特開 2024-22201 インバータ装置、並びにモータ駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024022201

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】インバータ装置、並びにモータ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240208BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125611

(22)【出願日】2022-08-05

(71)【出願人】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立グローバルライフソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】李 東昇

(72)【発明者】

【氏名】舟橋 佳邦

(72)【発明者】

【氏名】高木 純一

【テーマコード（参考）】

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H770BA01

5H770CA02

5H770DA01

5H770DA03

5H770DA41

5H770EA01

5H770EA03

5H770GA16

5H770GA19

5H770HA02Y

5H770HA03W

5H770LB02

(57)【要約】

【課題】
デッドタイム補償量の設定精度を向上できるインバータ装置を提供する。
【解決手段】
このインバータ装置（１）は、直流電力を交流電力に変換して交流電力を負荷（３）に出力し、デッドタイム補償機能を備える制御部（７）によって制御されるものであって、制御部（７）は、所定周波数の正弦波電流指令に応じた出力電流に含まれる第３次高調波成分に基いて、デッドタイム補償量を生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電力を交流電力に変換して前記交流電力を負荷に出力し、デッドタイム補償機能を備える制御部によって制御されるインバータ装置において、
前記制御部は、
所定周波数の正弦波電流指令に応じた出力電流に含まれる第３次高調波成分に基いて、デッドタイム補償量を生成することを特徴とするインバータ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のインバータ装置において、
前記制御部は、
前記正弦波電流指令に対して同位相である３倍周波数の正弦波信号を生成し、前記出力電流と前記正弦波信号との乗算値から、前記第３次高調波成分に関わる特徴量を算出して、前記特徴量に基づいて前記デッドタイム補償量を生成することを特徴とするインバータ装置。

【請求項3】

請求項２に記載のインバータ装置において、
前記制御部は、
前記特徴量を低減するように、前記デッドタイム補償量を生成することを特徴とするインバータ装置。

【請求項4】

請求項２に記載のインバータ装置において、
前記特徴量は、前記乗算値における直流成分であることを特徴とするインバータ装置。

【請求項5】

請求項１に記載のインバータ装置において、
前記交流電力は三相交流電力であり、
前記正弦波電流指令は、ｄ軸電流指令もしくはｑ軸電流指令であり、
前記出力電流は、ｄ軸電流指令もしくはｑ軸電流指令であることを特徴とするインバータ装置。

【請求項6】

請求項１に記載のインバータ装置であって、
前記インバータ装置に三相インバータを採用する場合は、
前記交流電力は三相交流電力であり、
前記制御部は、主回路における三相分の上下アームの内、一相分をオフ状態にして、前記デッドタイム補償量を生成することを特徴とするインバータ装置。

【請求項7】

請求項１のインバータ装置において、
前記制御部は、
生成した前記デッドタイム補償量を記憶部に保存し、
前記記憶部に保存された前記デッドタイム補償量を用いて、前記デッドタイム補償を実行することを特徴とするインバータ装置。

【請求項8】

インバータ装置によって交流モータを駆動するモータ駆動装置において、
前記インバータ装置は、直流電力を交流電力に変換して前記交流電力を前記交流モータに出力し、デッドタイム補償機能を備える制御部によって制御され、
前記制御部は、
所定周波数の正弦波電流指令に応じた出力電流に含まれる第３次高調波成分に基いて、デッドタイム補償量を生成することを特徴とするモータ駆動装置。

【請求項9】

請求項８に記載のモータ駆動装置において、
前記制御部は、
前記交流モータの停止時に、前記デッドタイム補償量を生成することを特徴とするモータ駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インバータ装置、並びにインバータ装置が用いられるモータ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インバータ装置の動作時には、上下アームが短絡しないように、上下アームにおける半導体スイッチング素子を同時にオフするデッドタイムが設定される。デッドタイムが設定されると、制御器において生成される電圧指令値と、インバータ装置の出力電圧との間に誤差電圧が生じる。このため、インバータ装置の出力電流に波形歪が発生する。このような、波形歪を低減するために、制御器は、デッドタイム補償を行う。

