本发明涉及一种使直流链路电容器的初始充电时间最优化的转换器装置。
背景技术
在对包括机床、机器人等的机械中设置的电动机进行驱动的电动机驱动装置中，利用转换器装置(顺向转换器)将从交流电源输入的交流转换为直流并向直流链路输出，进一步利用转换器装置(逆向转换器)将直流链路的直流转换为交流，并将该交流的电力用作电动机的驱动电力。
在将电动机驱动装置的转换器装置的直流输出侧与转换器装置的直流输入侧相连接的直流链路中设置直流链路电容器。直流链路电容器具有抑制转换器装置的直流输出的脉动成分的功能和蓄积转换器装置生成交流电力所使用的直流电力的功能。
直流链路电容器需要从紧接电动机驱动装置启动后起到电动机的驱动开始前(即，由转换器装置进行的电力转换动作开始前)为止预先进行充电。该充电一般被称为初始充电(或者预备充电)。利用具有开关和与开关并联连接的充电电阻器的初始充电部进行初始充电。初始充电部的开关仅在紧接电动机驱动装置启动后的直流链路电容器的初始充电期间内被断开(关断)，在电动机驱动装置驱动电动机的正常动作期间内维持闭合(接通)的状态。更为详细地说，在从紧接电动机驱动装置启动后(紧接电源接通后)起到电动机的驱动开始前为止的初始充电期间内将开关断开(关断)，由此从转换器装置输出的直流电力通过充电电阻器流入直流链路电容器，来对直流链路电容器进行充电。当直流链路电容器被充电至规定的电压时，将开关从断开切换为闭合来完成初始充电动作。在将初始充电部的开关从断开切换为闭合来完成初始充电动作时，流入同被输入到转换器装置的交流电压的峰值与直流链路电容器电压值之差(电压差)相应的大小的涌入电流。
在日本特开2013-198172号公报中记载了以下内容，“是由设置在继电器的后级的用于吸收电源噪声的平滑电容器的动作所引起的，在继电器开启时，如果电容器的充电电压低，则涌入电流经由继电器流向电容器”。
例如在日本特开2000-060127号公报中所记载的那样，已知一种涌入电流抑制电路，其特征在于，具备：涌入电流防止部，其包括抑制来自交流电源的交流电流的电流抑制用电阻器、使该电阻器短路的开关元件以及控制该开关元件的接通、关断的开关控制部；整流电路，其对经由该涌入电流防止部输入的交流电压进行整流；以及力率改善部，其包括经由电抗器和二极管施加由该整流电路产生的整流输出电压的电容器、在所述电抗器中蓄积能量并切换为将该能量经由所述二极管输入到所述电容器的切换晶体管以及检测电流并以避免该电流超过设定电流的方式控制所述切换晶体管的导通和截止的导通时比率的切换控制部，其中，设置有时序控制部，该时序控制部控制时机，使得在动作开始时将所述涌入电流防止部的所述开关元件设为关断，在规定时间后使所述力率改善部的所述切换晶体管的导通和截止动作开始，之后，在规定时间后将所述涌入电流防止部的所述开关元件设为接通来使所述电流抑制用电阻器短路。
另外，例如在日本特开2013-219875号公报中所记载的那样，已知一种电动机驱动装置，包括：转换器部，其将交流电源的交流电力转换为直流电力；转换器部，其将由该转换器部转换得到的直流电力转换为频率可变的交流电力，该电动机驱动装置的特征在于，所述转换器部具有：电源电压监视部，其监视交流电源的各相电压并检测停电；直流链路电压检测单元，其监视直流链路电压并检测低电压；计算单元，其对所述转换器部和搭载于所述转换器部的直流链路平滑用电容器的总容量进行计算；能够根据需要改变瞬时停电时的直流链路低电压警报检测电平的单元；以及保护单元，其监视所述直流链路电压，在所述直流链路电压低于所述直流链路低电压警报检测电平的情况下发出警报来保护所述转换器部，其中，在所述交流电源的所述电源电压监视部检测到停电的情况下，与所述直流链路平滑用电容器的总容量相应地提高所述直流链路低电压警报检测电平。
