特許 7496704 インバータ装置、制御方法、モータ駆動装置、冷凍空気調和機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-30

(45)【発行日】2024-06-07

(54)【発明の名称】インバータ装置、制御方法、モータ駆動装置、冷凍空気調和機器

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240531BHJP

   H02P 27/08 20060101ALI20240531BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 F

H02P27/08

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020072486

(22)【出願日】2020-04-14

(65)【公開番号】P2021170865

(43)【公開日】2021-10-28

【審査請求日】2023-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】316011466

【氏名又は名称】日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000420

【氏名又は名称】弁理士法人ＭＩＰ

(72)【発明者】

【氏名】李 東昇

(72)【発明者】

【氏名】能登原 保夫

(72)【発明者】

【氏名】木下 健

(72)【発明者】

【氏名】田村 正博

【審査官】東 昌秋

(56)【参考文献】

【文献】特開平５－２０７７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８３４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１８８６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５０６７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／００－ ７／９８

Ｈ０２Ｐ ２１／００－２７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチング素子を備えたインバータ回路と、
前記インバータ回路を制御する制御器と
を含むインバータ装置であって、前記制御器は、
前記スイッチング素子を制御する、変調波信号およびキャリア波信号に基づくパルス信号列を構成する信号区間の幅が基準を下回るか否かを判定する判定部と、
前記幅が前記基準を下回ると判定された信号区間を消去するとともに、前記パルス信号列中の消去する前記信号区間の近隣にあるパルスに関し、前記キャリア波信号の一周期を構成する複数の区間に対応する前記変調波信号の複数の値を修正することにより、前記消去にかかる前記信号区間の前記幅に応じた補正を施す補正部
とを含む、インバータ装置。

【請求項2】

前記信号区間は、オンパルス区間またはオフパルス区間である、請求項１に記載のインバータ装置。

【請求項3】

前記信号区間が、オフパルス区間である場合、前記近隣にあるパルスは、消去する前記信号区間に先行または後続するオフパルスであり、前記補正により前記オフパルスの幅が広がるように補正される、請求項１または２に記載のインバータ装置。

【請求項4】

前記信号区間が、オンパルス区間である場合、前記近隣にあるパルスは、消去する前記オンパルス区間に先行または後続するオンパルスであり、前記オンパルスの幅が広がるように補正される、請求項１～３のいずれか１項に記載のインバータ装置。

【請求項5】

前記制御器は、演算回路を用いて、前記パルス信号列の少なくとも２周期分の区間に関する情報に基づいて、前記判定および前記補正を行うことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のインバータ装置。

【請求項6】

前記制御器は、外部指令または電源電圧の所定の変化に応答して、前記判定部による判定並びに前記補正部による前記消去および前記補正を停止することを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載のインバータ装置。

【請求項7】

前記インバータ装置は、
前記変調波信号を演算する変調波演算部と、
前記キャリア波信号を発生するキャリア波発生器と、
前記変調波信号と、前記キャリア波信号とを比較する比較器と
をさらに含み、
前記判定部は、前記変調波演算部が演算した前記変調波信号の値と、前記キャリア波信号の山または谷の値との関係に基づいて前記判定を行い、
前記補正部は、前記変調波演算部が演算した前記変調波信号の値を修正することにより、前記信号区間の前記消去および前記近隣にあるパルスに対する前記補正を実現する、請求項１～６のいずれか１項に記載のインバータ装置。

【請求項8】

交流モータが接続されたモータ駆動装置であって、
スイッチング素子を備え、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路が出力する交流電流を検出する電流検出手段と、
前記インバータ回路を制御する制御器と
を備え、前記制御器は、
前記スイッチング素子を制御する、変調波信号およびキャリア波信号に基づくパルス信号列を構成する信号区間の幅が基準を下回るか否かを判定する判定部と、
前記幅が前記基準を下回ると判定された信号区間を消去するとともに、前記パルス信号列中の消去する前記信号区間の近隣にあるパルスに関し、前記キャリア波信号の一周期を構成する複数の区間に対応する前記変調波信号の複数の値を修正することにより、前記消去にかかる前記信号区間の前記幅に応じた補正を施す補正部
とを含む、モータ駆動装置。

【請求項9】

圧縮機を有する冷凍空気調和機器であって、
請求項８に記載のモータ駆動装置と、
前記圧縮機に内蔵された前記交流モータと
を含む、冷凍空気調和機器。

【請求項10】

スイッチング素子を備えたインバータ回路と前記インバータ回路を制御する制御器とを含むインバータ装置の制御方法であって、制御器が、
前記スイッチング素子を制御する、変調波信号およびキャリア波信号に基づくパルス信号列を構成する信号区間の幅が基準を下回るか否かを判定するステップと、
前記幅が前記基準を下回ると判定された信号区間を消去するとともに、前記パルス信号列中の消去する前記信号区間の近隣にあるパルスに関し、前記キャリア波信号の一周期を構成する複数の区間に対応する前記変調波信号の複数の値を修正することにより、前記消去にかかる前記信号区間の前記幅に応じた補正を施すステップと
とを含む、制御方法。

【請求項11】

前記信号区間が、オフパルス区間である場合、前記近隣にあるパルスは、消去する前記信号区間に先行または後続するオフパルスであり、前記補正により前記オフパルスの幅が広がるように補正される、請求項１０に記載の制御方法。

【請求項12】

前記信号区間が、オンパルス区間である場合、前記近隣にあるパルスは、消去する前記オンパルス区間に先行または後続するオンパルスであり、前記オンパルスの幅が広がるように補正される、請求項１０または１１に記載の制御方法。

【請求項13】

前記制御方法は、制御器が、
演算された前記変調波信号を取得するステップと、
演算された前記変調波信号の値に対し補正を施すステップと、
前記補正が施された変調波信号の値と、発生された前記キャリア波信号の値とを比較するステップと
をさらに含み、
前記判定するステップでは、制御器が、取得した前記変調波信号の値と、前記キャリア波信号の山または谷の値との関係に基づいて前記判定を行い、
前記補正するステップでは、制御器が、取得した前記変調波信号の値を修正することにより、前記信号区間の前記消去および前記近隣にあるパルスに対する前記補正を実現する
ことを特徴とする、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、インバータ技術に関し、より詳細には、インバータ装置、該インバータ装置における制御方法、該インバータ装置を備えるモータ駆動装置、および該モータ駆動装置を備える冷凍空気調和機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、空気調和機の圧縮機モータやファンモータなどの交流モータを駆動するために、インバータ回路が用いられている。インバータ回路を構成する半導体スイッチング素子は、制御器からのパルス幅変調（ＰＷＭ， Pulse Width Modulation）信号に従って、オン（導通）およびオフ（非導通）の動作を行うため、スイッチング損失が生じる。

