(57)【要約】【課題】２つのインバータ駆動の負荷を近接して設ける場合に、キャリア音を低減又は抑制する技術を提供する。【解決手段】出力が略等しい第１及び第２インバータ１０，２０と、２つのインバータそれぞれが駆動し、互いに近接して設けられる第１及び第２三相負荷１２，２２とを備え、第１インバータのキャリア信号の周波数たる第１キャリア周波数Ｃ１と、第２インバータのキャリア信号の周波数たる第２キャリア周波数Ｃ２とは互いに略等しく、第１インバータのデューティ値と、第２インバータのデューティ値とは互いに略等しく、第１インバータと第２インバータとは同じスイッチングパターンで動作し、第１キャリア周波数と第２キャリア周波数との位相差が１１７．５度〜２４２．５度の範囲にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力が略等しい第１及び第２インバータ（１０，２０）と、
前記２つのインバータそれぞれが駆動し、互いに近接して設けられる第１及び第２三相負荷（１２，２２）とを備え、
前記第１インバータのキャリア信号の周波数たる第１キャリア周波数（Ｃ１）と、前記第２インバータのキャリア信号の周波数たる第２キャリア周波数（Ｃ２）とは互いに略等しく、
前記第１インバータのデューティ値と、前記第２インバータのデューティ値とは互いに略等しく、
前記第１インバータと前記第２インバータとは同じスイッチングパターンで動作し、
前記第１キャリア周波数と前記第２キャリア周波数との位相差（ｄ）が１１７．５度〜２４２．５度の範囲にある、負荷駆動装置（１００）。
【請求項２】
前記位相差（ｄ）が１１７．５度〜１７５度又は１８５度〜２４２．５度の範囲にある、請求項１記載の負荷駆動装置（１００）。
【請求項３】
前記位相差（ｄ）を制御する制御部（３０）を更に備える、請求項１又は請求項２記載の負荷駆動装置（１００）。
【請求項４】
前記制御部（３０）は、前記位相差（ｄ）を任意の値に変更することを操作者から受付ける操作部（３２）を有する、請求項３記載の負荷駆動装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷駆動装置に関し、特に２つのインバータ駆動の負荷が近接して設けられる負荷駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、空気調和機等のインバータを搭載した機器の場合、インバータのキャリア周波数によって特有の音（キャリア音）が発生する。このため、インバータ駆動の負荷を搭載した機器を防音材で覆うほか、騒音対策のための様々な技術が提案されており、下掲の特許文献１や特許文献２等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８４１８２号公報
【特許文献２】特開平９−０４７０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示の技術では、キャリア周波数を高くすることで静音化を図り、効率の低下を回避するために低負荷時にキャリア周波数を下げる技術が開示されている。しかしながら、駆動対象が冷凍機のような場合には低負荷で運転する時間が非常に長い。そのため、低周波数で運転されることが多くなりキャリア音の低減を図ることは困難である。
【０００５】
上記特許文献２に開示の技術では、インバータ搭載機器のキャリア音をホワイトノイズに近づけている。しかしながら、例えば、冷凍機を備えるコンテナを運搬するトレーラに適用する場合には以下のような問題点がある。すなわち、冷凍トレーラでは、当該トレーラに設けられて仮眠等に使用される居住スペースと当該冷凍機とが近接している。そのため、居住スペースに滞在する人にとってはキャリア音のみならず、ホワイトノイズであっても不快に感じることがある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑み、２つのインバータ駆動の負荷を近接して設ける場合に、キャリア音を低減又は抑制する技術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】
上記課題を解決すべく、本発明に係る負荷駆動装置の第１の態様は、出力が略等しい第１及び第２インバータ（１０，２０）と、前記２つのインバータそれぞれが駆動し、互いに近接して設けられる第１及び第２三相負荷（１２，２２）とを備え、前記第１インバータのキャリア信号の周波数たる第１キャリア周波数（Ｃ１）と、前記第２インバータのキャリア信号の周波数たる第２キャリア周波数（Ｃ２）とは互いに略等しく、前記第１インバータのデューティ値と、前記第２インバータのデューティ値とは互いに略等しく、前記第１インバータと前記第２インバータとは同じスイッチングパターンで動作し、前記第１キャリア周波数と前記第２キャリア周波数との位相差が１１７．５度〜２４２．５度の範囲にある、負荷駆動装置（１００）である。