以往，已知如下一种方法：在转换器装置中，在被输入的交流电压的峰值与直流链路电容器电压值之差(即电压差)达到某个电压基准值的情况下，将初始充电部的开关从断开切换为闭合来完成初始充电动作。一般地，电源阻抗越小，在将初始充电部的开关从断开切换为闭合时在转换器装置中产生的涌入电流越大。由此，当电源阻抗是最小的值即“零”时，作为初始充电动作是否完成的判断基准(即是否将初始充电部的开关从断开切换为闭合的判断基准)的电压基准值被唯一地假定，将在该假定下预想产生的涌入电流设定为不会超过不破坏转换器装置的最大电流(以下，称为“允许涌入电流”。)那样的值。
然而，实际上电源阻抗不为零。特别是在电源阻抗大的情况下，与电源阻抗为零的情况相比，在将初始充电部的开关从断开切换为闭合时在转换器装置中产生的涌入电流更小。因而，在电源阻抗大的情况下，在假定电源阻抗为零的情况下设定的基准电压值可以说是过分地畏惧因涌入电流对转换器装置造成的破坏而设定的值，相对于转换器装置原本具有的允许涌入电流存在过量的富余。另外，电源阻抗越大则充电电流越小，直流链路电容器的初始充电时间也越长。由此，当电源阻抗为零时唯一地假定并设定的基准电压值未必是最佳的值。
专利文献1：日本特开2013-198172号公报
专利文献2：日本特开2000-060127号公报
专利文献3：日本特开2013-219875号公报
技术实现要素：
在直流输出侧具有直流链路电容器的转换器装置中，期望一种无论电源阻抗的大小如何都能够使直流链路电容器的初始充电时间最优化的技术。
根据本公开的一个方式，转换器装置具备：主电路部，其将从交流电源输入的交流转换为直流并向处于直流侧的直流链路输出；直流链路电容器，其被设置于直流链路；交流电压检测部，其检测主电路部的交流输入侧的交流电压峰值；直流链路电容器电压检测部，其检测对直流链路电容器施加的直流链路电容器电压值；初始充电部，其具有用于将主电路部与直流链路电容器之间的电路接通和断开的开关以及与该开关并联连接的充电电阻器，在开关的断开期间内利用经由充电电阻器供给的来自主电路部的直流电力对直流链路电容器进行初始充电，在直流链路电容器电压值与交流电压峰值之差为电压基准值以下时，将开关从断开切换为闭合，由此完成直流链路电容器的初始充电动作；电流检测部，其检测流入主电路部或者从主电路部流出的电流的电流值；以及电压基准值设定部，其根据在开关从断开切换为闭合时由电流检测部检测出的电流值来设定电压基准值。
附图说明
想要通过参照以下附加的附图来更加明确地理解本发明。
图1是表示一个实施方式的转换器装置的图。
图2是表示一个实施方式的转换器装置的每一次的初始充电动作的动作流程的流程图。
图3a是例示一个实施方式的转换器装置的初始充电期间内的直流链路电容器电压以及流入直流链路电容器的电流的各波形的图，且例示第一次的初始充电动作中的各波形。
图3b是例示一个实施方式的转换器装置的初始充电期间内的直流链路电容器电压以及流入直流链路电容器的电流的各波形的图，且例示第二次的初始充电动作中的各波形。
图3c是例示一个实施方式的转换器装置的初始充电期间内的直流链路电容器电压以及流入直流链路电容器的电流的各波形的图，且例示第n次的初始充电动作中的各波形。
图4是表示在主电路部的交流输入侧设置有电流检测部的一个实施方式的转换器装置的图。
具体实施方式
以下，参照附图对使直流链路电容器的初始充电时间最优化的转换器装置进行说明。在各附图中，对相同的构件标注相同的参照附图标记。另外，在不同的附图中，标注有相同的参照附图标记的构件是指具有相同功能的构成要素。另外，为了易于理解，这些附图适当变更了比例尺。