【0003】

このスイッチング損失の低減に関し、例えば、特許第５４３９３５２号公報（特許文献１）に開示される技術が知られている。特許文献１は、前回演算された制御周期におけるＩＧＢＴの状態と今回演算された次の制御周期におけるＩＧＢＴの状態との関係が不連続の関係となった場合に、これらの状態に基づいて、次の制御周期においてＩＧＢＴを導通または遮断する制御を追加して行う構成を開示する。

【0004】

また、特許文献２は、出力電圧の誤差補正手段が、上記演算された線間電圧パルス幅の誤差を、上記最小パルス幅制限した相以外の相の相電圧信号のパルス幅で補正するとともに、この相電圧信号のパルス幅補正に伴う線間電圧パルス幅の誤差を、上記最小パルス幅制限が行われた相、および上記パルス幅補正が行われた相の二相以外の相の相電圧信号のパルス幅で補正する構成を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５４３９３５２号公報

【文献】特許第６３１１４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、本開示は、スイッチング損失の低減および出力電圧誤差の抑制が図られたインバータ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示では、上記課題を解決するために、スイッチング素子を備えたインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御器とを含み、下記特徴を有するインバータ装置を提供する。本インバータ装置において、制御器は、スイッチング素子を制御するパルス信号列を構成する信号区間の幅が基準を下回るか否かを判定する判定部を含む。本インバータ装置は、さらに、幅が基準を下回ると判定された信号区間を消去するとともに、パルス信号列中の消去する信号区間の近隣にあるパルスに関し、消去にかかる信号区間の幅に応じた補正を施す補正部とを含む。

【0008】

その他、本願が開示する課題、およびその解決方法は、発明を実施するための形態の欄および図面により明らかにされる。

【発明の効果】

【0009】

上記構成によれば、インバータ装置において、スイッチング損失を低減するとともに出力電圧誤差を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第１の実施形態によるインバータ装置の全体構成図である。

【図2】図２は、第１の実施形態によるインバータ装置における制御器の内部構成図である。

【図3】図３は、第１の実施形態による制御器におけるパルス幅変調制御器の内部構成図である。

【図4】図４は、第１の実施形態によるインバータ装置のパルス幅変調信号の生成の仕方を説明するタイムチャートである。

【図5】図５は、インバータ装置が生成する変調波およびパルス幅変調信号におけるパルス消去およびパルス幅補正の対象となるパルスを説明する図である。

【図6】図６は、第１の実施形態によるインバータ装置においてパルス消去およびパルス幅補正方法を説明する波形図（ケース１）である。

【図7】図７は、第１の実施形態によるインバータ装置においてパルス消去およびパルス幅補正方法を説明する波形図（ケース２）である。

【図8】図８は、第１の実施形態によるインバータ装置においてパルス消去およびパルス幅補正方法を説明する波形図（ケース３）である。

【図9】図９は、第１の実施形態によるインバータ装置においてパルス消去およびパルス幅補正方法を説明する波形図（ケース４）である。

【図10】図１０は、第１の実施形態によるインバータ装置が実行する制御方法を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、第２の実施形態によるモータ駆動装置の構成図である。

【図12】図１２は、第２の実施形態によるモータ駆動装置の制御器の内部構成図である。

【図13】図１３は、第３の実施形態による冷凍空調機器の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明の実施形態は、以下に説明する具体的な実施形態に限定されるものではない。なお、図面において、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。

【0012】

本発明の実施形態は、インバータ装置、インバータ装置の制御方法、インバータ装置を含むモータ駆動装置およびモータ駆動装置を備える冷凍空気調和機器を対象とする。本発明の実施形態によるインバータ装置は、インバータ回路を構成するスイッチング素子を制御するパルス信号列において、幅が基準を下回る信号区間（例えばオンパルス区間やオフパルス区間）を消去するとともに、パルス信号列中の消去にかかる信号区間の近隣の少なくとも１つのパルス（例えば先行または後続するオンパルスや先行または後続するオフパルス）に対し、消去した信号区間の幅に応じた補正を施すことを特徴とするものである。これにより、好ましくは広い動作領域において、スイッチング損失の低減および出力電圧誤差の抑制を図ることが可能となる。

【0013】

以下、より具体的な実施形態をもって、スイッチング損失の低減および出力電圧誤差の抑制が可能なインバータ装置、インバータ装置の制御方法、インバータ装置を含むモータ駆動装置およびモータ駆動装置を備える冷凍空気調和機器について説明する。

【0014】

＜第１の実施形態＞
以下、図１～図１０を参照しながら、本発明の第１の実施形態によるインバータ装置１００およびその制御方法について説明する。なお、図１～図１０に示した第１の実施形態は、太陽光発電設備や蓄電池向けの系統連系インバータ装置およびその制御方法に対応するものである。

【0015】

図１は、本発明の第１の実施形態によるインバータ装置１００の全体構成を示す。図１に示すインバータ装置１００は、その交流側で交流電源１に接続され、直流側で直流負荷または直流電源（以下、「直流負荷／直流電源１０」と参照する。）に接続されている。

【0016】

インバータ装置１００は、交流電源１に直列に接続されたノイズフィルタ２と、リアクトル３と、直流負荷／直流電源１０に接続されるインバータ回路４とを含み構成される。インバータ装置１００は、さらに、インバータ回路４の直流側の正極／負極間に接続されたコンデンサ５と、交流電源１の交流電圧を検出する電圧検出回路６と、正極／負極間の直流電圧を検出する電圧検出回路７と、インバータ回路４のパルス幅変調（以下、パルス幅変調をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）と参照する場合がある。）制御を行う制御器８と、交流電源１の交流電流を検出する電流検出回路９とをさらに含み構成されている。

【0017】

以下、インバータ回路４の動作モードについて説明する。インバータ回路４の動作モードには、整流モード（交流／直流変換モード）と、回生モード（直流／交流変換モード）とがある。整流モードは、交流電源１から交流電力を受電して直流負荷／直流電源１０に直流電力を供給するモードである。回生モードは、直流負荷／直流電源１０からの直流電力を逆変換して交流電源１（交流負荷）へ交流電力を出力するモードである。これら両動作モードの切り替えは、制御器８からの制御信号によって実現される。直流負荷／直流電源１０に用いられる直流電源としては、例えば、太陽光発電設備や蓄電池などを挙げることができる。

【0018】

図１に示す交流電源１は、３相交流の電源であり、インバータ回路４は、３相交流電源１に対応して、６個の半導体スイッチング素子１１と各半導体スイッチング素子１１に逆並列に接続されたダイオード１２とによって３相ブリッジ回路が構成されている。なお、各スイッチング素子１１に逆並列に接続されたダイオード１２は、それぞれのスイッチング素子１１のオフ時の転流動作のためのダイオードである。

