
FIG. 5 is a flowchart showing the iron loss phase characteristic calculation process in the iron loss phase characteristic calculation unit 48 in FIG.
In the iron loss phase characteristic calculation process in the iron loss phase characteristic calculation unit 48, the phase is changed (shifted) to repeatedly calculate the iron loss, and the phase shift parameters ps1, ps2 for performing the final iron loss calculation are obtained. In this iron loss phase characteristic calculation process, the voltage measurement signal S31 and the current measurement signal S32 are changed in a predetermined phase range (i.e., the phase (time converted value) is changed in the range of t1 to t2) at constant (change step ΔT) intervals, and the iron loss corresponding to each phase value is calculated.

例えば、鉄損位相特性演算処理が開始されると、ステップST1において、位相シフト量(Tshift)を初期値(t1)に設定する(Tshift=t1)。ここで、初期値(t1)は、負の値であって、電圧測定信号S31に対して電流測定信号S32を進ませる方向である。初期値設定後、ステップST2において、高周波鉄損演算を行い、次のステップST3において、演算結果(即ち、位相シフト量に対する高周波鉄損演算結果)を記録する。 For example, when the iron loss phase characteristic calculation process is started, in step ST1, the phase shift amount (Tshift) is set to an initial value (t1) (Tshift = t1). Here, the initial value (t1) is a negative value, and is the direction in which the current measurement signal S32 advances relative to the voltage measurement signal S31. After the initial value is set, in step ST2, a high-frequency iron loss calculation is performed, and in the next step ST3, the calculation result (i.e., the high-frequency iron loss calculation result for the phase shift amount) is recorded.

記録後、ステップST4において、位相シフト量(Tshift)を変化させ(Tshift=Tshift前回値+ΔT、但し、ΔTは変化ステップ)、ステップST5へ進む。ステップST5において、位相シフト量(Tshift)の変化範囲の計算が完了したか否かの判定を行い(Tshif>t2?)、その計算が未完了の場合(No)、ステップST2へ戻り、その計算が完了している場合(Yes)、鉄損位相特性演算処理を終了する。 After recording, in step ST4, the phase shift amount (Tshift) is changed (Tshift = previous value of Tshift + ΔT, where ΔT is the change step), and the process proceeds to step ST5. In step ST5, it is determined whether the calculation of the change range of the phase shift amount (Tshift) is complete (Tshift > t2?), and if the calculation is incomplete (No), the process returns to step ST2, and if the calculation is complete (Yes), the iron loss phase characteristic calculation process ends.

図6は、図4中の位相誤差キャリブレーション演算部49における位相誤差キャリブレーション演算処理を示すフローチャートである。
図7(a),(b)は、浮遊容量による高周波リンギングが発生しない場合の鉄損位相特性演算結果例を示す波形図であり、同図(a)は、図5のフローチャートの処理結果の鉄損演算値をグラフ化した例を示す波形図、及び、同図(b)は、図6のフローチャートの処理結果の変化率演算値をグラフ化した例を示す波形図である。図7(a),(b)の横軸は、位相シフトの時間換算値t(ns)(但し、正;電流信号を遅延させる。負;電圧信号を遅延させる。)である。図7(a)の縦軸は鉄損演算結果(電力Pの損失Ploss)、更に、図7(b)の縦軸は演算結果変化率(単位時間(1ns、5ns等)に対応した電力変化ΔPの損失ΔPloss)である。
FIG. 6 is a flowchart showing the phase error calibration calculation process in the phase error calibration calculation unit 49 in FIG.
7(a) and (b) are waveform diagrams showing an example of the iron loss phase characteristic calculation result when high frequency ringing due to stray capacitance does not occur, where (a) is a waveform diagram showing an example of the iron loss calculation value graphed as the processing result of the flowchart of FIG. 5, and (b) is a waveform diagram showing an example of the change rate calculation value graphed as the processing result of the flowchart of FIG. 6. The horizontal axis of FIG. 7(a) and (b) is the time equivalent value t (ns) of the phase shift (where positive: delays the current signal; negative: delays the voltage signal). The vertical axis of FIG. 7(a) is the iron loss calculation result (loss Ploss of power P), and the vertical axis of FIG. 7(b) is the calculation result change rate (loss ΔPloss of power change ΔP corresponding to unit time (1 ns, 5 ns, etc.)).

図8(a),(b)は、図17に示す高周波リンギングが発生する場合の鉄損位相特性演算結果例を示す波形図であり、同図(a)は、図5のフローチャートの演算結果をグラフ化した例を示す波形図、及び、同図(b)は、図6のフローチャートの演算結果をグラフ化した例を示す波形図である。図8(a),(b)の横軸は、位相シフトの時間換算値t(ns)である。図8(a)の縦軸は鉄損演算結果(電力Pの損失Ploss)、更に、図8(b)の縦軸は演算結果変化率(単位時間(1ns、5ns等)に対応した電力変化ΔPの損失ΔPloss)である。 Figures 8(a) and (b) are waveform diagrams showing an example of the iron loss phase characteristic calculation result when the high frequency ringing shown in Figure 17 occurs, where (a) is a waveform diagram showing an example of the calculation result of the flowchart in Figure 5, and (b) is a waveform diagram showing an example of the calculation result of the flowchart in Figure 6. The horizontal axis of Figures 8(a) and (b) is the time equivalent value t (ns) of the phase shift. The vertical axis of Figure 8(a) is the iron loss calculation result (loss Ploss of power P), and the vertical axis of Figure 8(b) is the calculation result change rate (loss ΔPloss of power change ΔP corresponding to unit time (1 ns, 5 ns, etc.)).

