(57)【要約】【課題】要求回転数指令に応じて、直流電圧をより高電圧に昇圧可能なコンバータ装置等を提供する。【解決手段】コンバータ装置は、モータを駆動させるインバータ装置に対して直流電圧を出力するコンバータ装置であって、前記モータの要求回転数指令を取得する回転数指令取得部と、前記要求回転数指令と所定の判定閾値との大小関係を判定する判定部と、前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するオンデューティ変更部と、前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力する信号出力部と、を備える。前記オンデューティ変更部は、前記要求回転数指令が前記所定の判定閾値を上回っている場合に、前記直流電圧が昇圧されるように前記オンデューティを変更する。【選択図】図１
2020171184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動させるインバータ装置に対して直流電圧を出力するコンバータ装置であって、
前記モータの要求回転数指令を取得する回転数指令取得部と、
前記要求回転数指令と所定の判定閾値との大小関係を判定する判定部と、
前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するオンデューティ変更部と、
前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力する信号出力部と、
を備え、
前記オンデューティ変更部は、前記要求回転数指令が前記所定の判定閾値を上回っている場合に、前記直流電圧が昇圧されるように前記オンデューティを変更する
コンバータ装置。
【請求項２】
前記オンデューティ変更部は、前記要求回転数指令が所定の判定閾値以下の場合に、前記オンデューティを予め規定された第１のオンデューティに決定し、前記要求回転数指令が前記所定の判定閾値を上回った場合に、前記オンデューティを前記第１のオンデューティよりも大きい第２のオンデューティに決定する
請求項１に記載のコンバータ装置。
【請求項３】
前記オンデューティ変更部は、前記要求回転数指令が所定の判定閾値を上回っている場合に、当該要求回転数指令に比例するように前記オンデューティを変更する
請求項１に記載のコンバータ装置。
【請求項４】
前記信号出力部は、前記要求回転数指令が所定の判定閾値以下の場合に、前記スイッチング信号をオフに維持する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコンバータ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のコンバータ装置と、
前記コンバータ装置からの直流電圧を、モータを制御するための交流電圧に変換するインバータ装置と、
を備える空気調和機。
【請求項６】
前記インバータ装置は、
前記要求回転数指令に応じてＶ／ｆ制御から過変調制御及び弱め界磁制御の少なくともいずれか一方に切り替える
請求項５に記載の空気調和機。
【請求項７】
モータを駆動させるインバータ装置に対して直流電圧を出力するコンバータ装置の制御方法であって、
前記モータの要求回転数指令を取得するステップと、
前記要求回転数指令と所定の判定閾値との大小関係を判定するステップと、
前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するステップと、
前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力するステップと、
を有し、
前記オンデューティを変更するステップにおいては、前記要求回転数指令が前記所定の判定閾値を上回っている場合に、前記直流電圧が昇圧されるように前記オンデューティを変更する
コンバータ装置の制御方法。
【請求項８】
モータを駆動させるインバータ装置に対して直流電圧を出力するコンバータ装置のコンピュータに、
前記モータの要求回転数指令を取得するステップと、
前記要求回転数指令と所定の判定閾値との大小関係を判定するステップと、
前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するステップと、
前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力するステップと、
を実行させるプログラムであって、