【0003】

デッドタイム補償においては、出力電流の極性に応じて、電圧指令値に、所定のデッドタイム補償量が加算される。デッドタイム補償量の大きさは、デッドタイムのほか、半導体スイッチング素子の特性やそのばらつきに影響される。このため、デッドタイム補償量を設定するために、予め、半導体スイッチング素子の特性が調査もしくは測定されたり、デッドタイム設定に伴う誤差電圧が実測されたりする。

【0004】

これに対し、制御器によってデッドタイム補償量を設定する従来技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。本技術においては、電力変換器からモータに流れ込むモータ電流に発生する電流脈動の値と電流指令値との差が所定の基準値よりも小さくなるように、補償電圧の振幅を補正する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－４４７８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記従来技術では、デッドタイム補償に伴うモータ電流における６次の高調波成分に基づき、デッドタイム補償量が設定される。このため、モータの誘起電圧の歪、磁気飽和特性や負荷トルクの脈動などに起因するモータ電流における６次の高調波成分によって、デッドタイム補償量の設定精度を確保することが難しくなる。

【0007】

そこで、本発明は、デッドタイム補償量の設定精度を向上できるインバータ装置、並びにこのようなインバータ装置を用いるモータ駆動装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明によるインバータ装置は、直流電力を交流電力に変換して交流電力を負荷に出力し、デッドタイム補償機能を備える制御部によって制御されるものであって、制御部は、所定周波数の正弦波電流指令に応じた出力電流に含まれる第３次高調波成分に基いて、デッドタイム補償量を生成する。

【0009】

上記課題を解決するために、本発明によるモータ駆動装置は、インバータ装置によって交流モータを駆動するものであって、インバータ装置は、直流電力を交流電力に変換して交流電力を交流モータに出力し、デッドタイム補償機能を備える制御部によって制御され、制御部は、所定周波数の正弦波電流指令に応じた出力電流に含まれる第３次高調波成分に基いて、デッドタイム補償量を生成する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、デッドタイム補償量の設定精度が向上する。

【0011】

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例１であるインバータ装置の構成を示す回路図である。

【図2】制御器７（図１）の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図3】電流指令発生器１０（図２）の詳細構成を示す機能ブロック図である。

【図4】電流制御器１１（図２）の詳細構成を示す機能ブロック図である。

【図5】デッドタイム補償器１３（図２）の詳細構成を示す機能ブロック図である。

【図6】デッドタイム補償量同定器１５（図２）の詳細構成を示す機能ブロック図である。

【図7】デッドタイム補償量同定器１５（図６）の動作を示す波形図である。

【図8】デッドタイム補償量同定器１５（図６）の動作時における、ローパスフィルタ２７（図６）の出力波形３３の一例と、対応するデッドタイム補償量の波形３４の一例とを示す。

【図9】実施例２であるインバータ装置の構成を示す回路図である。

【図10】制御器４５（図９）の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図11】実施例３であるモータ駆動装置の全体構成を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について、下記の実施例１～３により、図面を用いながら説明する。各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。

【0014】

以下に説明するように、各実施例においては、インバータ装置が出力する電流に含まれる第３次高調波成分に基づいて、デッドタイム補償量が設定される。

【実施例0015】

図１は、本発明の実施例１であるインバータ装置の構成を示す回路図である。

【0016】

インバータ装置１は、直流電源２と負荷３との間に接続され、負荷３に単相交流電流を出力する。本実施例１においては、負荷３は、インダクタと抵抗の直列回路としているが、例えば、モータの巻線である。

【0017】

インバータ装置１は、電圧検出器４と、複数のアーム５と、電流検出器６と、制御器７とを備えている。

【0018】

複数（本実施例では４個）のアーム５の各々は、半導体スイッチング素子と還流ダイオードの並列回路から構成される。本実施例１では、４個のアーム５における４個の半導体スイッチング素子がフルブリッジ接続されて、単相インバータ主回路を構成する。なお、本実施例１では、半導体スイッチング素子として、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が適用される。