【0019】

コンデンサ５は、インバータ回路４の直流側の直流電圧のリップル電圧およびサージ電圧を抑制するための要素である。

【0020】

制御器８は、電圧検出回路６、電圧検出回路７および電流検出回路９からの検出信号に基づいて、インバータ回路４の各半導体スイッチング素子１１をスイッチング（オン・オフ）制御するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成する。制御器８としては、マイクロコンピュータやＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの演算処理装置が用いられ得る。制御器８は、また、サンプリングホールド回路およびＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換部を備えており、入力される各電圧・電流の検出信号がデジタル信号に変換される。

【0021】

以下、図２を参照しながら、制御器８の内部構成を説明する。図２は、インバータ装置１００における制御器８の内部構成を示す。制御器８は、上述した演算処理装置が所定のプログラムを実行することで、インバータ回路４に対するＰＷＭ信号を生成するように動作する。

【0022】

制御器８は、図２に示すように、電源位相演算器２１と、電圧制御器２２と、３相／２軸変換器２３と、２軸／３相変換器２４と、ＰＷＭ制御器２５とを含み構成される。

【0023】

電源位相演算器２１は、電圧検出回路６が検出した交流電圧検出信号が入力され、電源電圧位相（θ_ｓ）を演算して、演算された電源電圧位相（θ_ｓ）を３相／２軸変換器２３および２軸／３相変換器２４それぞれへ出力する。

【0024】

３相／２軸変換器２３は、電流検出回路９が検出した３相交流系統の２相分の交流電流検出信号（Ｉ_ｕ，Ｉ_ｖ）と、電源位相演算器２１で演算された電源電圧位相（θ_ｓ）を用い、下記式（１）および式（２）に基づいて、ｄ軸電流Ｉ_ｄとｑ軸電流Ｉ_ｑを演算する。下記式（１）は、３相／２軸変換の演算式を表し、下記式（２）は回転座標系への変換の演算式を表している。

【0025】

【数1】

【0026】

電圧制御器２２は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ ^＊およびｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ ^＊と、３相／２軸変換器２３で求められたｄ軸電流検出値Ｉ_ｄおよびｑ軸電流検出値Ｉ_ｑの誤差を無くすように、比例積分（ＰＩ）制御などを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ ^＊及びｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑ ^＊を演算する。

【0027】

また、図２の２軸／３相変換器２４は、ｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ ^＊およびｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑ ^＊と、電源位相演算器２１で求められた電源電圧位相（θ_ｓ）とを用い、下記式（３）および式（４）に基づいて、電圧指令の逆変換を行い、３相電圧指令値（Ｖ_ｕ ^＊，Ｖ_ｖ ^＊，Ｖ_ｗ ^＊）を算出してＰＷＭ制御器２５へ出力する。なお、下記式（３）は、回転座標系から固定座標系への変換の演算式を表す。また、下記式（４）は、２軸／３相変換の演算式を表す。

【0028】

【数2】

【0029】

ＰＷＭ制御器２５は、２軸／３相変換器２４からの３相電圧指令値（Ｖ_ｕ ^＊，Ｖ_ｖ ^＊，Ｖ_ｗ ^＊）と、直流電圧検出信号Ｅ_ｄｃと、所定周波数のキャリア波とに基づいてＰＷＭ制御信号を生成し、インバータ回路４の各半導体スイッチング素子１１をスイッチング動作させ、該インバータ回路４の出力電圧を制御する。

【0030】

ＰＷＭ制御器２５におけるＰＷＭ制御の方式としては、特に限定されるものではないが、例えば、マイクロコンピュータの内蔵機能を用いて、三角波または鋸歯状波のキャリア波信号を生成し、各レジスタの出力と比較して、出力信号のレベルを制御する、いわゆる三角波比較方式を採用することができる。以下、三角波のキャリア波信号を用いた三角波比較方式を用いてより具体的に説明する。

【0031】

しかしながら、三角波のキャリア波信号を用いる三角波比較方式は、あくまでも一例であり、鋸歯状波のキャリア波信号を用いてもよい。また、実装の容易性およびハードウェアコストを低減する観点からは、三角波比較方式を採用することが好ましいが、これに限定されるものではない。

【0032】

図３は、制御器８におけるＰＷＭ制御器２５の内部構成図を示す。なお、図３には、マイクロコンピュータ内部でのＰＷＭ制御器２５の構成例が示される。なお、図３に示す構成例は、三角波比較方式に基づくものである。

【0033】

ＰＷＭ制御器２５は、タイマ機能を用いて、キャリア波発生器３５で、三角波のキャリア波信号を発生させるとともに、山（上に凸部分の頂点）・谷（下に凸部分の頂点）のタイミングを示す山・谷信号を生成する。

【0034】

ＰＷＭ制御器２５は、２軸／３相変換器２４からの３相電圧指令値（Ｖ_ｕ ^＊，Ｖ_ｖ ^＊，Ｖ_ｗ ^＊）を、変調波演算器３０で、直流電圧検出信号Ｅ_ｄｃを用いて正規化し、変調波信号に変換する。

【0035】

ＰＷＭ制御器２５は、変調波演算器３０で演算された変調波信号に対し、狭パルス消去補正器３１で、ＰＷＭ信号においてパルス区間の幅が所定基準以下となるパルスを消去するための補正処理を行う。

【0036】

狭パルス消去補正器３１の出力は、バッファレジスタ３２に入力され、山・谷信号に従って、キャリア波の山または谷の時点で、比較用レジスタ３３へ転送される。比較器３４は、比較用レジスタ３３の出力（変調波信号）と、キャリア波発生器３５で発生されたキャリア波信号と比較を比較し、ＰＷＭ信号を生成する。

【0037】

図４は、インバータ装置１００におけるＰＷＭ信号の生成の仕方を説明する。図４には、三角波および１相分の電圧指令のレジスタ更新のタイムチャートが示されている。狭パルス消去補正器３１からの変調波４１は、所定のタイミングでバッファレジスタ３２に入力されるが、キャリア波の山・谷時点で比較用レジスタ３３に転送され、その出力が変調波４２となる。比較器３４は、比較用レジスタ３３からの出力である変調波４２とキャリア波４３と比較して、ＰＷＭ信号４４を生成する。

【0038】

ＰＷＭ信号４４は、キャリア波信号が、比較用レジスタ３３に転送された変調波４２のレベルを下から上へ横切るタイミングで、ＨＩＧＨ状態からＬＯＷ状態へ遷移する。一方で、ＰＷＭ信号４４は、キャリア波が変調波４２のレベルを上から下へ横切るタイミングで、ＬＯＷ状態からＨＩＧＨ状態へ遷移する。

