発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

ＰＷＭインバータにより三相交流電圧を発生させる場合、各相の電圧指令の周波数（以下、一次周波数）に対するキャリア周波数の比率Ｒ（比率Ｒ＝キャリア周波数÷一次周波数と定義する）は９〜１０倍以上とする必要がある。比率Ｒが十分に高くないと電圧ひずみが発生し、交流電動機の駆動制御に支障を来たす虞があるからである。電圧ひずみの発生を抑えるという観点からすると、一次周波数に対するキャリア周波数の比率Ｒは高ければ高いほど好ましいのであるが、交流電動機に流す電流の大きさとの関係でキャリア周波数には上限が存在する。その理由は以下の通りである。キャリア周波数が高いほど、また、交流電動機に流す電流が大きいほどＰＷＭインバータにおけるスイッチング損失は増加し、スイッチング損失の増加はスイッチング素子の温度上昇として現れる。スイッチング素子の温度が高くなりすぎると、素子の特性が変化したり、スイッチング素子の破損が発生したりするため、スイッチング損失はスイッチング素子の冷却能力等に見合った範囲に収まっていなければならない。つまり、交流電動機に所定の電流を流す際のキャリア周波数の上限は、その交流電動機に三相交流電力を供給するＰＷＭインバータに含まれるスイッチング素子の冷却能力等に応じて定まるのである。以下、スイッチング素子の冷却能力等に応じて定まる上限のことを「電流によるキャリア周波数の上限」と呼ぶ。 交流電動機の設計方法としては、所定の定格速度を設け、定格の負荷条件として、定格速度以下はトルクを一定値とし、定格速度以上は出力を一定値とすることが一般的である。この場合、出力一定の定出力領域ではトルク一定の定トルク領域に比較して交流電動機に流れる電流が小さくなる傾向がある。特に、永久磁石同期電動機においてマグネットトルクのみを使う場合、定出力領域において交流電動機に流れる電流は速度に反比例して減少するため（図９参照）、この傾向が顕著になる。なお、図９に示す例は、交流電動機の一次周波数・電流特性であるが、交流電動機の速度は一次周波数に応じて定まるため、この一次周波数・電流特性は速度・電流特性と等価である。ＰＷＭインバータによる駆動制御の対象となる交流電動機が図９に示す速度・電流特性を有している場合には、交流電動機に流れる電流の大きさが速度（一次周波数）に応じて図９に示すように変化することを考慮してキャリア周波数を適切に設定しなければならない。 例えば、図１０の「低い設定値」に示すように、キャリア周波数が低くすぎるとｆＡを上回る一次周波数では比率Ｒが所定値ｎを下回る。前述したように、比率Ｒが所定値ｎを下回る状態では大きな電圧ひずみが発生し、交流電動機の駆動制御が不能になる虞がある。逆に、図１０の「高い設定値」に示すように、キャリア周波数が高すぎると、ｆＢ以下の一次周波数ではキャリア周波数が「電流によるキャリア周波数の上限」を上回り、スイッチング損失が増大する。このため、一次周波数がｆＢ以下の領域ではスイッチング損失に起因する発熱量が素子の冷却能力に見合ったものとなるように交流電動機に流す電流を低減させることが必要となり、所定の電流を流すことができなくなってしまう。 本発明は課題に鑑みて為されたものであり、第１の目的は、交流電動機に三相交流電力を供給する電力変換装置の制御を行う際に交流電動機の速度に応じて定まる電流を確実に流せるようにすることであり、第２の目的は、交流電動機に三相交流電力を供給する電力変換装置の制御を行う際に予め定められた最高速度までの全速度範囲に亘って電圧ひずみの発生を確実に抑えることである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