前記オンデューティを変更するステップにおいては、前記要求回転数指令が前記所定の判定閾値を上回っている場合に、前記直流電圧が昇圧されるように前記オンデューティを変更する
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータ装置、空気調和機、コンバータ装置の制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンバータ装置として、特許文献１に開示される装置が知られている。特許文献１に開示されているコンバータ装置は、交流電力を直流電力に変換する装置であり、高調波成分の低減及び力率改善を目的として、２つのスイッチング回路を有している。そして、負荷の小さいときには片方のスイッチング回路のみを作動させ、負荷が大きい場合に２つのスイッチング回路の両方を作動させる。
コンバータ装置は、主に、空気調和機の室外機に適用され、圧縮機モータを負荷とする。
【０００３】
また、特許文献２には、力率改善回路に対する信号のオンデューティを変更することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６１５１０３４号公報
【特許文献２】特開２０１４−０５７５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より高いモータの要求回転数指令に対応可能とする目的で、コンバータ装置が出力する直流電圧をより高電圧に昇圧したいというニーズがある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、要求回転数指令に応じて、直流電圧をより高電圧に昇圧可能なコンバータ装置、空気調和機、コンバータ装置の制御方法及びプログラム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】
本発明の第１の態様によれば、コンバータ装置は、モータを駆動させるインバータ装置に対して直流電圧を出力するコンバータ装置であって、前記モータの要求回転数指令を取得する回転数指令取得部と、前記要求回転数指令と所定の判定閾値との大小関係を判定する判定部と、前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するオンデューティ変更部と、前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力する信号出力部と、を備える。前記オンデューティ変更部は、前記要求回転数指令が前記所定の判定閾値を上回っている場合に、前記直流電圧が昇圧されるように前記オンデューティを変更する。
【０００８】
また、本発明の第２の態様によれば、前記オンデューティ変更部は、前記要求回転数指令が所定の判定閾値以下の場合に、前記オンデューティを予め規定された第１のオンデューティに決定し、前記要求回転数指令が前記所定の判定閾値を上回った場合に、前記オンデューティを前記第１のオンデューティよりも大きい第２のオンデューティに決定する。
【０００９】
また、本発明の第３の態様によれば、前記オンデューティ変更部は、前記要求回転数指令が所定の判定閾値を上回っている場合に、当該要求回転数指令に比例するように前記オンデューティを変更する。
【００１０】
また、本発明の第４の態様によれば、前記信号出力部は、前記要求回転数指令が所定の判定閾値以下の場合に、前記スイッチング信号をオフに維持する。
【００１１】
また、本発明の第５の態様によれば、空気調和機は、上述のコンバータ装置と、前記コンバータ装置からの直流電圧を、モータを制御するための交流電圧に変換するインバータ装置と、を備える。
【００１２】
また、本発明の第６の態様によれば、前記インバータ装置は、前記要求回転数指令に応じてＶ／ｆ制御から過変調制御及び弱め界磁制御の少なくともいずれか一方に切り替える。
【００１３】
また、本発明の第７の態様によれば、コンバータ装置の制御方法は、モータを駆動させるインバータ装置に対して直流電圧を出力するコンバータ装置の制御方法であって、前記モータの要求回転数指令を取得するステップと、前記要求回転数指令と所定の判定閾値との大小関係を判定するステップと、前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するステップと、前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力するステップと、を有する。前記オンデューティを変更するステップにおいては、前記要求回転数指令が前記所定の判定閾値を上回っている場合に、前記直流電圧が昇圧されるように前記オンデューティを変更する。