图1是表示一个实施方式的转换器装置的图。在此，作为一例，对从交流电源2向转换器装置1供给三相交流的情况进行说明。此外，交流电源2的相数并非是特别地限定本实施方式的相数，例如也可以是单相。
在图1中，对与处于转换器装置1的直流输出侧的直流链路连接的设备省略了图示。作为与处于转换器装置1的直流输出侧的直流链路连接的设备，例如存在对交流电动机供给驱动电力的转换器装置、与飞轮型能量蓄积装置之间进行电力的输入输出的转换器装置、蓄电池以及燃料电池等。在此，在设置有交流电动机的机械中包括机床、机器人、锻压机械、射出成型机、产业机械、各种电器产品、电车、汽车、航空机等。另外，在转换器装置1例如构成为能够交直双向地进行电力转换的转换器装置的情况下，例如有时还连接太阳能发电装置。
如图1所示，一个实施方式的转换器装置1具备主电路部11、直流链路电容器12、交流电压检测部13、直流链路电容器电压检测部14、初始充电部15、电流检测部16以及电压基准值设定部17。
主电路部11将从交流电源2输入的交流转换为直流并向处于直流侧的直流链路输出。在图示的例子中，主电路部11被交流电源2供给三相交流，因此由三相桥电路构成，但主电路部11在被交流电源2供给单相交流的情况下由单相桥电路构成。作为主电路部11的例子，存在二极管整流电路、120度通电型整流电路以及pwm切换控制方式的整流电路等。在主电路部11是二极管整流电路的情况下，对从交流电源2输入的交流电流进行整流，并向直流链路输出直流电流。在主电路部11是120度通电型整流电路、pwm切换控制方式的整流电路的情况下，将从交流电源2输入的交流电力转换为直流电力并向直流链路输出，将直流链路的直流电力转换为交流电力并向交流电源2输出，从而能够实现能够交直双向地转换的电力转换器。另外，例如在主电路部11是pwm切换控制方式的整流电路的情况下，包括切换元件以及与该切换元件逆并联连接的二极管的桥电路构成，根据从电力转换控制部(未图示)接收到的切换指令对各切换元件进行导通截止控制来交直双向地进行电力转换。作为切换元件的例子，存在fet等单极型晶体管、双极型晶体管、igbt、晶闸管、gto等，但切换元件的种类本身并不用于限定本实施方式，也可以是其它切换元件。
在处于主电路部11的直流输出侧的直流链路中设置有直流链路电容器12。直流链路电容2除了具有抑制顺向转换器11的直流输出的脉动成分的功能，还具有蓄积直流电力的功能。例如，在对直流链路连接转换器装置(未图示)的情况下，直流链路电容器12中蓄积的直流电力用于转换器装置生成交流电力。
交流电压检测部13检测主电路部11的交流输入侧的交流电压峰值(交流电压实效值的
直流链路电容器电压检测部14检测对直流链路电容器12施加的直流链路电容器电压的值(以下，称为“直流链路电容器电压值”。)。被检测到的直流链路电容器电压值被发送到初始充电部15内的控制部20。
初始充电部15具有用于将主电路部11与直流链路电容器之间的电路打开和关闭的开关21、与开关21并联连接的充电电阻器22以及控制开关21的开闭的控制部200。作为开关21的例子，存在晶闸管、igbt等半导体切换元件、继电器等机械式开关等。
当对转换器装置1接通电源来开始从交流电源2对主电路部11供给交流电力时，开关21从控制部20接收断开指令而被断开(关断)，开始进行初始充电。在初始充电期间内，开关21维持断开状态，因此从主电路部11输出的电流作为充电电流经由充电电阻器22流入直流链路电容器12，来对直流链路电容器12进行充电。在初始充电期间内，从主电路部11输出的电流流经充电电阻器22，由此抑制在初始充电期间内产生过大的涌入电流。控制部20对由直流链路电容器电压检测部14检测出的直流链路电容器电压值与由交流电压检测部13检测出的交流电压峰值之差(电压差)进行监视。控制部20在判定为直流链路电容器电压值与交流电压峰值之差为电压基准值以下时，将对开关21输出的指令从断开指令切换为闭合指令。由此，开关21从断开切换为闭合，完成直流链路电容器12的初始充电动作。开关21的闭合状态时的电阻值低于充电电阻器22的电阻值，因此在初始充电完成动作后，从主电路部11输出的电流通过处于闭合状态的开关21流向与直流链路连接的各种设备(未图示)。