【0039】

以下、狭パルス消去補正器３１が実行する処理内容について、より詳細に説明する。

【0040】

変調波４２がキャリア波の山あるいは谷に近づくと、ＰＷＭ信号４４のオンおよびオフの区間が狭くなる。オンおよびオフの区間の狭いＰＷＭ信号に対応する出力電圧の変化分が小さいため、ＰＷＭ信号におけるこのような狭いパルス区間を消去することができれば、半導体スイッチング素子１１のスイッチング動作の回数を低減することができ、インバータ損失を低減することができると期待される。一方で、このような狭いパルス区間を単純に消去してしまうと、消去するパルス区間の幅がある程度ある場合は特に、インバータ回路４の交流電圧に微小な誤差が発生し、電流制御誤差などが発生してしまう可能性がある。

【0041】

そこで、消去する狭いパルス区間の誤差分を補正するために、本実施形態においては、ＰＷＭ信号において、消去する狭いパルス区間に隣接する他のパルスの幅を補正ないし調整するよう構成される。

【0042】

再び図３を参照すると、図３には、狭パルス消去補正器３１のより詳細な構成が示されている。図３に示すように、狭パルス消去補正器３１は、判定部３６と、補正部３７とを含み構成される。

【0043】

判定部３６は、スイッチング素子１１を制御するパルス信号列であるＰＷＭ信号を構成する信号区間の幅が所定基準を下回るか否かを判定する。所定基準を下回る信号区間は、後述するように、補正部３７により消去されることになる。以下の説明では、２レベルのインバータであるものとして説明を行い、信号がＨＩＧＨ状態にある区間をオンパルス区間と参照し、信号がＬＯＷ状態の区間をオフパルス区間と参照する。オンパルス区間およびオフパルス区間の両方が、上記判定にかかる信号区間となり得る。

【0044】

信号区間の幅に対する上記所定基準は、例えば、幅に対する閾値であってよく、閾値としては、所定幅の値で指定され得る。例えば、所定幅として、５～３０μｓｅｃの範囲の値が指定され得る。ただし、消去することが望ましいパルスの幅は、キャリア波の周期などに依存するため、キャリア波の周期に対する所定割合の値で指定されてもよい。例えば、キャリア周期に対する所定割合として、５～１５％の範囲の値が指定され得る。キャリア周波数が例えば１００～２００μｓ程であった場合、５～１５％の範囲の割合に対応して、５～３０μｓｅｃの所定幅が得られる。

【0045】

補正部３７は、判定部３６により幅が基準を下回ると判定されたオンパルス区間またはオフパルス区間を消去するとともに、ＰＷＭ信号中の消去するオンパルス区間またはオフパルス区間の近隣にあるパルスに対し、消去にかかるオンパルス区間またはオフパルス区間の幅に応じた補正を施す。

【0046】

なお、ここで、パルス区間の消去には、ＬＯＷ状態からＨＩＧＨ状態への遷移およびＨＩＧＨ状態からＬＯＷ状態への遷移を含む区間（オンパルス）を消去し、区間中ＬＯＷレベルで遷移が無い状態とすること、および、ＨＩＧＨ状態からＬＯＷ状態への遷移およびＬＯＷ状態からＨＩＧＨ状態への遷移を含む区間（オフパルス）を消去し、区間中ＨＩＧＨレベルで遷移が無い状態とすることを含み得る。

【0047】

オフパルス区間を消去の対象とする場合、上記近隣の補正対象となるパルスは、消去するオフパルス区間に隣接するオフパルスとすることができ、近隣のオフパルスの幅が広がるように補正される。隣接するオフパルスとしても、消去するオフパルス区間に先行する、または後続するオフパルスとすることができる。オンパルス区間を消去の対象とする場合、上記近隣の補正対象となるパルスは、消去するオンパルス区間に隣接するオンパルスとすることができ、該近隣のオンパルスの幅が広がるように補正される。隣接するオンパルスとしても、消去するオンパルス区間に先行する、または後続するオンパルスとすることができる。

【0048】

なお、判定部３６による判定、並びに、補正部３７によるＰＷＭ信号におけるパルス区間の消去およびパルス区間の幅の補正ないし調整は、本実施形態において、狭パルス消去補正器３１により行われる。そして、狭パルス消去補正器３１は、ＰＷＭ信号を入力として、これに対しパルス区間の消去およびパルス区間幅を調整する修正を加えるという方法ではなく、ＰＷＭ信号を発生させるための変調波の電圧指令値に対し補正を施す形で、上述した狭いパルスの消去および隣接パルスの補正を実現する。

【0049】

すなわち、判定部３６は、変調波演算器３０が演算した変調波信号のレベル値と、キャリア波発生器３５で発生されたキャリア波信号の基準点（三角波の山または谷の頂点）のレベル値との関係、より具体的には差分、に基づいて上記判定を行う。補正部３７は、変調波演算部が演算した変調波信号の値を修正することにより、上述したパルス区間の消去および近隣にあるパルスに対する補正を実現する。

【0050】

なお、上記判定部３６による判定および上記補正部３７による補正は、演算回路を用いて、ＰＷＭ信号における２周期分のパルス区間に関する情報に基づいて行うことができる。また、好ましくは、制御器８は、外部指令または電源電圧の所定の変化に応答して、判定部３６による判定並びに補正部３７による消去および補正を停止することができる。

【0051】

図５は、インバータ装置１００が生成する変調波信号およびＰＷＭ信号における処理対象となるパルスを説明する。図５には、変調波４２、キャリア波４３およびＰＷＭ信号４４とが示されている。

【0052】

図５に示す５１は、変調波４２のレベルが極大値を迎えて減少し始める局面を示し、幅が狭いオフパルス区間と、それに後続する幅が広めのオフパルスとを含む部分を示す。図５に示す５２は、変調波４２のレベルが増加し極大値を迎える局面を示し、幅が狭いオフパルス区間と、それに先行する幅が広めのオフパルスとを含む部分を示す。

【0053】

図５に示す５３は、変調波４２のレベルが極小値を迎えて増加し始める局面を示し、幅が狭いオンパルス区間と、それに後続する幅が広めのオンパルスとを含む部分を示す。図５に示す５４は、変調波４２のレベルが減少し極小値を迎えた局面を示し、幅が狭いオンパルス区間と、それに先行する幅が広めのオンパルスを含む部分を示す。

【0054】

本実施形態においては、狭パルス消去補正器３１は、所定の基準を満たす幅が狭い方のパルス区間を消去するとともに、幅が広い方のパルスの幅をより広げるように補正を実施する。