【００１４】
また、本発明の第８の態様によれば、プログラムは、モータを駆動させるインバータ装置に対して直流電圧を出力するコンバータ装置のコンピュータに、前記モータの要求回転数指令を取得するステップと、前記要求回転数指令と所定の判定閾値との大小関係を判定するステップと、前記大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路に入力されるスイッチング信号のオンデューティを変更するステップと、前記オンデューティが適用された前記スイッチング信号を出力するステップと、を実行させる。また、前記オンデューティを変更するステップにおいては、前記要求回転数指令が前記所定の判定閾値を上回っている場合に、前記直流電圧が昇圧されるように前記オンデューティを変更する。
【発明の効果】
【００１５】
上述の各態様によれば、要求回転数指令に応じて、直流電圧をより高電圧に昇圧できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示した図である。
【図２】第１の実施形態に係るコンバータ制御部の機能構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るコンバータ制御部の処理を詳細に説明するために用いる図である。
【図４】第１の実施形態に係るコンバータ制御部の処理を詳細に説明するために用いる図である。
【図５】第１の実施形態の第１変形例に係るコンバータ制御部の処理を詳細に説明するために用いる図である。
【図６】第１の実施形態の第２変形例に係るコンバータ制御部の処理を詳細に説明するために用いる図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係るコンバータ装置について、図１〜図４を参照しながら詳しく説明する。なお、本実施形態に係るコンバータ装置は、空気調和機の圧縮機モータを駆動するモータ駆動装置に適用される。
【００１８】
（概略構成）
図１は、第１の実施形態に係るモータ駆動装置の概略構成を示した図である。
図１に示すように、モータ駆動装置１は、交流電源４からの交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ装置２と、コンバータ装置２から出力された直流電力を三相交流電力に変換して圧縮機モータ（負荷）２０に出力するインバータ装置３とを主な構成として備えている。
【００１９】
コンバータ装置２は、交流電源４より入力された交流電力を直流電力に変換する整流回路５と、整流回路５の直流出力側に、整流回路５に並列に接続された平滑コンデンサ（平滑手段）１２と、整流回路５と平滑コンデンサ１２との間に、互いに並列に設けられた２つのスイッチング回路１０ａ、１０ｂと、スイッチング回路１０ａ、１０ｂを制御するコンバータ制御部（制御手段）１５とを主な構成として備えている。
【００２０】
スイッチング回路１０ａ、１０ｂは、力率改善、及び、交流電源への高調波を抑制する目的で設けられた力率改善回路である。
スイッチング回路１０ａは、整流回路５と平滑コンデンサ１２とを接続する正極母線Ｌｐに、直列的に設けられたインダクタ（誘導性素子）６ａと、インダクタ６ａの電流出力側に直列に接続されるダイオード７ａと、インダクタ６ａとダイオード７ａとの間に一端が接続され、かつ、整流回路５と並列に接続されたスイッチング素子８ａとを有する。
同様に、スイッチング回路１０ｂは、整流回路５と平滑コンデンサ１２とを接続する正極母線Ｌｐに、直列的に設けられたインダクタ６ｂと、インダクタ６ｂの電流出力側に直列に接続されるダイオード７ｂと、インダクタ６ｂとダイオード７ｂとの間に一端が接続され、かつ、整流回路５と並列に接続されたスイッチング素子８ｂとを有する。
スイッチング素子８ａ、８ｂの一例としては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等が挙げられる。
【００２１】
交流電源４には、ゼロクロス点を検出するためのゼロクロス検出部１７が設けられている。ゼロクロス検出部１７からのゼロクロス信号はコンバータ制御部１５に出力される。