【0019】

電圧検出器４は、直流電源２の直流電源電圧、すなわち、単相インバータ主回路への直流入力電圧を検出する。また、電流検出器６は、インバータ装置１における単相インバータ主回路から負荷３への単相交流出力電流、すなわち負荷電流を検出する。

【0020】

制御器７には、電圧検出器４からの直流電圧検出信号と、電流検出器６からの出力電流検出信号とが入力される。制御器７は、直流電圧検出値および交流出力電流検出値に基づいて、単相インバータ主回路のスイッチングを制御するＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成して出力する。このＰＷＭ信号によって、単相インバータ主回路を構成する各半導体スイッチング素子のオン・オフが制御されることにより、直流電源２から入力される直流電力が単相交流電力に変換される。

【0021】

図２は、制御器７（図１）の概略構成を示す機能ブロック図である。

【0022】

図２に示すように、制御器７は、電流指令発生器１０と、電流制御器１１と、変調率演算器１２と、デッドタイム補償器１３と、ＰＷＭ制御器１４と、デッドタイム補償量同定器１５とを備える。

【0023】

以下、各部の詳細構成について説明する。

【0024】

図３は、電流指令発生器１０（図２）の詳細構成を示す機能ブロック図である。

【0025】

位相演算器１７は、電流指令周波数設定部１６にあらかじめ設定されている周波数（ｆ１）に基づいて、積分演算により、位相（θ１）を算出する。なお、ｆ１は、インバータ装置の出力周波数または負荷３の動作周波数などに基づいて設定される。例えば、ｆ１は定格周波数に設定される。

【0026】

正弦波演算器１８Ａは、位相演算器１７によって算出された位相（θ１）に基づいて、正弦波信号（ｓｉｎ（θ１））を生成する。正弦波演算器１８Ａによって生成された正弦波信号（ｓｉｎ（θ１））は、増幅器１９によって、Ｉａｍｐ倍に増幅される。これにより、電流指令発生器１０は、式（１）で表される正弦波電流指令ｉ＿ｒｅｆを生成する。なお、Ｉａｍｐは、電流指令の振幅値である。

【0027】

位相演算器１７によって算出された位相（θ１）は、増幅器２０によって、３倍に増幅される。正弦波演算器１８Ａは、３倍に増幅された位相に基づいて、正弦波信号（ｓｉｎ（３θ１））を生成する。これにより、電流指令発生器１０は、式（２）で表される、ｉ＿ｒｅｆに対して同位相で３倍周波数の正弦波信号ｓｉｎ＿３を生成する。正弦波信号ｓｉｎ＿３は、後述するように（図６）、デッドタイム補償量同定器１５（図２）において、デッドタイム補償量ｄｔ＿ｃｏｍｐを生成するために用いられる。

【0028】

【数1】

【0029】

【数2】

【0030】

電流指令発生器１０は、インバータ装置１がデッドタイム補償量を同定する動作モードに設定された場合に動作する。インバータ装置１の通常動作においては、負荷３に対する動作指令、例えば、負荷３がモータである場合は速度指令やトルク指令、に応じて電流指令を生成する他の電流指令発生部が動作する。

【0031】

なお、インバータ装置１を一定周波数ｆ１で動作させる場合には、電流指令発生器１０は、デッドタイム補償量同定時と通常動作時の両方において用いられてもよい。

【0032】

図４は、電流制御器１１（図２）の詳細構成を示す機能ブロック図である。

【0033】

電流制御器１１は、電流指令発生器１０（図３）からの電流指令ｉ＿ｒｅｆと、電流検出器６（図１）からの出力電流検出信号すなわち交流電流検出信号ｉ＿ｆｂとの偏差（＝ｉ＿ｒｅｆ－ｉ＿ｆｂ：図２参照）が零になるように、ＰＩ制御器２１およびＳ制御器２２によって、電圧指令ｖ＿ｒｅｆを生成する。電流制御器１１の伝達関数は、式（３）によって表される。式（３）中、Ｋ_Ｐ，Ｋ_Ｉ，Ｋ_Ｓ，Ｋ_Ｔは、制御ゲインであり、ｓはラプラス演算子である。

