漏电流计算装置和漏电流计算方法_3

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>[0087] 例如,在将对地零相电流I设为振幅1的正弦波的情况下,能够如式1那样表示。
[0088] [式 1]
[0089] I (t) = sin (ω t+ Θ ) · · ·(式 1)
[0090] 其中,t表示时间,ω = 2 π f,f表示对地零相电流I的频率,Θ表示相对于基本 交流电压Ef和各相对地电压(Eu,Ev,Ew)的对地零相电流I的相位偏移。
[0091 ] 如果将过零点间的对地零相电流I的总面积设为I。,则如式2求出I。。
[0094] 另一方面,如果在过零点间对I (t)进行积分,则如式3所示。
[0097] 即,通过对过零点间的对地零相电流I进行积分,能够求出对地零相电流I中的电 阻分量电流IcCOS Θ、即流过电阻值分量(RU,RV,Rw)的漏电流的合成值。
[0098] 这样,通过对过零点间的对地零相电流I进行积分,能够求出对地零相电流I中的 电阻分量电流(漏电流),这是由于作为对于基本交流电压Ef和各相对地电压(Eu,Ev,Ew) 无效的分量而流过的电容分量电流如图8的(d)所示,在一个过零点之间的期间、即各相对 地电压(Eu,Ev,Ew)波形的半周期中(一)量与(+)量被抵消而为"零",仅剩余成为相对 于基本交流电压Ef和各相对地电压(Eu,Ev,Ew)不产生相位偏移的有效的分量的电阻分量 电流I qCOS Θ (阴影部分的面积)。
[0099] 这样,对地零相电流I中的电阻分量电流I〇cos Θ能够通过在过零点间对对地零 相电流I进行积分来求出。
[0100] 以下,使用图9的(c)、(d)来说明在电流值计算部141中执行的电阻分量电流 I0C0S Θ (电阻分量漏电流)的具体计算方法。
[0101] [电阻分量电流I0COS Θ的计算方法]
[0102] 如图9的(C)所示,以规定的采样周期在规定的期间内测定对地零相电流I,所以 通过过零点数据提取部133提取到的对地零相电流I的数值数据(测定值)设为例如在各 过零点间有η个。
[0103] 在电流值计算部141中,为了计算电阻分量电流Iidcos Θ,根据电流流向的不同 (例如,±),对1~η的各个对地零相电流I附加正或负的符号(在图9的(c)中,实线箭 头为正,虚线箭头为负),并将它们依次相加。
[0104] 该加法等价于在过零点间对对地零相电流I进行积分,所以合计而得到的电流值 为对地零相电流I中的电阻分量电流I idCOS Θ的电流值。
[0105] 另外,在这样计算的电阻分量电流IidCOS Θ中,既能够包含控制电压的分量(例 如,PffM控制的分量),也能够从电阻分量电流IidCOS Θ排除控制电压的分量,仅保留基本交 流电压波形的频率分量。
[0106] 这能够根据在频率分量提取部131中设定的提取频带的数值范围的增减来选择。
[0107] 例如,通过将在频率分量提取部131中设定的提取频带设定为与基本交流电压波 形的频率分量大致同频率的频带,电阻分量电流I idcos Θ成为仅具有基本交流电压波形的 频率分量的值。
[0108] 另外,通过将所设定的提取频带设为基本交流电压波形的频率土 α (例如, +IOOHz、一 20Hz)那样的、具有某个一定的数值范围的频带,电阻分量电流IidCos Θ成为合 成了基本交流电压波形的频率分量与控制电压的分量(例如,PWM控制的分量)而得到的 值。
[0109] [平均电阻分量电流Izr的计算方法]
[0110] 另外,如图9的(d)所示,也能够求出作为过零点间的电阻分量电流If0s Θ的平 均值的平均电阻分量电流Izr。
[0111] 在电流值计算部141中,通过将合计而得到的电流值(电阻分量电流ItiCOS Θ )除 以n,计算平均电阻分量电流Izr。
[0112] 此外,对地零相电流I的采样周期能够设定为任意的周期,通过缩短采样周期,能 够提高电阻分量电流Iccos Θ和平均电阻分量电流Izr各自的值的精度。
[0113] 另外,在平均电阻分量电流Izr中,与电阻分量电流I〇cos Θ相同,根据在频率分 量提取部131中设定的提取频带的频带,既能够包含控制电压的分量(例如,PffM控制的分 量),也能够排除控制电压的分量而仅保留基本交流电压波形的频率分量。
[0114] [基本交流电压Ef和各相对地电压Eu、Ev、Ew的计算方法]
[0115] 另外,与这样的电阻分量电流IidCos Θ成对的基本交流电压Ef和各相对地电压 Eu、Ev、Ew的各电压值也与电阻分量电流ItiCOS Θ同样地,能够通过对过零点间的各个电压 值进行积分来求出。
[0116] 如图9的(a)所示,以规定的采样周期在规定的期间内测定各相对地电压Eu、Ev、 Ew,所以通过过零点数据提取部134提取到的基本交流电压Ef和各相对地电压Eu、Εν、Ew 的数值数据(测定值)设为例如在各过零点间有η个。