図6に示すように、位相誤差キャリブレーション演算部49における位相誤差キャリブレーション演算処理では、図5の鉄損位相特性演算処理結果より、各位相値の変化率を算出し、変化率の最小値に対応した位相値を測定回路の位相誤差とする。更に、高精度且つ安定なキャリブレーション結果を算出するために、図7及び図8の最小値近接部分のデータ(太い線に示す部分)の2次多項式近似関数を求め、その近似関数の係数により位相誤差の算出を行う。 As shown in Figure 6, in the phase error calibration calculation process in the phase error calibration calculation unit 49, the rate of change of each phase value is calculated from the results of the iron loss phase characteristic calculation process in Figure 5, and the phase value corresponding to the minimum value of the rate of change is set as the phase error of the measurement circuit. Furthermore, in order to calculate highly accurate and stable calibration results, a second-order polynomial approximation function of the data in the vicinity of the minimum value in Figures 7 and 8 (parts shown by thick lines) is found, and the phase error is calculated using the coefficients of the approximation function.

図8(a),(b)に、リンギング動作が発生する条件における鉄損位相特性演算結果例が示されている。この図8(a),(b)は、リアクトル電圧及びリアクトル電流の位相差を疑似的に変化させた時のリアクトル損失演算結果及びその変化率を示す波形図である。理想的であるならば、リアクトル損失が位相差に比例して変化するが、磁性部品のヒステリシス特性、及び浮遊容量によるリンギング動作は、演算結果の変化特性に影響する。本実施例1では、このような物理現象を利用し、図の太い線の低い値に対応した時間(位相)を求めることにより、測定回路の位相誤差を求めている。 Figures 8(a) and (b) show examples of iron loss phase characteristic calculation results under conditions where ringing occurs. These figures (a) and (b) are waveform diagrams showing the reactor loss calculation results and their rate of change when the phase difference between the reactor voltage and reactor current is changed artificially. Ideally, the reactor loss changes in proportion to the phase difference, but the hysteresis characteristics of the magnetic components and the ringing operation due to stray capacitance affect the change characteristics of the calculation results. In this embodiment 1, this physical phenomenon is utilized to find the time (phase) corresponding to the low value of the thick line in the figure, thereby finding the phase error of the measurement circuit.

例えば、図6の位相誤差キャリブレーション演算処理が開始されると、ステップST11において、次式の単位時間演算結果変化率を求める。
変化率(n)=(鉄損(n-1)-鉄損(n+1))/2
但し、n:データのインデックス番号
そして、ステップST12において、変化率最小値に対応する位相シフト量を位相誤差の初期値とする。
このステップST11,ST12の処理(A)では、複数の位相シフト量と電力値演算結果を用いて、各位相シフト量に対応した電力量変化率を算出し、その電力量変化率の最小値に対応した位相シフト量を位相誤差としている。
For example, when the phase error calibration calculation process in FIG. 6 is started, in step ST11, the rate of change of the calculation result per unit time is calculated using the following formula.
Rate of change (n) = (iron loss (n-1) - iron loss (n+1))/2
Here, n is the index number of the data. Then, in step ST12, the phase shift amount corresponding to the minimum value of the rate of change is set as the initial value of the phase error.
In the process (A) of steps ST11 and ST12, a power amount change rate corresponding to each phase shift amount is calculated using a plurality of phase shift amounts and the power value calculation results, and the phase shift amount corresponding to the minimum of the power amount change rates is set as the phase error.

次に、ステップST13において、xは位相シフト量、yは単位時間変化率とし、位相シフト量範囲tmin-T~tmin+T範囲のデータを利用し、位相シフト量に対して、次式のような、変化率の2次多項式近似関数を求める。
P(t)=p1*t^2+p2*t+p3
そして、ステップST14において、位相誤差を更新する(tmin=-p2/p1/2)。
このステップST13及びST14の処理(B)では、算出された位相誤差の値を中心に、複数の位相シフト量と電力量変化率の値を用いて、電力量変化率の2次多項式近似関数を求めることにより、位相誤差を算出している。
Next, in step ST13, x is the phase shift amount, y is the rate of change per unit time, and using data within the phase shift amount range tmin-T to tmin+T, a quadratic polynomial approximation function of the rate of change for the phase shift amount is calculated as follows:
P(t)=p1*t^2+p2*t+p3
Then, in step ST14, the phase error is updated (tmin=-p2/p1/2).
In the process (B) of steps ST13 and ST14, the phase error is calculated by finding a second-order polynomial approximation function of the rate of change in power using a plurality of phase shift amounts and values of the rate of change in power, centered on the calculated phase error value.

ステップST14後のステップST15において、繰り返し演算は、所定回数以上行われたか否かを判定し、所定回数行われていなければ(No)、ステップST13へ戻り、所定回数以上行われている場合には(Yes)、ステップST16へ進む。ステップST15における繰り返し演算にて、計算精度を高めることができる。
このステップST15の処理(C)では、2次多項式近似関数を求める演算を所定回数まで繰り返し実行している。
その後、ステップST16において、位相誤差キャリブレーション結果を確定した後(tmin)、位相誤差キャリブレーション演算処理を終了する。
In step ST15 after step ST14, it is determined whether the repeated calculation has been performed a predetermined number of times or more, and if it has not been performed the predetermined number of times (No), the process returns to step ST13, and if it has been performed the predetermined number of times or more (Yes), the process proceeds to step ST16. The repeated calculation in step ST15 can improve the calculation accuracy.
In the process (C) of step ST15, the calculation for obtaining the quadratic polynomial approximation function is repeated a predetermined number of times.
Thereafter, in step ST16, the phase error calibration result is determined (tmin), and then the phase error calibration calculation process is terminated.