【0034】

【数3】

【0035】

式（３）の右辺において、第１および第２項は、ＰＩ制御器２１の伝達関数であり、第３項はＳ制御器２２の伝達関数である。この第３項が示すように、Ｓ制御器２２は、周波数ｆ１の信号成分に対して大きなゲインを示すため、電流制御の精度が向上する。

【0036】

なお、ＰＩ制御器およびＳ制御器に代えて、電流指令ｉ＿ｒｅｆと、交流電流検出信号ｉ＿ｆｂとの偏差を零にするように動作する他の制御器、例えば繰り返し制御器などを適用してもよい。

【0037】

図２に示すように、変調率演算器１２は、電流制御器１１（図４）が生成した電圧指令ｖ＿ｒｅｆと、電圧検出器４（図１）からの直流電圧信号Ｖｄｃとに基づいて、式（４）で表される変調率指令、すなわちＰＷＭ制御における変調波ｍ＿ｒｅｆを生成する。

【0038】

【数4】

【0039】

図５は、デッドタイム補償器１３（図２）の詳細構成を示す機能ブロック図である。

【0040】

デッドタイム補償器１３は、極性判定器２４によって、電流指令発生器１０（図３）からの電流指令ｉ＿ｒｅｆの極性を判定する。さらに、デッドタイム補償器１３は、判定した電流指令ｉ＿ｒｅｆの極性に応じて、切替器２３によって、後述するデッドタイム補償量ｄｔ＿ｃｏｍｐの正負を設定する。すなわち、ｉ＿ｒｅｆの極性に応じて、切替器２３によって、ｄｔ＿ｃｏｍｐおよび－ｄｔ＿ｃｏｍｐのいずれか一方が、選択される。デッドタイム補償器１３は、変調率演算器１２によって生成された変調波ｍ＿ｒｅｆに、切替器２３によって正負が設定されたデッドタイム補償量を加算することにより、デッドタイム補償された変調波ｍ＿ｒｅｆ＿ｄｔを生成する。このようにして、デッドタイム補償器１３はデッドタイム補償を実行する。

【0041】

図２に示すように、ＰＷＭ制御器１４は、デッドタイム補償器１３によってデッドタイム補償された変調波ｍ＿ｒｅｆ＿ｄｔに基づいて、ＰＷＭ信号を生成する。なお、ＰＷＭ制御器１４は、変調波ｍ＿ｒｅｆ＿ｄｔと図示しない搬送波とを比較することにより、ＰＷＭ信号を生成する。

【0042】

図６は、デッドタイム補償量同定器１５（図２）の詳細構成を示す機能ブロック図である。

【0043】

デッドタイム補償量同定器１５は、乗算器２６によって、交流電流検出信号ｉ＿ｆｂと電流指令発生器１０（図３）からの正弦波信号ｓｉｎ＿３とを乗算し、その結果である乗算値（＝ｉ＿ｆｂ×ｓｉｎ＿３＝ｉ＿ｆｂ×ｓｉｎ（３×θ１））から、ローパスフィルタ２７によって、デッドタイム補償誤差に起因する電流波形歪みに対応する直流成分を抽出する。デッドタイム補償量同定器１５は、さらに、零とこの直流成分との偏差に基づいて、この偏差を零にするように、すなわち直流成分を無くすように、積分制御器２８によってデッドタイム補償量ｄｔ＿ｃｏｍｐを生成する。

【0044】

本発明者の検討によれば、デッドタイム設定によりインバータ装置１の出力電流の波形が歪む場合、交流電流検出信号ｉ＿ｆｂに含まれる第３次高調波成分と正弦波信号ｓｉｎ＿３とが乗算されると生成される直流成分と、デッドタイム補償量との間には相関があり、この直流成分が零に近づくとデッドタイム補償量が適正値に近づく。

【0045】

本実施例１では、交流電流検出信号ｉ＿ｆｂと正弦波信号ｓｉｎ＿３の乗算値の一特徴量である直流成分を抽出しているが、デッドタイム補償量との間に相関があれば、他の特徴量を抽出してもよい。例えば、交流電流検出信号ｉ＿ｆｂに含まれる第３次高調波成分と正弦波信号ｓｉｎ＿３とが乗算されると生成される周波数成分の振幅などでもよい。