【0055】

図６～図９は、第１の実施形態によるインバータ装置においてパルスの消去および補正方法について、上述した４つのケースについてより詳細に説明する。図６～図９は、各ケースでの補正処理前後のキャリア波、変調波およびＰＷＭ信号の波形図を示す。図６～図９において、上段は、補正処理前の波形を示し、下段は、補正処理後の波形を示す。

【0056】

まず、図６を参照して、第１のケースについて説明する。第１のケースは、幅が所定基準を下回るオフパルスを消去し、消去した分だけ後続するオフパルスの幅を広げる補正を行うケースである。

【0057】

図６の上部に示すように、補正処理前のＰＷＭ信号４４には、幅Ａと幅Ｂの２つの連続したオフパルスがある。幅Ａは、所定値より狭く、幅Ａのオフパルスの消去を行うものとする。また、消去に伴い、消去したオフパルスの幅Ａの分だけ、幅Ｂのオフパルスに補正（幅を加算）する。ＰＷＭ信号４４上での幅Ｂのオフパルスへの補正を行うため、狭パルス消去補正器３１は、変調波４２における幅Ｂのオフパルスを生成するための電圧指令値を補正する。

【0058】

図６の下部には補正処理後の波形を示す。図６には、幅Ａのオフパルスが消去され、幅Ｂのオフパルスが補正された後の幅Ｃのオフパルスが示されている。補正後の幅Ｃのオフパルスの幅は、幅Ａと幅Ｂの合計となっている。さらに、出力平均電圧を維持する観点からは、幅Ｃのオフパルスの位置は、元の幅Ａのオフパルスと幅Ｂのオフパルスとの加重平均位置に移動したほうが望ましいところ、キャリア波を変更せずに同様の効果を得るため、図６の下部に示すように、幅Ｃのオフパルスの立ち上がりエッジを、対応するキャリア波の山に一致するタイミングに移動している。

【0059】

以下、計算式を用いて、パルス区間の消去と消去するパルスに隣接するパルスの補正を実現するための変調波の調整方法について説明する。

【0060】

ここで、補正処理前の変調波４２の各タイミング（山－谷または谷－山の区間）でのレベルをＭａ＿ｕｐ、Ｍａ＿ｄｗ、Ｍｂ＿ｕｐおよびＭｂ＿ｄｗとし、キャリア波の山の頂点の高さをＴｈ、キャリア波の谷の頂点の高さを０、所定幅（狭いパルスであるかの判定値）に対応する変調波におけるレベルをＴ_ｍｉｎとする。まずは、幅Ａまたは幅Ｂが所定幅より狭くなるか否かを、下記式（５）および式（６）を用いて判定する。

【0061】

【数3】

【0062】

上記式（５）と式（６）のいずれかが成立する場合、消去および補正処理を実施する。ただし、上記式（５）と式（６）の両方とも成立する場合は、狭い方のオフパルスを消去して、広い方のオフパルスを広げる補正するものとする。

【0063】

そして、図６上部に示す第１のケースのように幅Ａのオフパルスを消去して、後続する幅Ｂのオフパルスを補正する場合、各変調波の調整は、下記式（７）のように行う。

【0064】

【数4】

【0065】

また、図７は、幅が所定基準を下回るオフパルスを消去し、消去した分だけ、先行するオフパルスの幅を広げる補正を行う第２のケースを示す。図７に示すケースでは、幅Ｂのオフパルスを消去して幅Ａのオフパルスを広げる補正を行う場合であり、各変調波の調整は、下記式（８）のように行う。

【0066】

【数5】

【0067】

以下、図８および図９を参照して、オンパルスを消去する第３および第４のケースについて説明する。図８と図９に示すように、変調波４２がキャリア波４３の谷に近づくと、幅が狭いオンパルスが発生する。図８の第３のケースは、幅が所定基準を下回るオンパルスを消去し、消去した分だけ、後続するオンパルスの幅を広げる補正を行うケースである。一方、図９の第４のケースは、幅が所定基準を下回るオンパルスを消去し、消去した分だけ、先行するオンパルスの幅を広げる補正を行うケースである。

【0068】

この狭いオンパルスに対する判定および消去補正処理は、幅Ａと幅Ｂが所定幅より狭くなるか否かを、下記式（９）および式（１０）を用いて判定する。

【0069】

【数6】

【0070】

上記式（９）と式（１０）のいずれかが成立する場合、消去および補正処理を実施する。ただし、上記式（９）と式（１０）の両方とも成立する場合は、狭い方のオンパルスを消去して、広い方のオンパルスを広げるように補正する。

【0071】

そして、図８の上部に示す第３のケースのように幅Ａのオンパルスを消去して幅Ｂのオンパルスを補正する場合、各変調波の調整は、下記式（１１）のように行う。

【0072】

【数7】

【0073】

また、図９に示すケースでは、幅Ｂのオンパルスを消去して、先行する幅Ａのオンパルスを広げる補正を行う場合であり、各変調波の調整は、下記式（１２）のように行う。

【0074】

【数8】

【0075】

なお、上述した狭パルス消去補正器３１の処理には、前後２周期のキャリア波分の変調波情報が用いられる。このために、例えば、変調波のバッファを設けて、バッファに保存した前回の変調波と、今回演算した変調波とを使用するように構成することができる。このとき、バッファレジスタに入力する変調波は処理した後の前回値であるため、一回のキャリア周波数分の遅延が発生し得るところ、この処理の遅延の影響が無視できない場合は、一時的に狭パルス消去補正器３１の処理を停止して、今回演算した変調波をそのまま使用することで、処理遅延の影響を抑制できる。なお、例えば、大きな変化を生じさせる外部指令または電源電圧の所定の変化（例えば急変）がある場合などに、影響が無視できない場合に該当する。

【0076】

以下、図１０を参照しながら、上述した狭いパルスの消去および前後で隣接するパルスの補正を実現する制御方法について説明する。図１０は、第１の実施形態によるインバータ装置１００が実行する制御方法を示すフローチャートである。

【0077】

図１０に示す制御は、ステップＳ１００から開始する。ステップＳ１０１では、狭パルス消去補正器３１は、キャリア波２周期の変調波情報として、補正処理前の変調波のレベル（Ｍａ＿ｕｐ、Ｍａ＿ｄｗ、Ｍｂ＿ｕｐおよびＭｂ＿ｄｗ）を取得する。