図8(a),(b)に、リンギング動作が発生する条件における鉄損位相特性演算結果例が示されている。演算結果の高周波電力変動は配線インダクタンスとリアクトル浮遊容量との共振動作によるものであり、電力変動のゼロクロスを求めることにより測定回路の位相誤差を算出することができる。前記ゼロクロスに対応する変化率も最小値になるため、図6のフローチャートはどちらのケースも対応できる。 Figures 8(a) and (b) show examples of iron loss phase characteristic calculation results under conditions where ringing occurs. The high-frequency power fluctuations in the calculation results are due to the resonance between the wiring inductance and the reactor stray capacitance, and the phase error of the measurement circuit can be calculated by determining the zero crossing of the power fluctuations. The rate of change corresponding to the zero crossing also becomes a minimum value, so the flowchart in Figure 6 can handle both cases.

図9は、図4の位相誤差キャリブレーション電力演算装置40Aにおける位相誤差キャリブレーション処理の全体を示すフローチャートである。
この図9の位相誤差キャリブレーション処理では、ステップST21において、電圧測定器31及び電流測定器32により、リアクトル電圧vl及びリアクトル電流ilを測定し、電圧測定信号S31及び電流測定信号S32を取得する。なお、他の波形測定装置で測定し、通信又はデータコピーで電圧測定信号及び電流測定信号を取得しても良い。
FIG. 9 is a flowchart showing the entire phase error calibration process in the phase error calibration power calculation device 40A of FIG.
9, in step ST21, the reactor voltage vl and the reactor current il are measured by the voltage measuring device 31 and the current measuring device 32, and a voltage measurement signal S31 and a current measurement signal S32 are obtained. Note that measurements may be performed by another waveform measuring device, and the voltage measurement signal and the current measurement signal may be obtained by communication or data copy.

次に、ステップST22において、図5の鉄損位相特性演算処理を行い、次のステップST23において、図6の位相誤差キャリブレーション演算処理を行う。その後、ステップST24において、位相誤差キャリブレーション結果S49を出力し、記録及び表示を行って、位相誤差キャリブレーション処理を終了する。 Next, in step ST22, the iron loss phase characteristic calculation process of FIG. 5 is performed, and in the next step ST23, the phase error calibration calculation process of FIG. 6 is performed. After that, in step ST24, the phase error calibration result S49 is output, recorded, and displayed, and the phase error calibration process is terminated.

(実施例1のリアクトル損失測定方法)
図10は、図9の位相誤差キャリブレーション処理を含めたリアクトル損失演算処理を示すフローチャートである。
このリアクトル損失演算処理では、ステップST21において、電圧測定器31及び電流測定器32により、リアクトル電圧vl及びリアクトル電流ilを測定し、電圧測定信号S31及び電流測定信号S32を取得する。なお、他の波形測定装置で測定し、通信又はデータコピーで電圧測定信号及び電流測定信号を取得しても良い。
(Method of Measuring Reactor Loss in Example 1)
FIG. 10 is a flowchart showing the reactor loss calculation process including the phase error calibration process of FIG.
In this reactor loss calculation process, in step ST21, the reactor voltage vl and the reactor current il are measured by the voltage measuring device 31 and the current measuring device 32, and a voltage measurement signal S31 and a current measurement signal S32 are obtained. Note that measurements may be performed by another waveform measuring device, and the voltage measurement signal and the current measurement signal may be obtained by communication or data copy.

次に、ステップST22において、図5の鉄損位相特性演算処理を行い、次のステップST23において、図6の位相誤差キャリブレーション演算処理を行う。更に、ステップST25において、位相誤差キャリブレーション演算結果を、図1(b)の移相パラメータps1,ps2とし、リアクトル損失演算処理を行う。その後、ステップST26において、リアクトル損失演算結果を出力し、記録及び表示を行って、リアクトル損失演算処理を終了する。 Next, in step ST22, the iron loss phase characteristic calculation process of FIG. 5 is performed, and in the next step ST23, the phase error calibration calculation process of FIG. 6 is performed. Furthermore, in step ST25, the phase error calibration calculation result is set as the phase shift parameters ps1 and ps2 of FIG. 1(b), and the reactor loss calculation process is performed. After that, in step ST26, the reactor loss calculation result is output, recorded, and displayed, and the reactor loss calculation process is terminated.

(実施例1の効果)
本実施例1のリアクトル損失測定は、低力率条件(例えば、0.05以下)の電力測定であり、僅かの測定回路位相誤差が測定結果に大きな影響を与える。理想的なリアクトル動作として、位相誤差(Δφ)に比例した電力演算誤差が発生するが、ACリアクトル磁気ヒステリシス特性と高周波リンギング波形の影響により、図7(a),(b)と図8(a),(b)に示す演算誤差特性が確認されている。図7(a),(b)と図8(a),(b)の横軸は位相誤差に相当の時間換算値であり、正の場合は信号の移相処理にてリアクトル電流を遅らせて、負の場合は移相処理にてリアクトル電流を進ませている(リアクトル電圧を遅らせても良い)。図7(a),(b)と図8(a),(b)は、それぞれ信号位相を変化させた時のリアクトル損失演算結果とその変化率を示す。図7(a),(b)はリンギング波形がない場合の演算結果例、図8(a),(b)はリンギング波形が発生している状態の演算結果例を示す。測定回路の位相誤差がない場合は、移相処理のシフト量が零でその変化率が最小になる。逆に、その変化率が最小になる位相シフト量が測定回路の位相誤差と見なすことができる。
(Effects of Example 1)
The reactor loss measurement in this embodiment 1 is a power measurement under low power factor conditions (for example, 0.05 or less), and a slight measurement circuit phase error has a large effect on the measurement result. In an ideal reactor operation, a power calculation error proportional to the phase error (Δφ) occurs, but due to the influence of the AC reactor magnetic hysteresis characteristics and the high-frequency ringing waveform, the calculation error characteristics shown in Figures 7(a), (b) and 8(a), (b) have been confirmed. The horizontal axis of Figures 7(a), (b) and 8(a), (b) is a time conversion value equivalent to the phase error, and when it is positive, the reactor current is delayed by the phase shift processing of the signal, and when it is negative, the reactor current is advanced by the phase shift processing (the reactor voltage may be delayed). Figures 7(a), (b) and 8(a), (b) respectively show the reactor loss calculation results and their change rates when the signal phase is changed. 7(a) and (b) show an example of the calculation result when there is no ringing waveform, and Fig. 8(a) and (b) show an example of the calculation result when there is a ringing waveform. When there is no phase error in the measurement circuit, the shift amount of the phase shift processing is zero and the rate of change is minimum. Conversely, the phase shift amount at which the rate of change is minimum can be regarded as the phase error of the measurement circuit.