【0046】

次に、デッドタイム補償量同定器１５の動作について説明する。

【0047】

図７は、デッドタイム補償量同定器１５（図６）の動作を示す波形図である。なお、本波形図は、本発明者の検討によるものである。

【0048】

図７においては、デッドタイム補償量が過大な場合、デッドタイム補償量が過小な場合、デッドタイム補償量が適正な場合について、デッドタイム補償量同定器１５の動作を示す。各場合において、図中、上から、交流電流検出値（ｉ＿ｆｂ）すなわち出力電流の波形、正弦波信号ｓｉｎ＿３の波形、乗算器２６（図６）による乗算値（＝ｉ＿ｆｂ×ｓｉｎ＿３）の波形、ローパスフィルタ２７（図６）によって乗算値から抽出された直流成分の波形、が示される。

【0049】

デッドタイム補償量が過大な場合（図７中の左図）において、デッドタイム補償量は適正値の１５０％に設定されている。この場合、過大なデッドタイム補償量により、出力電流波形３０の極性が切り替わる時点（例えば、時刻２．５８ｓｅｃ）の前後において、出力電流の大きさは、波形歪のために、正弦波よりも大きくなる。このため、乗算値３２の正の成分が多くなるため、ローパスフィルタ２７（図６）の出力波形３３すなわち乗算値３２から抽出された直流成分が正値を示す。

【0050】

デッドタイム補償量が過小な場合（図７中の中央図）において、デッドタイム補償量は適正値の５０％に設定されている。この場合、過小なデッドタイム補償量により、出力電流波形３０の極性が切り替える時点（例えば、時刻２．５８ｓｅｃ）の前後において、出力電流の大きさは、波形歪のために、正弦波より小さくなる。このため、乗算値３２の負の成分が多くなるため、ローパスフィルタ２７（図６）の出力波形３３すなわち乗算値３２から抽出された直流成分が負値を示す。

【0051】

デッドタイム補償量が適正値である場合（図７の右図）においては、乗算値３２が零付近の値を示す。このため、ローパスフィルタ２７（図６）の出力波形３３すなわち乗算値３２から抽出された直流成分が略零となる。

【0052】

図７に示すように、ローパスフィルタが出力する直流成分の大きさと、デッドタイム補償量とは、相関している。したがって、ローパスフィルタ２７（図６）が出力する直流成分を零にするようなデッドタイム補償量、すなわち積分制御器２８（図６）が出力するデッドタイム補償量ｄｔ＿ｃｏｍｐは適正値を有する。

【0053】

図８は、デッドタイム補償量同定器１５（図６）の動作時における、ローパスフィルタ２７（図６）の出力波形３３の一例と、対応するデッドタイム補償量の波形３４の一例とを示す。なお、図８中の破線は、デッドタイム補償量の適正値３５を示す。

【0054】

図８の例では、デッドタイム補償量同定器１５が動作を開始してから約０．７５ｓｅｃ後に、ローパスフィルタ２７の出力波形３３の直流成分が略零になり、デッドタイム補償量が初期値（適正値の５０％）から適正値になる。

【0055】

デッドタイム補償量同定器１５（図６）の動作により得られた、適正値を有するデッドタイム補償量は、制御器７が有する記憶部（図示せず）に保存される。保存されたデッドタイム補償量を用いて、デッドタイム補償器１３（図２，５）はデッドタイム補償を実行する。

【0056】

なお、インバータ装置１の動作モードとして、デッドタイム補償量同定動作モードを設け、デッドタイム補償量同定動作モードの際に、上述のようにデッドタイム補償量の適正値が同定される。

【0057】

デッドタイム補償量同定動作モードは、インバータ装置１において、デッドタイム補償量同定時に所定の操作により設定されてもよいし、負荷３の起動時ごとに設定されてもよい。