电流检测部16设置在主电路部11的直流输出侧，来检测从主电路部11流出的电流的值(以下，有时仅称为“电流值”。)。特别是在初始充电期间内，电流检测部16主要用于检测涌入电流值。
在开关21从断开切换为闭合时(即初始充电部15的初始充电动作完成时)，电压基准值设定部17根据由电流检测部16检测出的电流值来设定电压基准值。由电压基准值设定部17设定的电压基准值被用作判断下次进行的初始充电部15的初始充电动作是否完成的判断基准(即，判断在下次进行的初始充电中是否将初始充电部15的开关21从断开切换为闭合的判断基准)。如果更为详细地说明，则如下所述。
在开关21从断开切换为闭合时(即初始充电部15的初始充电动作完成时)，电压基准值设定部17根据由电流检测部16检测出的电流值与预先规定的允许涌入电流值之差来设定作为判断下次进行的初始充电部15的初始充电动作是否完成的判断基准(即，判断在下次进行的初始充电中是否将开关21从断开切换为闭合的判断基准)的电压基准值。在此，关于允许涌入电流值，设定不会破坏构成转换器装置1的部件的涌入电流的最大电流值。作为构成转换器装置1的部件的例子，存在主电路部11内的二极管及切换元件、直流链路电容器12、交流电压检测部13、直流链路电容器电压检测部14、初始充电部15内的开关21及充电电阻器22、电流检测部16、导线、端子及其它电子部件等。
在允许涌入电流值与在开关21从断开切换为闭合时由电流检测部16检测到的电流值之差大于预先规定的电流基准值的情况下，电压基准值设定部17将电压基准值变更并设定为比在该时间点已经设定的值大的值。预先规定的电流基准值后文叙述。通过由电压基准值设定部17进行的电压基准值的变更处理，在下次的初始充电时的开关21从断开切换为闭合时由电流检测部16检测出的电流值与允许涌入电流值之差变小，初始充电时间更加接近最佳值，但后文叙述该详细内容。新设定的电压基准值被用作判断下次进行的初始充电部15的初始充电动作是否完成的判断基准(即，判断在接着进行的初始充电中是否将开关21从断开切换为闭合的判断基准)。此外，关于将电压基准值变更为多大的值，作业人员能够任意地设定，根据应用转换器装置1的环境、用途等来适当设定电压基准值即可。
另外，在以下情况下，由电压基准值设定部17进行的电压基准值的设定变更处理停止。
例如，在允许涌入电流值与在开关21从断开切换为闭合时由电流检测部16检测到的电流值之差为预先规定的电流基准值以下时，电压基准值设定部17停止针对电压基准值的变更处理。在允许涌入电流值与由电流检测部16检测出的涌入电流的值之差为零时设定的电压基准值是原来的最佳值，因此上述电流基准值被设定为零是理想的。然而，当将电流基准值设定为零时，在涌入电流中包含某些噪声的情况下涌入电流值超过允许涌入电流值，从而存在导致部件破坏的危险。因此，在本实施方式中，电流基准值被设定为在多少具有富余的意义上接近零的值。也就是说，电流基准值被设定为以下程度的值：所产生的涌入电流的值不超过允许涌入电流值且允许涌入电流值与所产生的涌入电流的值之差不会变得过大。此外，作业人员能够任意地设定电流基准值，根据应用转换器装置1的环境、用途等适当设定电流基准值即可。
另外，作为该代替例，也可以是，当允许涌入电流值与在开关21从断开切换为闭合时由电流检测部16检测出的电流值之差收敛为大致固定值时，电压基准值设定部17停止针对电压基准值的变更处理。