つまり、図7(a),(b)と図8(a),(b)は、リアクトル電圧vl及びリアクトル電流ilの位相差を疑似的に変化させた時のリアクトル損失演算結果及びその変化率を示す波形図である。理想的であるならば、リアクトル損失が位相差に比例して変化するが、磁性部品のヒステリシス特性、浮遊容量によるリンギング動作は、演算結果の変化特性に影響する。本実施例1は、このような物理現象を利用し、図の太い線の低い値に対応した時間(位相)を求めることにより、測定回路の位相誤差を求めている。 In other words, Figures 7(a) and (b) and Figures 8(a) and (b) are waveform diagrams showing the reactor loss calculation results and their rate of change when the phase difference between the reactor voltage vl and reactor current il is changed artificially. Ideally, the reactor loss changes in proportion to the phase difference, but the hysteresis characteristics of the magnetic parts and the ringing action due to stray capacitance affect the change characteristics of the calculation results. This embodiment 1 utilizes such a physical phenomenon to find the time (phase) corresponding to the low value of the thick line in the figure, thereby finding the phase error of the measurement circuit.

このように、本実施例1によれば、リアクトル電圧vl及びリアクトル電流ilの測定信号により、測定回路の位相誤差キャリブレーションと、リアクトル損失演算を行っているので、リアクトル鉄損を高精度に測定可能なリアクトル損失測定装置を提供でき、専用励磁電源回路や位相誤差測定装置が不要で、実機運転状態にて測定可能である。そのため、三相インバータ、単相インバータ、DC/DCコンバータやPFC回路等のリアクトル損失測定への適用が可能である。具体的には、以下のような効果がある。 As described above, according to the first embodiment, the measurement signals of the reactor voltage vl and the reactor current il are used to perform phase error calibration of the measurement circuit and reactor loss calculation, so that a reactor loss measurement device capable of measuring reactor iron loss with high accuracy can be provided, and a dedicated excitation power supply circuit or phase error measurement device is not required, and measurements can be made while the actual device is operating. Therefore, the present invention can be applied to reactor loss measurement of three-phase inverters, single-phase inverters, DC/DC converters, PFC circuits, etc. Specifically, the following effects are achieved.

(a) 磁性ヒステリシス特性及びリアクトル浮遊容量特性を利用した位相誤差キャリブレーションが行える。
(b) 測定対象のリアクトル電圧vl及びリアクトル電流ilにより自動キャリブレーションを行うため、高精度で、操作が簡単である。
(c) 実機搭載状態にて測定が可能である。
(a) Phase error calibration can be performed by utilizing magnetic hysteresis characteristics and reactor stray capacitance characteristics.
(b) Automatic calibration is performed based on the reactor voltage vl and reactor current il of the measurement object, resulting in high accuracy and simple operation.
(c) Measurements can be performed while the device is installed on the actual equipment.

(実施例2の構成)
図11(a),(b)は、本発明の実施例2におけるスイッチング電源装置(例えば、三相インバータ)の構成例を示す回路図であり、同図(a)は三相インバータの全体図、及び同図(b)はその(a)中のリアクトル損失測定装置の図である。なお、図11(a),(b)では、実施例1を示す図1(a),(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
(Configuration of Example 2)
11(a) and (b) are circuit diagrams showing a configuration example of a switching power supply device (e.g., a three-phase inverter) in Example 2 of the present invention, where (a) is an overall diagram of the three-phase inverter, and (b) is a diagram of a reactor loss measuring device in (a). In Figs. 11(a) and (b), elements common to elements in Figs. 1(a) and (b) showing Example 1 are given the same reference numerals.

図11(a)に示すように、本実施例2のリアクトル損失測定装置30Aでは、実施例1のリアクトル21に設けられた測定用の2次巻線27が省略され、電圧測定器31により、そのリアクトル21の両端から直接、リアクトル電圧vlを測定する構成になっている。
更に、図11(b)に示すように、本実施例2のリアクトル損失測定装置30Aを構成する測定装置本体40Bの構成が、実施例1の測定装置本体40の構成と少し異なっている。本実施例2の測定装置本体40Bでは、実施例1の測定装置本体40に対して、2つのスイッチング周波数高周波成分抽出部51,52、総損失電力演算部53、及び減算部54が追加されている。
As shown in FIG. 11( a ), in a reactor loss measuring device 30A of the second embodiment, the secondary winding 27 for measurement provided in the reactor 21 of the first embodiment is omitted, and a voltage measuring device 31 is used to measure a reactor voltage vl directly from both ends of the reactor 21.
11(b), the configuration of a measurement device main body 40B constituting a reactor loss measurement device 30A of the present embodiment 2 is slightly different from the configuration of the measurement device main body 40 of embodiment 1. In the measurement device main body 40B of the present embodiment 2, two switching frequency high frequency component extraction units 51 and 52, a total power loss calculation unit 53, and a subtraction unit 54 are added to the measurement device main body 40 of embodiment 1.