インバータ装置３は、６個のスイッチング素子を備えるブリッジ回路１８と、ブリッジ回路１８におけるスイッチング素子の開閉を制御するインバータ制御部１９とを備える。インバータ制御部１９は、例えば、上位装置（図示略）から入力される要求回転数指令に基づいて、各スイッチング素子のゲート駆動信号Ｓｐｗｍを生成し、ブリッジ回路１８に与える。インバータ制御の具体的な手法の一例としては、ベクトル制御、センサレスベクトル制御、Ｖ／Ｆ制御、過変調制御、弱め界磁制御などが挙げられるが、本実施形態においては、要求回転数指令に応じて、Ｖ／Ｆ制御、過変調制御および弱め界磁制御を行うものとする。
上記のような制御を実現するために、ブリッジ回路１８の入力直流電圧Ｖｄｃを検出する直流電圧検出部２８、圧縮機モータ２０に流れる各相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出するモータ電流検出部２９が設けられ、これらの検出値Ｖｄｃ、ｉｕ、ｉｖ、ｉｗがインバータ制御部１９に入力されるようになっている。ここで、モータ電流検出部２９は、ブリッジ回路１８と平滑コンデンサ１２の間の負極側電力線に流れる電流を検出し、この検出信号から各相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを取得することとしてもよい。また、本実施形態においては、図１に示すように、直流電圧検出部２８が検出した入力直流電圧Ｖｄｃは、コンバータ制御部１５にも入力される。
【００２２】
コンバータ制御部１５及びインバータ制御部１９は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）であり、以下に記載する各処理を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を有しており、ＣＰＵがこの記録媒体に記録されたプログラムをＲＡＭ等の主記憶装置に読み出して実行することにより、以下の各処理が実現される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。
コンバータ制御部１５及びインバータ制御部１９は、一つのＭＰＵによって具現化されてもよいし、個別のＭＰＵによって具現化されてもよい。
【００２３】
（コンバータ制御部の機能構成）
図２は、第１の実施形態に係るコンバータ制御部の機能構成を示す図である。
図２に示すように、コンバータ制御部１５は、回転数指令取得部１５０、判定部１５１、オンデューティ変更部１５２、及び、信号出力部１５３としての機能を有する。
【００２４】
回転数指令取得部１５０は、上位装置から入力される要求回転数指令を取得する。要求回転数指令は、圧縮機モータ２０に対して要求される単位時間当たりの回転数を示す指令信号であって、空気調和機が利用者の要求温度（設定温度）を満足するように決定される。回転数指令取得部１５０が取得する要求回転数指令は、インバータ制御部１９が受け付ける要求回転数指令と同じである。
判定部１５１は、回転数指令取得部１５０によって取得された要求回転数指令と所定の判定閾値（後述する判定閾値Ｒ１〜Ｒ４）との大小関係を判定する。
オンデューティ変更部１５２は、判定部１５１による大小関係の判定結果に基づいて、力率改善回路（スイッチング回路１０ａ、１０ｂ）に入力されるスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティを変更する。より具体的には、オンデューティ変更部１５２は、要求回転数指令が所定の判定閾値を上回っている場合に、入力直流電圧Ｖｄｃが昇圧されるように、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティを変更する。
信号出力部１５３は、ゼロクロス検出部１７からのゼロクロス信号と同期しながら、力率改善及び高調波を抑制するためのスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２をスイッチング回路１０ａ、１０ｂに向けて出力する。また、信号出力部１５３は、オンデューティ変更部１５２によって決定（変更）されたオンデューティをスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２に適用して出力する。
【００２５】
（コンバータ制御部の処理の詳細な説明）
図３、図４は、第１の実施形態に係るコンバータ制御部の処理を詳細に説明するために用いる図である。
【００２６】
まず、図３を参照しながら、コンバータ制御部１５の信号出力部１５３の処理について詳しく説明する。
【００２７】