【０００８】
本発明に係る負荷駆動装置の第２の態様は、その第１の態様であって、前記位相差が１１７．５度〜１７５度又は１８５度〜２４２．５度の範囲にある。
【０００９】
本発明に係る負荷駆動装置の第３の態様は、その第１又は第２の態様であって、前記位相差を制御する制御部（３０）を更に備える。
【００１０】
本発明に係る負荷駆動装置の第４の態様は、その第３の態様であって、前記制御部（３０）は、前記位相差を任意の値に変更することを操作者から受付ける操作部（３２）を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る負荷駆動装置の第１の態様によれば、インバータ駆動の負荷のキャリア音を低減できる。
【００１２】
本発明に係る負荷駆動装置の第２の態様によれば、２つのインバータ駆動の負荷を設けたとしても、１つのインバータ駆動の負荷を設けた場合よりも、キャリア音を低減できる。
【００１３】
本発明に係る負荷駆動装置の第３の態様によれば、位相差の制御が容易である。
【００１４】
２つのインバータ駆動の負荷を互いに近接して設けた場合には、キャリア音はこれらのインバータ駆動の負荷に対する相対的な位置によって変化する。本発明に係る負荷駆動装置の第４の態様によれば、操作者が位相差を所定範囲内で変更することができ、操作者が不快に感じるキャリア音の低減に資する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例に係る負荷駆動装置を例示する図である。
【図２】キャリアの波形を例示する図である。
【図３】２つのキャリア周波数の位相差に対する騒音をシミュレートした図である。
【図４】図３の一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図１を初めとする以下の図には、本発明に関係する要素のみを示す。
【００１７】
〈装置構成の概要〉
図１に示すように、負荷駆動装置１００は例えば、第１のインバータ１０と、第２のインバータ２０と、第１の三相負荷たる第１のモータ１２を有する第１の圧縮機１１と、第２の三相負荷たる第２のモータ２２を有する第２の圧縮機２１と、原動機４０と、コンバータ５１と、平滑用コンデンサ５２〜５４とを備えている。
【００１８】
原動機４０は例えば、１つのディーゼルエンジン４１によって動作する回転子（ロータ）４２及び固定子４３を含んで交流電流を生成する。原動機４０で生成された交流電流はコンバータ５１に入力されて整流され、直流電流に変換される。当該直流電流はその脈動（リプル）が平滑用コンデンサ５２で低減されて第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０のそれぞれへと向けて出力される。
【００１９】
第１のインバータ１０側に出力された直流電流は平滑用コンデンサ５３で再びリプルを低減されて第１のインバータ１０に印加される。また、第２のインバータ２０側に出力された直流電流もまた平滑用コンデンサ５４で再びリプルを低減されて第２のインバータ２０に印加される。
【００２０】
第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０のそれぞれは例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等の半導体スイッチング素子によって所望の三相交流を生成する。第１のインバータ１０は第１のモータ１２を駆動し、第２のインバータ２０は第２のモータ２２を駆動する。なお、第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０のそれぞれは必ずしもＩＧＢＴである必要はなく、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、サイリスタ、ＩＧＣＴ（Integrated Gate Commutated Thyristor）素子等が採用されても良い。また、第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０のそれぞれは必ずしもＳｉ（シリコン）素子である必要はなく、ＳｉＣ（炭化ケイ素）素子、ＧａＮ（窒化ガリウム）素子等が採用されても良い。
【００２１】
これら第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０によって駆動される第１のモータ１２及び第２のモータ２２は、出力が略等しくてかつ、互いに近接して設けられる。ここで「近接」とは、第１のモータ１２又は第２のモータ２２が単独でインバータ駆動された場合のキャリア音のそれぞれを、負荷駆動装置１００の操作者が識別できない程度に近接していることを指す。
【００２２】