一方のスイッチング周波数高周波成分抽出部51は、スイッチング周期Tswに基づき、信号移相処理部41から出力されたリアクトル電圧信号S41から、スイッチング周波数高周波成分を抽出し、その高周波成分が抽出されたスイッチング成分電圧信号S51を、2つの鉄損電力演算部45,46へ与えるものである。他方のスイッチング周波数高周波成分抽出部52は、スイッチング周期Tswに基づき、信号移相処理部42から出力されたリアクトル電流信号S42から、スイッチング周波数高周波成分を抽出し、その高周波成分が抽出されたスイッチング成分電流信号S52を、2つの鉄損電力演算部45,46へ与えるものである。 One switching frequency high frequency component extraction unit 51 extracts switching frequency high frequency components from the reactor voltage signal S41 output from the signal phase shift processing unit 41 based on the switching period Tsw, and provides the switching component voltage signal S51 from which the high frequency components have been extracted to the two iron loss power calculation units 45, 46. The other switching frequency high frequency component extraction unit 52 extracts switching frequency high frequency components from the reactor current signal S42 output from the signal phase shift processing unit 42 based on the switching period Tsw, and provides the switching component current signal S52 from which the high frequency components have been extracted to the two iron loss power calculation units 45, 46.

総損失電力演算部53は、交流周期Tacに基づき、信号移相処理部41から出力されたリアクトル電圧信号S41と、信号移相処理部42から出力されたリアクトル電流信号S42と、を乗算して総損失S53を求めるものであり、その出力側に、減算器54が接続されている。減算器54は、総損失S53と、鉄損電力演算部45から出力されるリアクトル高周波鉄損S45と、を入力し、その総損失S53からリアクトル高周波鉄損S45を減算して銅損S54を求め、演算結果記録部47へ与えるものである。演算結果記録部47は、与えられたリアクトル高周波鉄損S45,S46及び銅損S54を記録するメモリやレジスタ等で構成されている。 The total power loss calculation unit 53 multiplies the reactor voltage signal S41 output from the signal phase shift processing unit 41 and the reactor current signal S42 output from the signal phase shift processing unit 42 based on the AC period Tac to obtain the total loss S53, and a subtractor 54 is connected to its output side. The subtractor 54 inputs the total loss S53 and the reactor high frequency iron loss S45 output from the iron loss power calculation unit 45, subtracts the reactor high frequency iron loss S45 from the total loss S53 to obtain the copper loss S54, and provides it to the calculation result recording unit 47. The calculation result recording unit 47 is composed of a memory, a register, etc. that records the provided reactor high frequency iron losses S45, S46 and copper loss S54.

(実施例2の三相インバータの動作)
図11(a)の三相インバータ2は、図1(a)に示される実施例1の三相インバータ2と同様の動作を行う。
実回路環境において、リアクトル損失測定装置30Aを用いた位相誤差キャリブレーション方法及びリアクトル損失測定方法が、以下のようにして実行される。
(Operation of the Three-Phase Inverter of the Second Embodiment)
The three-phase inverter 2 in FIG. 11A operates in the same manner as the three-phase inverter 2 in the first embodiment shown in FIG.
In an actual circuit environment, a phase error calibration method and a reactor loss measurement method using the reactor loss measurement device 30A are performed as follows.

(実施例2の位相誤差キャリブレーション方法)
図12は、図11(b)の測定装置本体40Bを用いた位相誤差キャリブレーション方法を実行するための位相誤差キャリブレーション電力演算装置の機能ブロック図である。
この位相誤差キャリブレーション電力演算装置40Cでは、図4に示された実施例1の位相誤差キャリブレーション電力演算装置40Aに対して、2つのスイッチング周波数高周波成分抽出部51,52が追加されている。
(Phase error calibration method according to the second embodiment)
FIG. 12 is a functional block diagram of a phase error calibration power calculation device for executing the phase error calibration method using the measurement device main body 40B of FIG. 11(b).
In this phase error calibration power calculation device 40C, two switching frequency high frequency component extraction units 51 and 52 are added to the phase error calibration power calculation device 40A of the first embodiment shown in FIG.

本実施例2の位相誤差キャリブレーション電力演算装置40Cを用いた位相誤差キャリブレーション処理では、電圧測定器31及び電流測定器32により、リアクトル電圧vl及びリアクトル電流ilを測定し、電圧測定信号S31及び電流測定信号S32を取得する。なお、他の波形測定装置で測定し、通信又はデータコピーで電圧測定信号及び電流測定信号を取得しても良い。 In the phase error calibration process using the phase error calibration power calculation device 40C of this embodiment 2, the reactor voltage vl and reactor current il are measured by the voltage meter 31 and current meter 32, and a voltage measurement signal S31 and a current measurement signal S32 are obtained. Note that measurements may be made using another waveform measurement device, and the voltage measurement signal and current measurement signal may be obtained by communication or data copy.

次に、鉄損位相特性演算部48により、実施例1と同様の鉄損位相特性演算処理を行い、位相パラメータps1,ps2を求める。信号移相処理部41,42は、位相パラメータps1,ps2に基づき、電圧測定信号S31及び電流測定信号S32に対して位相処理を行い、リアクトル電圧信号S41及びリアクトル電流信号S42を出力する。スイッチング周波数高周波成分抽出部51,52により、リアクトル電圧信号S41及びリアクトル電流信号S42から、スイッチング周波数高周波成分が抽出される。高周波成分が抽出されたスイッチング成分電圧信号S51及びスイッチング成分電流信号S52は、鉄損電力演算部45により乗算されてリアクトル高周波鉄損S45が求められ、演算結果記録部47に記録される。その後、位相誤差キャリブレーション演算部49により、位相誤差キャリブレーション演算処理が行われ、その位相誤差キャリブレーション結果S49が出力され、記録及び表示が行われて、位相誤差キャリブレーション処理が終了する。 Next, the iron loss phase characteristic calculation unit 48 performs the same iron loss phase characteristic calculation process as in Example 1 to obtain the phase parameters ps1 and ps2. The signal phase shift processing units 41 and 42 perform phase processing on the voltage measurement signal S31 and the current measurement signal S32 based on the phase parameters ps1 and ps2, and output the reactor voltage signal S41 and the reactor current signal S42. The switching frequency high frequency component extraction units 51 and 52 extract the switching frequency high frequency components from the reactor voltage signal S41 and the reactor current signal S42. The switching component voltage signal S51 and the switching component current signal S52 from which the high frequency components have been extracted are multiplied by the iron loss power calculation unit 45 to obtain the reactor high frequency iron loss S45, which is recorded in the calculation result recording unit 47. After that, the phase error calibration calculation unit 49 performs the phase error calibration calculation process, and the phase error calibration result S49 is output, recorded and displayed, and the phase error calibration process is completed.