【0058】

また、デッドタイム補償量同定器１５は、負荷の動作中、ダイナミックにデッドタイム補償量を算出してもよい。これにより、インバータ装置の動作状態や使用環境に応じて、半導体スイッチング素子の温度特性がデッドタイム補償量に影響する場合においても、デッドタイム補償量の適正値を高精度に同定できる。

【0059】

なお、負荷がモータである場合、モータを停止させて、デッドタイム補償量の適正値を同定することが好ましい。これにより、モータの回転に伴う高調波の影響が防止されるので、デッドタイム補償量の適正値を高精度に同定できる。

【0060】

上述のように、実施例１によれば、正弦波の電流指令に応じた出力電流に含まれる第３次高調波成分に基づいてデッドタイム補償量が設定される。これにより、デッドタイム補償量の設定精度を向上できる。したがって、デッドタイムの設定にともなって発生する出力電流の波形歪が抑制される。

【0061】

また、実施例１によれば、交流電流検出信号ｉ＿ｆｂすなわち出力電流に、電流指令の周波数の３倍周波数の正弦波信号（ｓｉｎ＿３）を乗算することにより、出力電流に含まれる第三次高調波成分に応じて生成される直流成分に基づいてデッドタイム補償量が設定される。これにより、デッドタイム補償量を、高精度で適正値に設定できる。

【0062】

なお、本実施例１においては、デッドタイム補償量設定を含むデッドタイム補償においては、電流制御に用いられる電流検出器６が用いられる。したがって、インバータ装置において使用する検出器の個数が、デッドタイム補償に伴って増えることはない。

【実施例0063】

図９は、本発明の実施例２であるインバータ装置の構成を示す回路図である。

【0064】

以下、主に、実施例１と異なる点について説明する。

【0065】

インバータ装置４１は、実施例１（単相インバータ）と異なり、三相インバータである。

【0066】

インバータ装置４１は、直流電源４０と負荷４２との間に接続され、負荷４２に三相交流電流を出力する。本実施例２において、負荷４２は、スター結線された、インダクタと抵抗の直列回路（３個）からなるが、例えば、三相交流モータの三相巻線である。

【0067】

インバータ装置４１は、電圧検出器４３と、複数のアームと、電流検出器４４と、制御器４５とを備えている。

【0068】

複数（本実施例では６個）のアームの各々は、半導体スイッチング素子と還流ダイオードの並列回路から構成される。本実施例２では、６個のアーム５における６個の半導体スイッチング素子が三相フルブリッジ接続されて、三相インバータ主回路を構成する。

【0069】

電圧検出器４３は、直流電源４０の直流電源電圧、すなわち、三相インバータ主回路への直流入力電圧を検出する。また、電流検出器４４は、インバータ装置４１における三相インバータ主回路から負荷４２への三相交流出力電流、すなわち三相負荷電流の内の二相分を検出する。

【0070】

制御器４５には、電圧検出器４３からの直流電圧検出信号と、電流検出器４４からの出力電流検出信号とが入力される。制御器４５は、入力した直流電圧検出信号および出力電流検出信号が示す、それぞれ直流電圧検出値および交流出力電流検出値に基づいて、三相インバータ主回路のスイッチングを制御するＰＷＭ信号を生成して出力する。このＰＷＭ信号によって、三相インバータ主回路を構成する各半導体スイッチング素子のオン・オフが制御されることにより、直流電源２から入力される直流電力が三相交流電力に変換される。

【0071】

図１０は、制御器４５（図９）の概略構成を示す機能ブロック図である。

【0072】

図１０に示すように、制御器４５は、電流指令発生器５０と、ｄ－ｑ軸位相発生器５１と、３相２軸変換器５２と、電流制御器５３と、２軸／３相変換器５４Ａと、２軸／３相変換器５４Ｂと、変調率演算器５５と、デッドタイム補償器５６と、ＰＷＭ制御器５７と、デッドタイム補償量同定器５８とを備える。制御器４５においては、いわゆるベクトル制御が適用されている。