信号出力部１５３は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、基準波形と電圧指令とを比較し、その結果に基づいて、スイッチング回路１０ａを制御するためのスイッチング信号Ｓｇ１と、スイッチング回路１０ｂを制御するためのスイッチング信号Ｓｇ２とを生成する。
具体的には、まず、信号出力部１５３は、予め定められたキャリア周波数の基準波形（例えば、三角波）を生成する（図３の（ａ）参照）。
次に、信号出力部１５３は、ゼロクロス検出部１７からのゼロクロス信号と同期し、所定の振幅値を有する正弦波の電圧指令を生成する。なお、この電圧指令は、交流電源４から入力される交流電圧の周波数と同じ周波数の正弦波として成形されるものであり、かつ、負側の半周期が正側に反転されてなる。
図３に示すように、信号出力部１５３は、電圧指令よりも基準波形の方が大きい期間を“ＯＮ”とし、電圧指令よりも基準波形の方が小さい期間を“ＯＦＦ”とするスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２を出力する。
【００２８】
ここで、基準波形の大きさ（最大値と最小値との差）に対する電圧指令の振幅値の比を電圧指令の「変調率」と定義し、例えば、基準波形の大きさと電圧指令の振幅値とが等しい場合、変調率を１００％と規定する。この場合、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティ（ＯＮ期間及びＯＦＦ期間全体に対するＯＮ期間が占める割合）は、電圧指令の変調率によって制御可能である。具体的には、電圧指令の変調率を下げるほどスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティは増加し、逆に、電圧指令の変調率を上げるほどスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティは減少する。
【００２９】
信号出力部１５３によって生成されたスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２は、それぞれ、スイッチング素子８ａ、８ｂを駆動するゲート回路（図示略）にそれぞれ与えられ、この信号に基づいてゲート回路が駆動することにより、スイッチング素子８ａ、８ｂの開閉が制御される。
【００３０】
図４に示すグラフは、上位装置から入力される要求回転数指令と、コンバータ装置２が出力する入力直流電圧Ｖｄｃとの対応関係を実線で示している。また、要求回転数指令と、インバータ装置３が出力するインバータ出力電圧との対応関係を破線で示している。
【００３１】
次に、図４に示す実線のグラフを参照しながら、コンバータ制御部１５の制御について詳しく説明する。
【００３２】
図４に示すように、要求回転数指令が“Ｒ０”（Ｒ０＝０［ｒｐｓ］）から“Ｒ１”（Ｒ１＞Ｒ０）までの範囲においては、コンバータ制御部１５は、スイッチング回路１０ａ、１０ｂ（力率改善回路）を動作させない。具体的には、要求回転数指令が上記範囲に属する間は、コンバータ制御部１５の信号出力部１５３は、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２をオフに維持する。これは、圧縮機モータ２０の負荷が小さい場合には高調波を抑制する必要性が小さいことから、全体的な動作効率の観点より、要求回転数指令が判定閾値Ｒ１以下である場合には力率改善回路を動作させないようにしたことに基づく。
この場合、コンバータ装置２から出力される入力直流電圧Ｖｄｃは、専ら整流回路５からの出力に応じた直流電圧となる。例えば、直流電圧Ｖｄｃ１は、交流電源４から供給される交流電圧の実効値の√２倍となる。
【００３３】
要求回転数指令が“Ｒ１”から“Ｒ３”（Ｒ３＞Ｒ１）までの範囲においては、コンバータ制御部１５は、力率改善及び高調波抑制の目的でスイッチング回路１０ａ、１０ｂを動作させる。具体的には、信号出力部１５３は、要求転数指令が判定閾値Ｒ１を上回り、かつ、判定閾値Ｒ３以下の場合には、所定のオンデューティ（第１のオンデューティ）を有するスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２を出力する。ここで、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２に適用される第１のオンデューティは、専ら力率改善及び高調波抑制の効果を得る目的で規定され、入力直流電圧Ｖｄｃの昇圧を目的として規定されたものではない。しかし、スイッチング回路１０ａ、１０ｂ（力率改善回路）の動作に伴い、入力直流電圧Ｖｄｃは、直流電圧Ｖｄｃ１から直流電圧Ｖｄｃ１’にわずかに（数Ｖ程度）上昇する。