(実施例2のリアクトル損失測定方法)
本実施例2のリアクトル損失測定方法では、上記の位相誤差キャリブレーション処理が行われた後、リアクトル損失演算処理が行われる。そして、リアクトル損失演算結果が出力され、記録及び表示が行われて、リアクトル損失演算処理が終了する。
(Method of Measuring Reactor Loss in Example 2)
In the reactor loss measuring method of the present embodiment 2, the above-mentioned phase error calibration process is performed, and then the reactor loss calculation process is performed. Then, the reactor loss calculation result is output, recorded and displayed, and the reactor loss calculation process is terminated.

(実施例2の入力フィルタ)
図13は、電圧測定器31及び電流測定器32と信号移相処理部41,42との間に設けられる入力フィルタ55,56の説明図である。
電圧測定器31で測定された電圧測定信号S31に対し、入力フィルタ55で、浮遊容量による高周波信号を除去した後、信号移相処理部41に入力すると共に、電流測定器32で測定された電流測定信号S32に対し、入力フィルタ56で、浮遊容量による高周波信号を除去した後、信号移相処理部42に入力する構成にしても良い。これにより、演算精度が向上する。
(Input Filter of Second Embodiment)
FIG. 13 is an explanatory diagram of input filters 55 and 56 provided between the voltage measuring device 31 and the current measuring device 32 and the signal phase shift processing units 41 and 42.
A configuration may be adopted in which an input filter 55 removes high-frequency signals due to stray capacitance from a voltage measurement signal S31 measured by a voltage measuring device 31 before inputting the signal to a signal phase shift processing unit 41, and an input filter 56 removes high-frequency signals due to stray capacitance from a current measurement signal S32 measured by a current measuring device 32 before inputting the signal to a signal phase shift processing unit 42. This improves the accuracy of calculation.

(実施例2の効果)
本実施例2では、実施例1と略同様の効果がある。
(Effects of Example 2)
The second embodiment has substantially the same effects as the first embodiment.

(実施例1,2の変形例)
(i) 図11(b)の測定装置本体40B及び図12の位相誤差キャリブレーション電力演算装置40Cは、図1(a)の三相インバータ2に対しても適用が可能である。
(ii) 図1(b)の測定装置本体40、図11(b)の測定装置本体40B、図4の位相誤差キャリブレーション電力演算装置40A、及び図12の位相誤差キャリブレーション電力演算装置40Cは、図示以外の構成に変更しても良い。
(iii) 図13の入力フィルタ55,56は、図1中の電圧測定器31及び電流測定器32の出力側に設けても良い。
(Modification of Examples 1 and 2)
(i) The measuring device main body 40B in FIG. 11(b) and the phase error calibration power calculation device 40C in FIG. 12 can also be applied to the three-phase inverter 2 in FIG. 1(a).
(ii) The measurement device main body 40 in FIG. 1B, the measurement device main body 40B in FIG. 11B, the phase error calibration power calculation device 40A in FIG. 4, and the phase error calibration power calculation device 40C in FIG. 12 may be changed to configurations other than those shown in the drawings.
(iii) The input filters 55 and 56 in FIG. 13 may be provided on the output side of the voltage measuring device 31 and the current measuring device 32 in FIG.

上記実施例1,2では、測定対象回路として三相インバータ2について説明したが、本発明のリアクトル損失測定装置は、測定対象回路として単相インバータ、三相PFC回路、単相PFC回路等の種々の回路に適用できる。
例えば、図14は、単相インバータ2Aの構成例を示す回路図である。この単相インバータ2Aでは、DC電源1のDC電力を、複数のスイッチ11~14を有するスイッチング回路10AによりスイッチングしてAC電力に変換する。そして、スイッチング回路10Aの出力側に、リアクトル21及びコンデンサ24からなる出力フィルタ20Aを介して、負荷3又は系統電源が接続されている。このような単相インバータ2Aにおいて、リアクトル21の両端に印加されるリアクトル電圧vlと、リアクトル21に流れるリアクトル電流ilと、を図1のリアクトル損失測定装置30又は図11のリアクトル損失測定装置30Aにより測定して、リアクトル鉄損を算出できる。
In the above first and second embodiments, the three-phase inverter 2 has been described as the circuit to be measured. However, the reactor loss measuring device of the present invention can be applied to various circuits as the circuit to be measured, such as a single-phase inverter, a three-phase PFC circuit, and a single-phase PFC circuit.
For example, Fig. 14 is a circuit diagram showing a configuration example of a single-phase inverter 2A. In this single-phase inverter 2A, DC power from a DC power source 1 is converted into AC power by switching using a switching circuit 10A having a plurality of switches 11 to 14. A load 3 or a system power source is connected to the output side of the switching circuit 10A via an output filter 20A consisting of a reactor 21 and a capacitor 24. In such a single-phase inverter 2A, a reactor voltage vl applied across both ends of the reactor 21 and a reactor current il flowing through the reactor 21 are measured by the reactor loss measuring device 30 in Fig. 1 or the reactor loss measuring device 30A in Fig. 11, and the reactor iron loss can be calculated.