在生成使初始充电时间最优化的电压基准值之前，每当执行初始充电动作时执行以上说明的由电压基准值设定部17针对电压基准值进行的变更处理。即，在重复执行正常的初始充电动作的期间，初始充电时间被最优化，因此效率高。例如每当加工室的门被打开和关闭时，机械加工中心进行初始充电动作。如果将本实施方式的转换器装置1安装于机械加工中心内的电动机驱动装置，则随着每当将加工室的门打开和关闭时执行初始充电动作，初始充电时间被最优化，因此能够有效地缩短生产节拍时间。
如上所述，由电压基准值设定部17设定的电压基准值被设为能够在与某一特定的交流电源2连接的转换器装置1中以最优化后的初始充电时间进行初始充电动作。但是，当与转换器装置1连接的交流电源2被变更时，电源阻抗也变化，因此对于被设置了变更后的交流电源2的转换器装置1而言，由电压基准值设定部17设定的电压基准值不会提供最优化后的初始充电时间。例如在利用电压基准值设定部17设定了对与电源阻抗高的交流电源2连接的转换器装置1提供最优化后的初始充电时间的电压基准值的情况下，当将与转换器装置1连接的交流电源2更换为电源阻抗低的电源时，如果仍利用已经设定的电压基准值进行初始充电动作，则在开关21从断开切换为闭合时(即，初始充电部15的初始充电动作完成时)产生超过对转换器装置1规定的允许涌入电流值的涌入电流，存在转换器装置1被破坏的危险。
因此，在本实施方式中，设为由电压基准值设定部17设定的电压基准值仅在没有更换在设定了该电压基准值时与转换器装置1连接的交流电源2的情况下是有效的。因此，当与转换器装置1连接的交流电源2被更换时，电压基准值设定部17将已经设定的电压基准值重置。关于连接有更换后的交流电源2的转换器装置1，电压基准值设定部17再次执行针对电压基准值的变更处理，生成与更换后的交流电源2的电源阻抗对应的新的电压基准值，由此将初始充电时间最优化。这样，根据本实施方式，在直流输出侧具有直流链路电容器12的转换器装置1中，无论电源阻抗的大小如何都能够使直流链路电容器的初始充电时间最优化。
此外，例如能够基于是否切断了针对转换器装置1的控制电源的供给来判定是否更换了与转换器装置1连接的交流电源2。控制电源用于驱动转换器装置1内的各控制系统，例如通过利用dcdc转换器将对从交流电源2侧供给的交流进行整流而得到的直流变压为3.3[v]、5[v]以及24[v]等直流电压来获得控制电源。当为了更换而从转换器装置1卸下交流电源2时，不对dcdc转换器供给直流，因此控制电源的供给被切断。由此，当切断控制电源的供给时，能够判断为更换了交流电源2。因此，在切断了针对转换器装置1的控制电源的供给时，电压基准值设定部17将已经设定的电压基准值重置。
另外，作为该变形例，电压基准值设定部17也可以进行以下处理：在切断了针对转换器装置1的控制电源的供给后进一步接收到无效指令时，使上述的电压基准值的重置动作无效(即，不重置已经设定的电压基准值而维持该电压基准值)处理。例如，在与转换器装置1连接的交流电源2更换为具有与该交流电源2相同程度的电源阻抗的交流电源的情况下，也在其更换作业中切断控制电源的供给。如果更换为具有相同程度的电源阻抗的交流电源2，则即使仍利用已经设定的电压基准值进行初始充电动作，也不担心产生超过允许涌入电流值的涌入电流。也就是说，已经设定的电压基准值对于具有相同程度的电源阻抗的交流电源2来说依然有效，因此可以说伴随控制电源的供给的切断将电压基准值重置是无用的。因此，在将与转换器装置1连接的交流电源2更换为“具有相同程度的电源阻抗的交流电源”的情况下，作业人员也可以在更换无效指令时例如经由输入装置向电压基准值设定部17输入无效指令，电压基准值设定部17在接收到该无效指令时进行使上述的电压基准值的重置动作无效的处理。