【0078】

ステップＳ１０２では、狭パルス消去補正器３１は、上記式（５）が成立したか否かを判定する。上述したように、上記式（５）は、変調波４２が第１周期目のキャリア波の山に近づき、基準を下回る幅を有するオフパルスであるかを判定するために用いられる。ステップＳ１０２で、上記式（５）が成立した場合は、ステップＳ１０３へ処理が分岐される。ステップＳ１０３では、狭パルス消去補正器３１は、さらに上記式（６）が成立したか否かを判定する。上述したように、上記式（６）は、変調波４２が第２周期目のキャリア波の山に近づき、基準を下回る幅を有するオフパルスであるかを判定するために用いられる。

【0079】

ステップＳ１０３で、上記式（６）が成立していない場合は、ステップＳ１０５へ処理が分岐される。一方、ステップＳ１０３で、さらに上記式（６）が成立した場合は、ステップＳ１０４へ処理が分岐される。これは、上述した上記式（５）と式（６）の両方とも成立する場合に対応し、ステップＳ１０４では、狭パルス消去補正器３１は、上記式（５）の左辺が上記式（６）の左辺より小さいか否かを判定し、狭い方のオフパルスを求める。ステップＳ１０４で、上記式（５）の左辺が上記式（６）の左辺より小さいと判定された場合は、ステップＳ１０５へ処理が分岐される。この場合は、先行する第１周期目のオフパルスの方が幅が狭いということになる。

【0080】

ステップＳ１０５では、狭パルス消去補正器３１は、上記式（７）に基づいて、変調波のレベル（Ｍａ＿ｕｐ、Ｍａ＿ｄｗ、Ｍｂ＿ｕｐおよびＭｂ＿ｄｗ）を修正し、ステップＳ１１５で、修正された変調波のレベル（Ｍａ＿ｕｐ’、Ｍａ＿ｄｗ’、Ｍｂ＿ｕｐ’およびＭｂ＿ｄｗ’）を出力し、処理を終了する。変調波の出力が継続する場合は、ステップＳ１０１から次のサイクルについて処理が再度開始される。ステップＳ１０５では、先行する幅の狭いオフパルスが消去されて、後続する広い幅のオフパルスが広げられる。

【0081】

一方、ステップＳ１０２で、上記式（５）が成立していない場合は、ステップＳ１０６へ処理が分岐される。ステップＳ１０６では、狭パルス消去補正器３１は、上記式（６）が成立したか否かを判定する。ステップＳ１０６で、上記式（６）が成立した場合は、ステップＳ１０７へ処理が進められる。また、ステップＳ１０４で、上記式（５）の左辺が上記式（６）の左辺より小さくはないと判定された場合も、ステップＳ１０７へ処理が分岐される。

【0082】

ステップＳ１０７では、狭パルス消去補正器３１は、上記式（８）に基づいて、変調波のレベル（Ｍａ＿ｕｐ、Ｍａ＿ｄｗ、Ｍｂ＿ｕｐおよびＭｂ＿ｄｗ）を修正し、ステップＳ１１５で、修正された変調波のレベル（Ｍａ＿ｕｐ’、Ｍａ＿ｄｗ’、Ｍｂ＿ｕｐ’およびＭｂ＿ｄｗ’）を出力し、処理を終了する。ステップＳ１０７では、後続する幅の狭いオフパルスが消去されて、先行する広い幅のオフパルスが広げられる。

【0083】

一方、ステップＳ１０６で、上記式（６）が成立していない場合は、ステップＳ１０８へ処理を分岐させる。この場合は、変調波４２がキャリア波の山に近づいていないということになる。

【0084】

ステップＳ１０８では、狭パルス消去補正器３１は、上記式（９）が成立したか否かを判定する。上述したように、上記式（９）は、変調波４２が第１周期目のキャリア波の谷に近づき、基準を下回る幅を有するオンパルスであるかを判定するために用いられる。ステップＳ１０８で、上記式（９）が成立した場合は、ステップＳ１０９へ処理が分岐される。ステップＳ１０９では、狭パルス消去補正器３１は、さらに上記式（１０）が成立したか否かを判定する。上述したように、上記式（１０）は、変調波４２が第２周期目のキャリア波の谷に近づき、基準を下回る幅を有するオンパルスであるかを判定するために用いられる。

【0085】

ステップＳ１０９で、上記式（１０）が成立していない場合は、ステップＳ１１２へ処理が分岐される。一方、ステップＳ１０９で、さらに上記式（１０）が成立した場合は、ステップＳ１１０へ処理を分岐させる。これは、上述した上記式（９）と式（１０）の両方とも成立する場合に対応し、ステップＳ１１０では、狭パルス消去補正器３１は、上記式（９）の左辺が上記式（１０）の左辺より小さいか否かを判定し、
狭い方のオンパルスを求める。ステップＳ１１０で、上記式（９）の左辺が上記式（１０）の左辺より小さいと判定された場合は、ステップＳ１１２へ処理が分岐される。この場合は、先行する第１周期目のオンパルスの方が幅が狭いということになる。

【0086】

ステップＳ１１２では、狭パルス消去補正器３１は、上記式（１１）に基づいて、変調波のレベル（Ｍａ＿ｕｐ、Ｍａ＿ｄｗ、Ｍｂ＿ｕｐおよびＭｂ＿ｄｗ）を修正し、ステップＳ１１５で、修正された変調波のレベル（Ｍａ＿ｕｐ’、Ｍａ＿ｄｗ’、Ｍｂ＿ｕｐ’およびＭｂ＿ｄｗ’）を出力し、処理を終了する。ステップＳ１１２では、先行する幅の狭いオンパルスが消去されて、後続する広い幅のオンパルスが広げられる。

【0087】

ステップＳ１０８で、上記式（９）が成立していない場合は、ステップＳ１１１へ処理を分岐させる。ステップＳ１１１では、狭パルス消去補正器３１は、上記式（１０）が成立したか否かを判定する。ステップＳ１１１で、上記式（１０）が成立した場合は、ステップＳ１１３へ処理を進める。また、ステップＳ１１０で、上記式（９）の左辺が上記式（１０）の左辺より小さくはないと判定された場合も、ステップＳ１１３へ処理を分岐させる。

【0088】

ステップＳ１１３では、狭パルス消去補正器３１は、上記式（１２）に基づいて、変調波のレベル（Ｍａ＿ｕｐ、Ｍａ＿ｄｗ、Ｍｂ＿ｕｐおよびＭｂ＿ｄｗ）を修正し、ステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ１１５で、修正された変調波のレベル（Ｍａ＿ｕｐ’、Ｍａ＿ｄｗ’、Ｍｂ＿ｕｐ’およびＭｂ＿ｄｗ’）を出力し、処理を終了する。ステップＳ１１３では、後続する幅の狭いオンパルスが消去されて、先行する広い幅のオンパルスが広げられる。