図15は、三相PFC回路2Bの構成例を示す回路図である。この三相PFC回路2Bでは、三相AC電源1Aの三相AC電力を、リアクトル21~23及びコンデンサ24~26からなる入力フィルタ20Bを介して入力し、複数のスイッチ11~16からなるスイッチング回路10BによりDC電力に変換する。そして、力率が改善されたDC電力を負荷3に供給している。このような三相PFC回路2Bにおいて、リアクトル21の両端に印加されるリアクトル電圧vlと、リアクトル21に流れるリアクトル電流ilと、を図1のリアクトル損失測定装置30又は図11のリアクトル損失測定装置30Aにより測定して、リアクトル鉄損を算出できる。 Figure 15 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a three-phase PFC circuit 2B. In this three-phase PFC circuit 2B, three-phase AC power from a three-phase AC power source 1A is input via an input filter 20B consisting of reactors 21-23 and capacitors 24-26, and is converted to DC power by a switching circuit 10B consisting of multiple switches 11-16. The DC power with an improved power factor is then supplied to a load 3. In such a three-phase PFC circuit 2B, the reactor voltage vl applied across the reactor 21 and the reactor current il flowing through the reactor 21 are measured by the reactor loss measuring device 30 in Figure 1 or the reactor loss measuring device 30A in Figure 11, and the reactor iron loss can be calculated.

図16は、単相PFC回路2Cの構成例を示す回路図である。この単相PFC回路2Cでは、AC電源1BのAC電力を、リアクトル21及びコンデンサ24からなる入力フィルタ20Cを介して入力し、複数のスイッチ11~14からなるスイッチング回路10CによりDC電力に変換する。そして、力率が改善されたDC電力を負荷3に供給している。このような単相PFC回路2Cにおいて、リアクトル21の両端に印加されるリアクトル電圧vlと、リアクトル21に流れるリアクトル電流ilと、を図1のリアクトル損失測定装置30又は図11のリアクトル損失測定装置30Aにより測定して、リアクトル鉄損を算出できる。 Figure 16 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a single-phase PFC circuit 2C. In this single-phase PFC circuit 2C, AC power from an AC power source 1B is input via an input filter 20C consisting of a reactor 21 and a capacitor 24, and is converted to DC power by a switching circuit 10C consisting of multiple switches 11 to 14. The DC power with an improved power factor is then supplied to a load 3. In such a single-phase PFC circuit 2C, the reactor voltage vl applied across both ends of the reactor 21 and the reactor current il flowing through the reactor 21 are measured by the reactor loss measuring device 30 in Figure 1 or the reactor loss measuring device 30A in Figure 11, and the reactor iron loss can be calculated.

2 三相インバータ
2A 単相インバータ
2B 三相PFC回路
2C 単相PFC回路
10,10A,10B,10C スイッチング回路
11~16 スイッチ
20,20A 出力フィルタ
20B,20C,55,56 入力フィルタ
21~23 リアクトル
24~26 コンデンサ
27 2次巻線
30,30A リアクトル損失測定装置
31 電圧測定器
32 電流測定器
33 測定記録装置
34 演算装置
40,40B 測定装置本体
40A,40C 位相誤差キャリブレーション電力演算装置
41,42 信号移相処理部
43 スイッチング周波数算出部
44 スイッチング周期算出部
45,46 鉄損電力演算部
47 演算結果記録部
48 鉄損位相特性演算部
49 位相誤差キャリブレーション演算部
51,52 スイッチング周波数高周波成分抽出部
53 総損失電力演算部
2 Three-phase inverter 2A Single-phase inverter 2B Three-phase PFC circuit 2C Single-phase PFC circuit 10, 10A, 10B, 10C Switching circuit 11-16 Switch 20, 20A Output filter 20B, 20C, 55, 56 Input filter 21-23 Reactor 24-26 Capacitor 27 Secondary winding 30, 30A Reactor loss measuring device 31 Voltage measuring device 32 Current measuring device 33 Measurement recording device 34 Calculation device 40, 40B Measurement device main body 40A, 40C Phase error calibration power calculation device 41, 42 Signal phase shift processing unit 43 Switching frequency calculation unit 44 Switching period calculation unit 45, 46 Iron loss power calculation unit 47 Calculation result recording unit 48 Iron loss phase characteristic calculation unit 49 Phase error calibration calculation unit 51, 52 Switching frequency high frequency component extraction unit 53 Total power loss calculation unit

Claims (9)