[0117] 在电压值计算部142中,为了分别计算基本交流电压Ef和各相对地电压Eu、Εν、 Ew的电压值,根据电位的不同(例如,±),对1~η的各个基本交流电压Ef和各相对地电 压Eu、Ev、Ew附加正或负的符号(在图9的(a)中,实线箭头为正,虚线箭头为负),并将它 们依次相加。
[0118] 该加法等价于针对基本交流电压Ef和各相对地电压Eu、Ev、Ew分别在过零点间进 行积分,所以合计而得到的各个电压值为在各过零点间供给了的电压的总量。
[0119] 另外,在各相对地电压Eu、Ev、Ew中,不仅包括基本交流电压Ef,还包括了控制电 压的分量(例如,PWM控制的分量)的电压。
[0120] 这是通过将在频率分量提取部131中设定的提取频带设为基本交流电压波形的 频率土 α (例如,+100Hz,一 20Hz)那样的、具有某个一定的数值范围的频带来实现的。
[0121] [基本交流电压Ef和各相对地电压Eu、Ev、Ew的平均电压的计算方法]
[0122] 另外,如图9的(b)所示,也能够求出各过零点间的基本交流电压Ef和各相对地 电压Eu、Ev、Ew的平均电压。
[0123] 在电压值计算部142中,通过将合计而得到的各个电压值(过零点间的积分值) 除以η,计算平均电压。
[0124] 此外,各相对地电压Eu、Ev、Ew的采样周期虽然与对地零相电流I的采样周期一 致,但能够设定为任意的周期,通过缩短采样周期,能够提高基本交流电压Ef和各相对地 电压Eu、Ev、Ew各自的合计电压、平均电压的精度。
[0125] 另外,在基本交流电压Ef和各相对地电压Eu、Ev、Ew的平均电压中,不仅包括基本 交流电压Ef,还包括了控制电压的分量(例如,PffM控制的分量)的电压。
[0126] 电阻值计算部143使用由电流值计算部141计算出的平均电阻分量电流Izr以及 由电压值计算部142计算出的基本交流电压Ef和各相对地电压Eu、Ev、Ew各自的平均电 压,分别计算合成了各相的对地电阻分量(Ru,Rv,Rw)而得到的对地合成电阻值Z以及各相 各自的各相对地电阻值Ru,Rv,Rw。
[0127] 在对地合成电阻值Z的计算方法中,有使用基本交流电压Ef的平均电压与平均电 阻分量电流Izr来计算对地合成电阻值Z的第一计算方法、以及使用各相对地电压Eu、Ev、 Ew各自的平均电压与平均电阻分量电流Izr来计算对地合成电阻值Z的第二计算方法。
[0128] [对地合成电阻值的第一计算方法]
[0129] 合成了各相的对地电阻分量(Ru,Rv,Rw)而得到的对地合成电阻值Z依照欧姆定 律,如式4所示,能够通过将基本交流电压Ef的平均电压除以平均电阻分量电流Izr来求 出。
[0132] 其中,基本交流电压Ef的平均电压是仅由不包含控制电压的频率分量的基本交 流电压波形的频率分量构成的基本交流电压Ef的平均值,所以如果在平均电阻分量电流 Izr中包含控制电压的分量,则所计算的对地合成电阻值Z的精度降低。因此,在对地合成 电阻值Z的计算中使用的平均电阻分量电流Izr采用通过频率分量提取部131排除了控制 电压的频率分量的、仅具有基本交流电压波形的频率分量的平均电阻分量电流I zr。
[0133] 另外,在各自期间的不同的多个过零点间,分别求出多个基本交流电压Ef的平均 电压、平均电阻分量电流Izr,并且将各自的平均值代入到式4中,从而能够提高所计算的 对地合成电阻值Z的精度。
[0134] [对地合成电阻值的第二计算方法]
[0135] 在第二计算方法中,代替基本交流电压Ef,使用各相对地电压Eu、Ev、Ew各自的平 均电压来求出对地合成电阻值Z。
[0136] 合成了各相的对地电阻分量(Ru,Rv,Rw)而得到的对地合成电阻值Z依照欧姆定 律,如式5所示,能够通过将各相对地电压Eu、Ev、Ew各自的平均电压的平均值(通过式5 中的" 3 "计算平均值)除以平均电阻分量电流Izr来求出。
[0139] 在这种情况下,在各相对地电压Eu、Ev、Ew的平均电压中包含了控制电压的频率 分量,所以在对地合成电阻值Z的计算中使用的平均电阻分量电流I zr也采用提取了与这 些平均电压Eu、Ev、Ew相同的频带的频率分量的平均电阻分量电流Izr。
[0140] 另外,分别求出多个各自期间的不同的多个过零点间的各相对地电压Eu、Ev、Ew 的平均电压和平均电阻分量电流Izr,并且将各自的平均值代入到式5中,从而能够提高所 计算的对地合成电阻值Z的精度。
[0141] [各相对地电阻值的计算方法]
[0142] 在电阻值计算部143中,如下计算各相的对地电阻分量(Ru,Rv,Rw)各自的各相对 地电阻值。
[0143] 并联连接了的各相对地电阻Ru、Rv、Rw以及各相对地电压Eu、Ev、Ew各自的平均 电压、平均电阻分量电流Izr满足式6的关系。
[0146] 这样的关系对于各自期间的不同的多个过零点间的各相对地电压Eu、Ev、Ew的平 均电压以及与其对应的平均电阻分量电流Izr也成立,所以在电阻值计算部143中,将
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