【0089】

一方、ステップＳ１１１で、上記式（１０）が成立していない場合は、ステップＳ１１４で、入力された変調波のレベルをそのまま、出力する変調波のレベル（Ｍａ＿ｕｐ’、Ｍａ＿ｄｗ’、Ｍｂ＿ｕｐ’およびＭｂ＿ｄｗ’）とし、ステップＳ１１５でそれを出力し、処理を終了する。この場合は、変調波４２がキャリア波の谷に近づいていないということになり、さらに、図１０に示すフローではステップ１０６からの分岐を経由しているので、キャリア波の山にも近づいていないということになるので、変調波のレベルの修正は不要となる。

【0090】

インバータ回路において、インバータの変調率（インバータ出力電圧指令と直流電圧との比）が高い領域（＞０．８）では、インバータの各相の出力電圧において、狭いパルス（例えばキャリア周波数が１００～２００μｓｅｃとして約１０μｓ未満）が頻発する。このような狭いパルスを消去すれば、インバータ回路のスイッチング損失を低減できるところ、該当相の出力電圧の誤差の発生を防止し、電流ひずみを防止することが望ましい。１μｓ程度のパルスを消去しても大きな出力電圧の誤差は生じないが、１０μｓ程度のパルスを消去した場合、キャリア周波数が１００～２００μｓであるとすると、１０～５％程度の変化となり、出力電圧の誤差を無視できなくなる。

【0091】

上述した実施形態では、狭パルス消去補正器３１が、インバータの各相の出力電圧において発生する所定閾値（例えば１０μｓ）未満の狭いパルスを消去するとともに、パルス信号列中の消去にかかる信号区間（例えばオンパルス区間やオフパルス区間）の近隣の少なくとも１つのパルス（例えばオンパルス、オフパルス）に対し、消去したパルス信号区間の幅に応じた補正を施すことを特徴とする。狭パルス消去補正器３１の追加により、好ましくは広い動作領域において、インバータ回路４のスイッチング損失の低減および出力電圧誤差の抑制を実現できる。

【0092】

なお、説明する実施形態では、２レベルのインバータ回路であるとして説明した。しかしながら、他の実施形態では、３レベルなどのマルチレベルのインバータ回路に対して適用してもよい。マルチレベルのインバータ回路の場合も、狭い所定レベルのパルス区間を消去対象として検出し、その近隣の他のパルスの幅を調整することができる。

【0093】

＜第２の実施形態＞
以下、図１１および図１２を参照しながら、上述したインバータ回路を備える、第２の実施形態によるモータ制御装置について説明する。

【0094】

図１１は、第２の実施形態によるモータ駆動装置２００の全体構成を示す図である。図１１に示すように、モータ駆動装置２００には、交流電源２０１とモータ２１０が接続されており、主に、整流回路２０２、平滑コンデンサ２０３、インバータ回路２０４、電流検出回路２０６、直流電圧検出回路２０７および制御器２０８を備えている。

【0095】

整流回路２０２は、交流電源２０１に接続され、交流電源２０１からの交流電圧を直流電圧に変換する。平滑コンデンサ２０３は、整流回路２０２の直流出力端子に接続され、整流回路２０２の出力である直流電圧を平滑する。インバータ回路２０４は、制御器２０８から入力されたＰＷＭ信号に従って、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳなどの半導体スイッチング素子２１１をオン・オフ動作させ、平滑コンデンサ２０３の出力である直流電圧を交流電圧に変換して出力し、モータ２１０の回転数を制御する。

【0096】

なお、交流電源２０１に代え、蓄電池などの直流電源から給電する場合は、整流回路２０２を省略し、直流電源の出力をインバータ回路２０４に入力する構成としても良い。

【0097】

また、電流検出回路２０６は、平滑コンデンサ２０３とインバータ回路２０４との間に設けられたシャント抵抗により、インバータ回路２０４の直流電流（母線電流）を検出する。直流電圧検出回路２０７は、平滑コンデンサ２０３の両端の直流電圧を検出する。

【0098】

制御器２０８は、電流検出回路２０６および直流電圧検出回路２０７の出力に基づいてインバータ回路２０４を制御するＰＷＭ信号を生成する。なお、制御器２０８は、マイクロコンピュータもしくはＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などの半導体演算素子を用いて実装することができる。

【0099】

図１２は、第２の実施形態によるモータ駆動装置２００の制御器２０８の内部構成を示す。図１２は、制御器２０８は、モータ２１０に印加する電圧指令信号を演算し、インバータ回路２０４を制御するＰＷＭ制御信号を生成する。制御器２０８は、より具体的には、速度制御器２２０と、ｄ軸電流指令発生器２２１と、電圧制御器２２２と、２軸／３相変換器２２３と、速度位相推定器２２４と、３相／２軸変換器２２５と、電流再現演算器２２６と、ＰＷＭ制御器２２７とを備える。

【0100】

電流再現演算器２２６は、電流検出回路２０６が出力する母線電流信号Ｉ_ｓｈと、２軸／３相変換器２２３が出力する３相電圧指令値Ｖ_ｕ ^＊，Ｖ_ｖ ^＊，Ｖ_ｗ ^＊を用いて、インバータ回路２０４の出力電流Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗを再現する。なお、図１２では、コスト低減のために、母線電流信号Ｉ_ｓｈから３相電流を再現する方式を採用しているが、電流センサなどの電流検出手段を用いてインバータ回路２０４の出力である交流電流を検出しても良い。この場合は、電流検出手段が検出した３相電流を３相／２軸変換器２２５に入力することになる。図１２に示すモータ制御に関係する電圧制御器２２２は、公知技術を採用することができ、詳細な説明は、省略する。

【0101】

ＰＷＭ制御器２２７は、第１の実施形態で説明したＰＷＭ制御器２５と同様の構成を備え、２軸／３相変換器２２３からの３相指令電圧（Ｖ_ｕ ^＊、Ｖ_ｖ ^＊、Ｖ_ｗ ^＊）と、直流電圧検出回路２０７からの直流電圧検出信号Ｅ_ｄｃを用いて、インバータ回路２０４のＰＷＭ信号を作成する。

【0102】

第１の実施形態について説明した通り、ＰＷＭ制御器２２７は、図３と同様な内部構成を備えており、狭パルス消去補正器３１を用いて、ＰＷＭ信号中の狭いオフパルスおよびオンパルスを消去するとともに、隣接するパルスを補正するよう構成されている。

【0103】

以上説明したように、第２の実施形態によれば、インバータ回路２０４のスイッチング損失の低減および出力電圧誤差の抑制を実現した、モータ駆動装置２００を提供することが可能となる。モータ駆動装置２００は、スイッチング損失が低減されているため、消費電力を削減することが可能となる。