另外，作为另一个代替例，也可以是，电压基准值设定部17在接收到重置指令时将已经设定的电压基准值重置。在作业人员更换与转换器装置1连接的交流电源2时，例如经由输入装置向电压基准值设定部17输入重置指令。
此外，用于作业人员输入上述的无效指令和重置指令的输入装置具有键盘、触摸面板、鼠标以及声音识别装置等。输入装置也可以是作为单体的输入装置，但例如在转换器装置1被安装于电动机驱动装置的情况下，也可以是附属于作为电动机驱动装置的上位控制器的数值控制装置、作为该数值控制装置的上位控制器的单元控制装置或者作为该单元控制装置的上位控制器的生产管理系统的输入装置。
以上说明的交流电压检测部13、直流链路电容器电压检测部14、初始充电部15内的控制部20、电流检测部16以及电压基准值设定部17例如可以以软件程序形式构建，或者也可以是以各种电子电路与软件程序的组合的形式构建。例如在以软件程序形式构建这些部件的情况下，设置用于按照该软件程序进行动作的计算机，或者使与安装有转换器装置1的电动机驱动装置连接的数值控制装置内的运算处理装置执行该软件程序，由此也能够实现上述的各部的功能。另外，或者也可以将交流电压检测部13、直流链路电容器电压检测部14、初始充电部15内的控制部20、电流检测部16以及电压基准值设定部17实现为写入用于实现各部的功能的软件程序的半导体集成电路。
图2是表示一个实施方式的转换器装置的每一次的初始充电动作的动作流程的流程图。
当对转换器装置1接通电源来开始从交流电源2对主电路部11供给交流电力时，在步骤s101中，开关21从控制部20接收断开指令而被断开(关断)。由此，开始进行初始充电动作。在初始充电期间内，开关21维持断开状态，因此从主电路部11输出的电流作为充电电流经由充电电阻器22流向直流链路电容器12，来对直流链路电容器12进行充电，直流链路电容器电压逐渐上升。
在步骤s102中，控制部20判定由直流链路电容器电压检测部14检测出的直流链路电容器电压值与由交流电压检测部13检测出的交流电压峰值之差(电压差)是否为电压基准值以下，即判定是否应该完成初始充电动作。在判定为直流链路电容器电压值与交流电压峰值之差为电压基准值以下的情况下，设为初始充电动作应该为完成，从而进入步骤s103。
在步骤s103中，控制部20将对开关21输出的指令从断开指令切换为闭合指令。由此，开关21从断开切换为闭合，完成直流链路电容器12的初始充电动作。
在步骤s104中，电流检测部16对开关21从断开切换为闭合时(即，初始充电部15的初始充电动作完成时)产生的涌入电流(更为详细地说，涌入电流的最大值)进行检测。
在步骤s105中，电压基准值设定部17判定在允许涌入电流值与在开关21从断开切换为闭合时由电流检测部16检测到的电流值(涌入电流值)之差是否比预先规定的电流基准值大。在步骤s105中由电压基准值设定部17判定为允许涌入电流值与由电流检测部16检测到的电流值之差大于电流基准值的情况下，进入步骤s106。另一方面，在步骤s105中由电压基准值设定部17判定为允许涌入电流值与由电流检测部16检测到的电流值之差小于电流基准值的情况下，视为在该时间点设定的电压基准值最佳，初始充电时间最优化，从而结束此次的初始充电动作。在不进入步骤s106就结束了初始充电动作的情况下，维持当前的电压基准值，但在下次进行的初始充电部15的初始充电动作中使用该电压基准值。
在步骤s106中，电压基准值设定部17将电压基准值变更并设定为比在该时间点已经设定的值大的值，并结束此次的初始充电动作。利用在步骤s106中新设定的电压基准值，在开关21从断开切换为闭合时由电流检测部16检测到的电流值(涌入电流值)与电流基准值之和以及与允许涌入电流值与电流基准值之差(电流差)变小，初始充电时间更加接近最佳值。在下次进行的初始充电部15的初始充电动作中使用在步骤s106中新设定的电压基准值。