【００３４】
要求回転数指令が“Ｒ３”を上回る範囲においては、コンバータ制御部１５は、力率改善及び高調波抑制の目的に加え、更に、入力直流電圧Ｖｄｃを昇圧させる目的でスイッチング回路１０ａ、１０ｂを動作させる。具体的には、信号出力部１５３は、要求転数指令が判定閾値Ｒ３を上回り、かつ、判定閾値Ｒ４以下の場合には、所定のオンデューティ（第２のオンデューティ）を有するスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２を出力する。ここで、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２に適用される第２のオンデューティは、入力直流電圧Ｖｄｃを昇圧させる目的として規定されたものである。より具体的には、第２のオンデューティは第１のオンデューティよりも大きい値とされる。
つまり、オンデューティ変更部１５２は、要求回転数指令が上記の範囲に属する場合に適用する電圧指令（図３）の変調率を、要求回転数指令が“Ｒ１”から“Ｒ３”の範囲に属する場合に適用していた電圧指令の変調率よりも小さい値とする（図３参照）。電圧指令の変調率が小さくなる（即ち、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティが増加する）ことで、スイッチング回路１０ａ、１０ｂのスイッチング素子８ａ、８ｂを流れる電流が増加する。その結果、インダクタ６ａ、６ｂに蓄えられる電荷が増加し、ダイオード７ａ、７ｂの下流側の電圧（即ち、入力直流電圧Ｖｄｃ）が昇圧される方向に作用する。この結果、コンバータ装置２から出力される入力直流電圧Ｖｄｃは、直流電圧Ｖｄｃ１’よりも大きい直流電圧Ｖｄｃ２に昇圧される。なお、直流電圧Ｖｄｃ２は、圧縮機モータ２０の誘起電圧に対し、最終的な回転数を満足できる電圧として規定される。
【００３５】
次に、図４に示す破線のグラフを参照しながら、インバータ制御部１９の制御について詳しく説明する。
【００３６】
要求回転数指令が“Ｒ０”から“Ｒ２”（Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１）までの範囲においては、インバータ制御部１９は、Ｖ／ｆ制御を行う。即ち、インバータ出力電圧の振幅値Ｖと要求回転数指令（＝インバータ出力電圧の周波数ｆ）との比が一定となるようなゲート駆動信号Ｓｐｗｍ（ブリッジ回路１８へ出力するＰＷＭ信号）を生成する。
【００３７】
要求回転数指令が“Ｒ２”に達すると、Ｖ／ｆ制御において、インバータ出力電圧が上限（入力直流電圧Ｖｄｃ）に到達する。そのため、Ｖ／ｆ制御ではこれ以上回転数を上昇させることができない。
そこで、インバータ制御部１９は、要求回転数指令が“Ｒ２”から“Ｒ３”までの間、入力直流電圧Ｖｄｃ（直流電圧Ｖｄｃ１’）一定の下で過変調制御に切り替える。ここで、通常のＶ／ｆ制御においては、インバータ出力電圧が正弦波に成形されるように、ゲート駆動信号Ｓｐｗｍによってブリッジ回路１８がスイッチング制御される。しかし、過変調制御においては、ゲート駆動信号Ｓｐｗｍによるブリッジ回路１８のスイッチング頻度を低減し、インバータ出力電圧を矩形波に近づける。このようにすることで、インバータ出力電圧が上限値に達した段階であっても、モータ回転数の若干の上昇を図ることができる。
【００３８】
要求回転数指令が“Ｒ３”から“Ｒ４”（Ｒ４＞Ｒ３）までの範囲においては、入力直流電圧ＶｄｃがＶｄｃ１（Ｖｄｃ１’）からＶｄｃ２に昇圧されている。したがって、この範囲では、インバータ制御部１９は、再びＶ／ｆ制御を行う。即ち、インバータ出力電圧の振幅値Ｖと要求回転数指令（＝インバータ出力電圧の周波数ｆ）との比が一定となるようなゲート駆動信号Ｓｐｗｍを生成する。
【００３９】
要求回転数指令が“Ｒ４”に達すると、Ｖ／ｆ制御において、再び、インバータ出力電圧が上限（入力直流電圧Ｖｄｃ）に到達する。
そこで、インバータ制御部１９は、要求回転数指令が“Ｒ４”を上回る範囲においては、入力直流電圧Ｖｄｃ（直流電圧Ｖｄｃ２）一定の下で弱め界磁制御に切り替える。弱め界磁制御では、圧縮機モータ２０のロータ位置と、インバータ出力電圧との位相をずらす。弱め界磁制御により圧縮機モータ２０で生じる誘起電圧を低減させ、入力直流電圧Ｖｄｃ一定の下で回転数を増加させることができる。
【００４０】