図２に示すように、第１のインバータ１０のキャリア信号たる第１のキャリア信号Ｃ１の周波数と、第２のインバータ２０のキャリア信号たる第２のキャリア信号Ｃ２の周波数とは互いに略等しい。よって、第１のインバータ１０のデューティ値と、第２のインバータ２０のデューティ値とは互いに略等しい。さらに、第１のインバータ１０と第２のインバータ２０とは同じスイッチングパターンで動作する。図２では第１のキャリア周波数Ｃ１に対して、位相差の異なる３つの第２のキャリア周波数Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３を例示している。
【００２３】
第１のモータ１２と第２のモータ２２とが互いに近接し、第１のインバータ１０と第２のインバータ２０とが上述の動作をするとき、キャリア周波数の基本波Ｆと第２高調波ＳＨを考慮すると、キャリア音Ｎの大きさ（キャリア騒音率）は図３に示すように、第１のキャリア信号Ｃ１の周波数と第２のキャリア信号Ｃ２の周波数との位相差ｄによって変動する。ここで、図３の縦軸は、第１のキャリア信号Ｃ１と第２のキャリア信号Ｃ２との位相差ｄがゼロのときを基準（１００）にしたときの割合で示している。
【００２４】
図４に示すように、第１のキャリア信号Ｃ１と第２のキャリア信号Ｃ２との位相差ｄは、１１７．５度以上かつ２４２．５度以下であることが望ましい。位相差ｄがこの範囲にあるとき、第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０によるキャリア音は、それぞれが単独で発するキャリア音の和の半分以下になる。つまり、２つのインバータ１０，２０を搭載しているにもかかわらず、１つのインバータが発するキャリア音と同じかそれよりも低減できる。
【００２５】
特に、位相差ｄが、１１７．５度より大きくてかつ１７５度より小さいか又は、１８５度より大きくてかつ２４２．５度より小さい場合には、２つのインバータ１０，２０を搭載しているにもかかわらず、１つのインバータが発するキャリア音よりも低減できる点でより望ましい。
【００２６】
２つのインバータ駆動の負荷（第１のモータ１２及び第２のモータ２２）を設けた場合には、キャリア音はこれら第１のモータ１２及び第２のモータ２２に対する相対的な位置によって変化する。そこで、負荷駆動装置１００は、位相差ｄを制御する制御部（Main Controller）３０を備えている。具体的には、第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０のキャリア信号の位相差を制御することによって、第１のモータ１２及び第２のモータ２２のキャリア信号Ｃ１，Ｃ２の位相差ｄを制御する。
【００２７】
制御部３０は、原動機４０及びコンバータ５１に第１副制御部（Sub Controller 1）３３を介して始動指令をしつつ、第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０に第２副制御部（Sub Controller 2）３４及び第３副制御部（Sub Controller 3）３５を介して位相差ｄを制御する命令を行う。また、制御部３０は、位相差ｄを任意に変更することを操作者から受付ける操作部３２を有している。なお、操作部３２が受付ける位相差は、上述の範囲内であることが望ましい。
【００２８】
負荷駆動装置１００は例えば、冷凍コンテナを運搬するトレーラに適用される。すなわち、当該冷凍コンテナが備えるディーゼルエンジン（原動機４０）の動力で第１の圧縮機１１及び第２の圧縮機２１のそれぞれを駆動し、第１の圧縮機１１及び第２の圧縮機２１のそれぞれが当該冷凍コンテナの内部を冷凍する。第１のモータ１２及び第２のモータ２２と当該トレーラの居住スペースとが近接している場合、仮眠等に使用される当該居住スペースに操作部３２を設ける。
【００２９】
２つのインバータ駆動の負荷に対する相対的な位置によって変化するキャリア音を、操作者は当該居住スペースで実際に聞きながら位相差ｄを変更することができる。もって、当該居住スペースでのキャリア音の低減を図ることができる。
【００３０】
〈変形例〉
以上、本発明の好適な態様について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施例においては負荷駆動装置１００が冷凍トレーラに適用され、三相負荷が圧縮機である場合を例に説明したが、第１のインバータ１０及び第２のインバータ２０が近接して設けられる態様であれば冷凍トレーラでなくても良く、三相負荷もモータである必要はない。
【符号の説明】
【００３１】
１００  負荷駆動装置
１０，２０  インバータ
１２，２２  圧縮機（三相負荷）
３０  制御部
３２  操作部
Ｃ１，Ｃ２  キャリア周波数
ｄ  位相差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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