此外，参照图2说明的当初始充电动作执行一次并且在下次及其之后的初始充电动作时仍再次从步骤s101起执行该初始充电动作。
接着，参照图3a、图3b以及图3c来说明由电压基准值设定部进行的电压基准值的变更处理的具体例。
图3a是例示一个实施方式的转换器装置的初始充电期间内的直流链路电容器电压以及流入直流链路电容器的电流的各波形的图，且例示第一次的初始充电动作中的各波形。图3b是例示一个实施方式的转换器装置的初始充电期间内的直流链路电容器电压以及流入直流链路电容器的电流的各波形的图，且例示第二次初始充电动作中的各波形。图3c是例示一个实施方式的转换器装置的初始充电期间内的直流链路电容器电压以及流入直流链路电容器的电流的各波形的图，且例示第n次(n为正整数)的初始充电动作中的各波形。在图3a、图3b以及图3c中，用点划线表示由交流电压检测部13检测出的交流电压峰值，用双点划线表示允许涌入电流值。
图3a例示以下情况：在第一次的初始充电动作中，在时刻零开始从交流电源2对主电路部11供给交流电力，将开关21断开(关断)来开始进行初始充电。在此，将作为判断第一次的初始充电动作中的初始充电动作是否完成的判断基准的电压基准值的初始值设为vref1。在初始充电期间内，开关21维持断开状态，因此从主电路部11输出的电流作为充电电流经由充电电阻器22流向直流链路电容器12，直流链路电容器12被充电而电压逐渐上升。控制部20在判定为由直流链路电容器电压检测部14检测出的直流链路电容器电压值与由交流电压检测部13检测出的交流电压峰值之差(电压差)为电压基准值vref1以下时，将对开关21输出的指令从断开指令切换为闭合指令。由此，开关21从断开切换为闭合，第一次的初始充电动作完成(时刻t1)。在第一次的初始充电动作完成的时刻t1，在允许涌入电流值与由电流检测部16检测出的电流值之间产生电流值差i1。图3a例示的电流值差i1是比较大的值，这意味着，电压基准值的初始值vref1作为判断初始充电动作是否完成的判断基准并不合适。因此，电压基准值设定部17将作为判断第二次的初始充电动作中的初始充电动作是否完成的判断基准的电压基准值变更为比vref1大的值、即vref2。
图3b例示了以下情况：在第二次的初始充电动作中，在时刻零开始从交流电源2对主电路部11供给交流电力，将开关21断开(关断)来开始进行初始充电。在初始充电期间内，开关21维持断开状态，因此从主电路部11输出的电流作为充电电流经由充电电阻器22流向直流链路电容器12，直流链路电容器12被充电而电压逐渐上升。控制部20在判定为直流链路电容器电压值与交流电压峰值之差(电压差)为电压基准值vref2以下时，将对开关21输出的指令从断开指令切换为闭合指令。由此，开关21从断开切换为闭合，第二次的初始充电动作完成(时刻t2)。在第二次的初始充电动作完成的时刻t2，在允许涌入电流值与由电流检测部16检测出的电流值之间产生电流值差i2。图3b示出的第二次的初始充电动作的时刻t2的直流链路电容器电压值与交流电压峰值之差比图3a示出的第一次的初始充电动作的时刻t1的直流链路电容器电压值与交流电压峰值之差小，因此与第一次的初始充电动作相比，第二次的初始充电动作产生更大的涌入电流。因而，第二次的初始充电动作中的允许涌入电流值与由电流检测部16检测的电流值之间的电流值差i2比第一次的初始充电动作中的允许涌入电流值与由电流检测部16检测出的电流值之间的电流值差i1小。另外，第二次的初始充电动作中的电压基准值vref2比第一次的初始充电动作中的电压基准值vref1大，因此在第二次的初始充电动作中开关21从断开切换为闭合的时刻t2比在第一次的初始充电动作中开关21从断开切换为闭合的时刻t1提前。