【0073】

以下、各部の動作について説明する。

【0074】

電流指令発生器５０は、実施例１における電流指令発生器１０（図３）と同様の構成を有する。ｄ軸電流指令（Ｉｄ＊）と、基本波周波数（ｆ１）の３倍周波数の正弦波信号（ｓｉｎ＿３）を作成する。また、デッドタイム補償量同定時には、ｑ軸電流指令（Ｉｑ＊）は零に設定される。

【0075】

ｄ－ｑ軸位相発生器５１は、３相／２軸変換器５２と、２軸／３相変換器５４Ａ，５４Ｂとにおいて、座標変換に用いられる位相（θ_ｄ）を生成する。位相θ_ｄは、デッドタイム補償量同定モードでは、任意の位相で良い。なお、簡易的に、位相θ_ｄを零に設定しても良い。

【0076】

３相／２軸変換器５２は、交流電流検出信号（Ｉｕ，Ｉｖ）をｄｑ軸電流（Ｉｄ，Ｉｑ）に変換する。なお、変換手段は、公知のベクトル制御と同様である。

【0077】

電流制御器５３は、ｄ軸電流制御器とｑ軸電流制御器を備える。ｄ軸電流制御器およびｑ軸電流制御器の各々は、実施例１における電流制御器１１（図４）と同様の構成を有する。電流制御器５３が生成するｄｑ軸電圧指令（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊）は、２軸／３相変換器５４Ａによって三相電圧指令（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）に変換される。さらに、三相電圧指令（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）は、変調率演算器５５によって、実施例１と同様に（式（４）参照）、三相変調率（Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗ）へ換算される。

【0078】

デッドタイム補償器５６は、実施例１のデッドタイム補償器１３（図５）と同様に、三相電流指令（Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊）の極性に応じて、変調波（Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗ）にデッドタイム補償量ｄｔ＿ｃｏｍｐを加算もしくは減算して、デッドタイム補償された変調波（Ｍｕ＿ｄｔ， Ｍｖ＿ｄｔ， Ｍｗ＿ｄｔ）を生成する。

【0079】

ＰＷＭ制御器５７は、補償後の変調波（Ｍｕ＿ｄｔ， Ｍｖ＿ｄｔ， Ｍｗ＿ｄｔ）を用いて、三相インバータの動作を制御するＰＷＭ信号を作成する。

【0080】

なお、ＰＷＭ制御器５７は、変調波（Ｍｕ＿ｄｔ， Ｍｖ＿ｄｔ， Ｍｗ＿ｄｔ）と図示しない搬送波とを比較することにより、ＰＷＭ信号を生成する。

【0081】

デッドタイム補償量同定器５８は、実施例１のデッドタイム補償量同定器１５（図６）と同様に、ｄ軸電流検出値（Ｉｄ）と電流指令発生器５０からの正弦波信号（ｓｉｎ＿３）とを乗算し、乗算値から、ローパスフィルタ（図１０では図示せず）によって、デッドタイム補償誤差に起因する電流波形歪みに対応る直流成分を抽出する。さらに、デッドタイム補償量同定器５８は、さらに零とこの直流成分との偏差に基づいて、この偏差を零にするように、すなわち直流成分を無くすように、積分制御器（図１０では図示せず）によって、デッドタイム補償量ｄｔ＿ｃｏｍｐを生成する。

【0082】

上述の実施例２によれば、三相インバータ装置におけるデッドタイム補償量の設定精度を向上できる。したがって、デッドタイムの設定にともなって発生する三相出力電流の波形歪が抑制される。

【0083】

また、実施例２によれば、三相インバータ装置におけるデッドタイム補償量を、高精度で適正値に設定できる。

【0084】

また、実施例２によれば、デッドタイム補償量設定時に、ｄ軸電流指令値Ｉｑ＊＝０として、負荷４２、例えば三相交流モータの動作を抑えている。これにより、負荷４２の駆動に伴って発生する高調波成分の影響を防止されるので、デッドタイム補償量の設定精度が向上する。

【0085】

なお、上述の実施例２に代えて、三相インバータ主回路における任意の１相分の上下アームの半導体スイッチング素子をオフ状態にして、他の２相分に対し、実施例１における単相インバータに対するデッドタイム補償量設定手段を適用してもよい。