高周波の駆動信号によりスイッチングして電力変換を行うスイッチング回路の出力側又は入力側に設けられたフィルタ用のリアクトルのリアクトル電圧及びリアクトル電流を測定して時間軸の測定信号を求め、前記測定信号により測定回路の時間軸の位相誤差を算出し、前記位相誤差の位相調整を行い、リアクトル信号の電力演算にてリアクトル損失を算出するように構成され、 前記リアクトル電圧又は前記リアクトル電流の位相を所定範囲でシフトさせて信号移相処理を行い、前記信号移相処理における前記時間軸の位相シフト量と電力値演算結果の関係により前記測定回路の前記時間軸の前記位相誤差を算出する際に、 複数の前記時間軸の前記位相シフト量と前記電力値演算結果を用いて、前記各位相シフト量に対応した電力量変化率を算出し、 前記電力量変化率の最小値に対応した前記時間軸の前記位相シフト量を、前記位相誤差として算出することを特徴とするリアクトル損失測定装置。 a reactor loss measurement device configured to measure a reactor voltage and a reactor current of a filter reactor provided on the output side or the input side of a switching circuit that performs switching by a high-frequency drive signal to perform power conversion, to obtain a measurement signal on a time axis , to calculate a phase error on the time axis of the measurement circuit using the measurement signal, to perform a phase adjustment of the phase error, and to calculate a reactor loss by a power calculation of the reactor signal, wherein the reactor loss measurement device is configured to perform signal phase shift processing by shifting the phase of the reactor voltage or the reactor current within a predetermined range, and to calculate the phase error on the time axis of the measurement circuit based on the relationship between the amount of phase shift on the time axis in the signal phase shift processing and a power value calculation result, to calculate a power amount change rate corresponding to each of the phase shift amounts using a plurality of the phase shift amounts on the time axis and the power value calculation result, and to calculate the phase shift amount on the time axis corresponding to the minimum value of the power amount change rate as the phase error. 高周波の駆動信号によりスイッチングして電力変換を行うスイッチング回路の出力側又は入力側に設けられたフィルタ用のリアクトルのリアクトル電圧及びリアクトル電流を測定して測定信号を求め、前記測定信号により測定回路の位相誤差を算出し、前記位相誤差の位相調整を行い、リアクトル信号の電力演算にてリアクトル損失を算出するように構成され、 前記リアクトル電圧又は前記リアクトル電流の位相を所定範囲でシフトさせて信号移相処理を行い、前記信号移相処理における位相シフト量と電力値演算結果の関係により前記測定回路の前記位相誤差を算出する際に、 複数の前記位相シフト量と前記電力値演算結果を用いて、前記各位相シフト量に対応した電力量変化率を算出し、 前記電力量変化率の最小値に対応した前記位相シフト量を、算出された前記位相誤差の値を中心に、複数の前記位相シフト量と前記電力量変化率の値を用いて、前記電力量変化率の2次多項式近似関数P(t)を下記式により求め、前記位相誤差を、-p2/p1/2として算出することを特徴とするリアクトル損失測定装置。 下記式の2次多項式近似関数P(t)を求め、位相誤差を、tmin=-p2/p1/2として、時間に換算したものとする。 P(t)=p1*t^2+p2*t+p3 ここで、tは位相シフトの時間換算値t(ns)であり、p1、p2、p3は2次多項式近似関数P(t)の係数である。 a reactor loss measurement device configured to measure a reactor voltage and a reactor current of a filter reactor provided on an output side or an input side of a switching circuit that performs switching by a high-frequency drive signal to perform power conversion to obtain a measurement signal, calculate a phase error of the measurement circuit using the measurement signal, perform a phase adjustment of the phase error, and calculate a reactor loss by power calculation of the reactor signal, wherein the reactor loss measurement device is configured to perform signal phase shift processing by shifting the phase of the reactor voltage or the reactor current within a predetermined range, and calculate the phase error of the measurement circuit based on the relationship between the phase shift amount in the signal phase shift processing and a power value calculation result, calculate a power amount change rate corresponding to each of the phase shift amounts using a plurality of the phase shift amounts and the power value calculation result, and obtain a second-order polynomial approximation function P(t) of the power amount change rate by the following formula using the values of the plurality of phase shift amounts and the power amount change rate, with the phase error amount corresponding to the minimum value of the power amount change rate being centered on the calculated phase error value, and calculate the phase error as -p2/p1/2. The quadratic polynomial approximation function P(t) of the following formula is found, and the phase error is converted into time using tmin = -p2/p1/2: P(t) = p1 * t^2 + p2 * t + p3 , where t is the time converted value t (ns) of the phase shift, and p1, p2, and p3 are coefficients of the quadratic polynomial approximation function P(t). 前記リアクトルに測定用の2次巻線を設け、前記リアクトル電圧を測定することを特徴とする請求項1又は2記載のリアクトル損失測定装置。 The reactor loss measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that a secondary winding for measurement is provided in the reactor and the reactor voltage is measured. 前記2次多項式近似関数を求める演算を所定回数まで繰り返し実行することを特徴とする請求項2記載のリアクトル損失測定装置。 The reactor loss measurement device according to claim 2, characterized in that the calculation to obtain the quadratic polynomial approximation function is repeated a predetermined number of times. 前記位相誤差を、信号移相処理のパラメータとし、前記駆動信号におけるスイッチング周期毎リアクトル高周波鉄損を算出することを特徴とする請求項1又は2記載のリアクトル損失測定装置。 3. The reactor loss measuring device according to claim 1, wherein the phase error is used as a parameter for signal phase shift processing, and a reactor high frequency iron loss is calculated for each switching period of the drive signal. 前記位相誤差を、信号移相処理のパラメータとし、交流周期リアクトル高周波鉄損を算出することを特徴とする請求項1又は2記載のリアクトル損失測定装置。 3. The reactor loss measuring device according to claim 1, wherein the phase error is used as a parameter for signal phase shift processing to calculate high frequency core loss of a reactor in an AC cycle. 前記位相誤差を、信号移相処理のパラメータとし、交流周期のリアクトル総損失及び銅損を算出することを特徴とする請求項1又は2記載のリアクトル損失測定装置。 3. The reactor loss measuring device according to claim 1, wherein the phase error is used as a parameter for signal phase shift processing, and a total reactor loss and copper loss in an AC cycle are calculated. 測定した前記リアクトル電圧及び前記リアクトル電流から高周波信号を除去して前記測定信号を求めることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項記載のリアクトル損失測定装置。 A reactor loss measurement device as claimed in any one of claims 1 to 7, characterized in that the measurement signal is obtained by removing high-frequency signals from the measured reactor voltage and reactor current. 請求項1~8のいずれか1項記載のリアクトル損失測定装置の機能を有することを特徴とする波形測定装置。 A waveform measuring device having the functions of the reactor loss measuring device according to any one of claims 1 to 8.
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