这意味着，在第二次的初始充电动作中使用的电压基准值vref2与在第一次的初始充电动作中使用的电压基准值vref1相比更为适当。另外，在第二次的初始充电动作中由电流检测部16检测出的电流值与允许涌入电流值之间的电流值差i2比在第一次的初始充电动作中由电流检测部16检测出的电流值与允许涌入电流值之间的电流值差i1小，因此电压基准值设定部17将作为判断第三次的初始充电动作中的初始充电动作是否完成的判断基准的电压基准值vref3设定为比vref2大的值。
图3c例示了以下情况：在通过第n次的初始充电动作使在开关21从断开切换为闭合时由电流检测部16检测出的电流值与允许涌入电流值之间的电流值差为预先规定的电流基准值以下时，停止针对电压基准值的变更处理。在电压基准值设定部17重复进行“n-1”次针对电压基准值的变更处理并在直到第n次的初始充电动作开始为止的期间内设定了电压基准值vrefn的情况下，控制部20在判定为直流链路电容器电压值与交流电压峰值之差为电压基准值vrefn以下时，将对开关21输出的指令从断开指令切换为闭合指令。由此，开关21从断开切换为闭合，第n次的初始充电动作完成(时刻tn)。在开关21从断开切换为闭合的时刻tn允许涌入电流值与由电流检测部16检测出的电流值之间的电流值差in为预先规定的电流基准值iref以下时，停止针对电压基准值的变更处理。图3c中例示的电流值差in为被设定为所产生的涌入电流的值不超过允许涌入电流值且所产生的涌入电流的值与允许涌入电流值之差不过分变大的程度的电流基准值iref以下，因此可以说此时设定的电压基准值vrefn作为判断初始充电动作是否完成的判断基准最合适，因而，初始充电时间被最优化。
此外，在图1示出的转换器装置1中，电流检测部16设置在主电路部11的直流输出侧，但也可以设置在主电路部11的交流输入侧。图4是表示在主电路部的交流输入侧设置有电流检测部的一个实施方式的转换器装置的图。如图4所示，电流检测部16设置在主电路部11的交流输入侧，来检测向主电路部11流入的电流的值。基于从交流电源2输入的交流电流来生成从主电路部11向直流链路输出的电流，因此在直流链路中出现的涌入电流在主电路部11的交流输入侧也表现为突然大的电流。因而，即使将电流检测部16设置在主电路部11的交流输入侧，也能够检测初始充电期间内的涌入电流值。除此以外的电路构成要素与图1所示的电路构成要素相同，因此省略其详细的说明。
根据本公开的一个方式，在直流输出侧具有直流链路电容器的转换器装置中，无论电源阻抗的大小如何都能够实现使直流链路电容器的初始充电时间最优化的转换器装置。
根据本公开的一个方式，每当执行初始充电动作时由电压基准值设定部执行针对电压基准值的变更处理，因此能够将初始充电时间有效地最优化。例如，每当将加工室的门打开和关闭时，机械加工中心进行初始充电动作，但根据本公开的一个方式，在每次伴随加工室的门的打开和关闭执行的初始充电动作中，初始充电动作所需的时间被逐渐地最优化，因此能够有效地缩短机械加工中心的生产节拍时间。
另外，根据本公开的一个方式，由电压基准值设定部设定的电压基准值仅在不更换在设置了该电压基准值时与转换器装置连接的交流电源的情况下是有效的，在更换了交流电源的情况下将电压基准值重置，因此即使更换为具有不同的电源阻抗的交流电源，也不存在由于涌入电流而破坏转换器装置的危险性。
另外，根据本公开的一个方式，连接有更换后的交流电源的转换器装置再次执行针对电压基准值的变更处理，生成与更换后的交流电源的电源阻抗对应的新的电压基准值，从而无论电源阻抗的大小如何都能够容易地使直流链路电容器的初始充电时间最优化。