【0104】

＜第３の実施形態＞
以下、図１３を参照しながら、上述したインバータ回路を備える、第３の実施形態による冷凍空調機器３００について説明する。ここで、冷凍空調機器（冷凍空気調和機器）とは、エアーコンディショナーや、冷蔵庫、冷凍庫など、冷媒および冷凍サイクルを利用した機器を総称するものである。冷凍空気調和機器の例としては、より具体的には、ルームエアコンやガスエンジンヒートポンプエアコンなど空気調和機、冷凍機やチリングユニットなどの熱源機器、ショーケースや冷凍冷蔵庫、ユニットクーラー、製氷機など業務用冷凍機、カーエアコンなどの輸送用冷凍機器、ヒートポンプ給湯機などが含まれ得る。

【0105】

図１３は、第３の実施形態における冷凍空調機器３００の構成を示す。冷凍空調機器３００は、空気の温度を調和する装置であり、室内機３００Ａと室外機３００Ｂとが冷媒配管３０６により接続されて構成される。

【0106】

ここで室外機３００Ｂは、冷媒と空気の熱交換を行う室外熱交換器３０２と、室外熱交換器３０２に空気を送風するファン３０４と、冷媒を圧縮して循環させる圧縮機３０５とを備える。

【0107】

また、圧縮機３０５は、内部に永久磁石同期モータを備えた圧縮機用モータ３０８を有する。モータ駆動装置３０７により圧縮機用モータ３０８を駆動することで、圧縮機３０５が駆動される。モータ駆動装置３０７は、交流電源の交流電圧を直流電圧に変換して、直流電圧をモータ駆動用インバータに提供し、圧縮機用モータ３０８を駆動する。

【0108】

圧縮機３０５としては、ロータリ圧縮機やスクロール圧縮機などの種々の方式のものを採用することができる。圧縮機３０５は、内部に圧縮機構部を備えており、この圧縮機構部は、圧縮機用モータ３０８により駆動される。圧縮機構部は、スクロール圧縮機であれば、固定スクロールおよび旋回スクロールにより構成される。固定スクロールに対し旋回スクロールが旋回運動を行うことで、スクロール間に圧縮室が形成される。

【0109】

モータ駆動装置３０７として、第２の実施形態によるモータ駆動装置２００を使用することにより、インバータ回路のスイッチング損失の低減と出力電圧誤差の抑制により、より高効率の冷凍空気調和機器として、製品の消費電力の低減ができる。

【0110】

以上説明したように、本開示によれば、スイッチング損失の低減および出力電圧誤差の抑制が図られたインバータ装置、該インバータ装置における制御方法、該インバータ装置を備えるモータ駆動装置、および該モータ駆動装置を備える冷凍空気調和機器を提供することが可能となる。

【0111】

本実施形態によるインバータ装置、モータ駆動装置および冷凍空気調和機器におけるインバータ回路においては、スイッチング素子のスイッチング回数が削減され、スイッチング損失の低減が図られる。特に、空気調和機の圧縮機など定格負荷条件付近の運転時間が長い装置において、好適に、モータ駆動用インバータ回路の損失を低減することにより、空調機など装置の省エネ性能を向上できる。

【0112】

上述した特許文献１の従来技術では、出力電圧誤差および電流ひずみが発生してしまう可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、パルスの消去に応じてパルスの幅が補正されるため、出力電圧誤差の抑制が図られる。また、特許文献２の従来技術では、過変調制御時に、２相分の電圧指令が上限値と下限値に貼り付けた状態の区間では、その電圧指令の補正ができなくなる可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、パルスの消去およびパルス幅の補正は、同相の隣接するパルス区間内で行われるので、比較的に広い動作領域において、スイッチング損失を低減することができる。

【0113】

なお、本発明の実施形態は、上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれ得る。例えば、上記した実施形態は、分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0114】

また上記の各構成、機能、処理部、処理手段等の一部または全部は、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。さらに、上記の各構成、機能等の一部または全部は、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）などのレガシープログラミング言語やオブジェクト指向プログラミング言語などで記述された、プロセッサがそれぞれの機能を実現するコンピュータ実行可能なプログラムにより実現でき、各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなどの記憶装置、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－ＲＷ、ブルーレイディスク、ＳＤ（登録商標）カード、ＭＯなど装置可読な記録媒体に格納して、あるいは電気通信回線を通じて頒布することができる。

【0115】

また、さらに、上記の各構成、機能等の一部または全部は、例えばフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）などのプログラマブル・デバイス（ＰＤ）上に実装することができ、上記機能部をＰＤ上に実現するためにＰＤにダウンロードする回路構成データ（ビットストリームデータ）、回路構成データを生成するためのＨＤＬ（Hardware Description Language）、ＶＨＤＬ（Very High Speed Integrated Circuits Hardware Description Language）、Ｖｅｒｉｌｏｇ－ＨＤＬなどにより記述されたデータとして記録媒体により配布することができる。また制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。また以上の説明で例示した各種のデータの形式は、例えば、ＣＳＶ（Comma-Separated Values）、ＸＭＬ（eXtensible Markup Language）、バイナリ（binary）などにより構成することができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0116】

１００…インバータ装置、１…交流電源、２…ノイズフィルタ、３…リアクトル、４…インバータ回路、５…コンデンサ、６…電圧検出回路、７…電圧検出回路、８…制御器、９…電流検出回路、１０…直流負荷／直流電源、１１…スイッチング素子、１２…ダイオード、２１…電源位相演算器、２２…電圧制御器、２３…３相／２軸変換器、２４…２軸／３相変換器、２５…ＰＷＭ制御器、３０…変調波演算器、３１…狭パルス消去補正器、３２…バッファレジスタ、３３…比較用レジスタ、３４…比較器、３５…キャリア波発生器、３６‥判定部、３７…補正部、４１…変調波、４２…変調波、４３…キャリア波、４４…ＰＷＭ信号、２００…モータ駆動装置、２０１…交流電源、２０２…整流回路、２０３…平滑コンデンサ、２０４…インバータ回路、２０６…電流検出回路、２０７…直流電圧検出回路、２０８…制御器、２１０…モータ、２１１…スイッチング素子、２２０…速度制御器、２２１…ｄ軸電流指令発生器、２２２…電圧制御器、２２３…２軸／３相変換器、２２４…速度位相推定器、２２５…３相／２軸変換器、２２６…電流再現演算器、２２７…ＰＷＭ制御器、３００…冷凍空調機器、３００Ａ…室内機、３００Ｂ…室外機、３０２…室外熱交換器、３０４…ファン、３０５…圧縮機、３０６…冷媒配管、３０７…モータ駆動装置、３０８…圧縮機用モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】