なお、図４では、入力直流電圧Ｖｄｃの昇圧前（回転数指令“Ｒ２”〜“Ｒ３”の範囲）において「過変調制御」を行い、入力直流電圧Ｖｄｃの昇圧後（回転数指令“Ｒ４”を上回る範囲）において「弱め界磁制御」を行う態様で説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限られない。即ち、「過変調制御」及び「弱め界磁制御」は独立して適用可能であり、それぞれの範囲において、「過変調制御」、「弱め界磁制御」の両方を行う態様としてもよい。
【００４１】
（作用、効果）
上述の制御によれば、要求回転数指令が所定の判定閾値（Ｒ３）を上回った場合に、コンバータ制御部１５は、スイッチング回路１０ａ、１０ｂ（力率改善回路）に出力しているスイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティを減少させる。換言すると、オンデューティ変更部１５２は、要求回転数指令が判定閾値Ｒ３以下の場合に、オンデューティを予め規定された第１のオンデューティに決定し、要求回転数指令が判定閾値Ｒ３を上回った場合に、オンデューティを第１のオンデューティよりも大きい第２のオンデューティに決定する。
これにより、力率改善回路による力率改善及び高調波抑制の効果を得ながら、更に、入力直流電圧ＶｄｃがＶｄｃ１’からＶｄｃ２に昇圧される（図４参照）。
【００４２】
以上より、第１の実施形態に係るコンバータ装置２によれば、要求回転数指令に応じて、直流電圧をより高電圧に昇圧できる。
【００４３】
（変形例）
以上、第１の実施形態に係るコンバータ装置２及びこれを備える空気調和機について詳細に説明したが、コンバータ装置２の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
【００４４】
＜第１の変形例＞
図５は、第１の実施形態の第１変形例に係るコンバータ制御部の処理を詳細に説明するために用いる図である。
図５に示すように、第１の実施形態の第１の変形例に係るコンバータ制御部１５は、要求回転数指令が所定の判定閾値（Ｒ３）を上回った場合に、要求回転数指令に応じて階段状に（複数ステップに分けて）入力直流電圧Ｖｄｃを昇圧させる。
このようにすることで、インバータ装置３における電力効率を向上させることができる。
【００４５】
＜第２の変形例＞
図６は、第１の実施形態の第２変形例に係るコンバータ制御部の処理を詳細に説明するために用いる図である。
図６に示すように、第１の実施形態の第２の変形例に係るコンバータ制御部１５は、要求回転数指令が所定の判定閾値（Ｒ３）を上回った場合に、要求回転数指令に比例するように連続的に（スロープ状に）入力直流電圧Ｖｄｃを昇圧させてもよい。
この場合、オンデューティ変更部１５２は、要求回転数指令に比例するように、スイッチング信号Ｓｇ１、Ｓｇ２のオンデューティを変更する。
また、この場合、インバータ制御部１９は、判定閾値Ｒ２から判定閾値Ｒ４までの範囲において、（スロープ状に変化する）入力直流電圧Ｖｄｃを上限とする過変調制御を継続してもよい。
このようにすることで、インバータ装置３における電力効率を一層向上させることができる。
【００４６】
上述の実施形態においては、コンバータ制御部１５の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００４７】
上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００４８】
以上のとおり、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１  モータ駆動装置
２  コンバータ装置
３  インバータ装置
４  交流電源
５  整流回路
６ａ、６ｂ  インダクタ
７ａ、７ｂ  ダイオード
８ａ、８ｂ  スイッチング素子
１０ａ、１０ｂ  スイッチング回路（力率改善回路）
１２  平滑コンデンサ
１５  コンバータ制御部
１５０  回転数指令取得部
１５１  判定部
１５２  オンデューティ変更部
１５３  信号出力部
１７  ゼロクロス検出部
１８  ブリッジ回路
１９  インバータ制御部
【図１】
2020171184.tif 000003
【図２】
2020171184.tif 000004
【図３】
2020171184.tif 000005
【図４】
2020171184.tif 000006
【図５】
2020171184.tif 000007
【図６】
2020171184.tif 000008