(57)【要約】      （修正有）【課題】システムトータルとしての効率を最大にする交流電動機駆動システムを提供する。【解決手段】交流電動機５の発生する基本波損失と，この電動機を駆動するインバータ３の損失，インバータ３の高調波によって発生する損失の大小関係から，全損失の最小化を実現する。交流電動機５の負荷が大きくなるに従って基本波損失が増大化するため，これを低減するように，インバータ３のスイッチング周波数を低下させ，基本波電流による損失を下げて，システムの効率を向上させる。逆に，負荷の軽い領域では，交流電動機５の高調波損失が支配的となるため，インバータのスイッチング周波数，あるいはパルス数を上げて，高調波電流を減らすことで効率を最大化する。【選択図】図１
2014072936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電動機と，該三相交流電動機を駆動するインバータ，ならびに該インバータをパルス幅変調によって駆動する制御器を備えた交流電動機の駆動システムにおいて，
前記三相交流電動機の負荷が増加するに従って，前記インバータのパルス数を減少させて駆動することを特徴とした交流電動機駆動システム。
【請求項２】
三相交流電動機と，該三相交流電動機を駆動するインバータ，ならびに該インバータをパルス幅変調によって駆動する制御器を備えた交流電動機の駆動システムにおいて，
前記インバータのパルス数は，前記三相交流電動機の駆動周波数，あるいは駆動電圧の少なくとも一方と，前記三相交流電動機の負荷状態に従って，前記インバータのパルス数を変化させて駆動することを特徴とした交流電動機駆動システム。
【請求項３】
三相交流電動機と，該三相交流電動機を駆動するインバータと，該インバータの直流電源電圧を可変する手段と，ならびに前記インバータをパルス幅変調によって駆動する制御器を備えた交流電動機の駆動システムにおいて，
前記インバータのパルス数は，前記三相交流電動機の駆動周波数，駆動電圧，前記インバータの直流電圧値の少なくとも一つと，前記三相交流電動機の負荷状態に従って，前記インバータのパルス数を変化させて駆動することを特徴とした交流電動機駆動システム。
【請求項４】
三相交流電動機と，該三相交流電動機を駆動するインバータ，ならびに該インバータをパルス幅変調によって駆動する制御器を備えた交流電動機の駆動システムにおいて，
前記三相交流電動機の基本波損失の演算，ならびに，前記インバータによって生じる高調波損失の演算を行う手段を備え，該損失演算値から，前記インバータのパルス数を変更して，前記前記三相交流電動機を駆動することを特徴とした交流電動機駆動システム。
【請求項５】
三相交流電動機と，該三相交流電動機を駆動するインバータ，ならびに該インバータをパルス幅変調によって駆動する制御器を備えた交流電動機の駆動システムにおいて，
前記三相交流電動機の基本波損失の演算と，前記インバータによって生じる高調波損失の演算と，ならびに前記インバータの発生する損失演算とを行う手段を備え，該損失演算値から，前記インバータのパルス数を変更して，前記前記三相交流電動機を駆動することを特徴とした交流電動機駆動システム。
【請求項６】
請求項４，５において，
前記高調波損失を演算する場合，前記インバータが発生する高調波電圧の各周波数成分に対して，該高調波の電圧成分を該高調波の周波数で除した値を二乗し，該二乗した値に該高調波の周波数のN乗を乗算し，これらの値を複数の周波数成分毎に演算して総和を求めた指数を評価指数とし，該評価指数に基づき，前記三相交流電動機の発生する高調波損失を求めることを特徴とした交流電動機駆動システム。
【請求項７】
請求項６において，
前記高調波損失を演算する際のNの値は，N＝0〜2とすることを特徴とした交流電動機駆動システム。
【請求項８】
請求項1乃至７において，
前記インバータ，あるいは，前記三相交流電動機の少なくとも一方の温度情報に基づき，前記パルス数の切替条件を補正することを特徴とした交流電動機駆動システム。
【請求項９】
請求項1乃至8において，
前記交流電動機の駆動システムを備えることを特徴とした電動機車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，交流電動機，あるいは交流発電機の駆動システムに関し，例えば，電気鉄道車両，電気自動車，産業用インバータ，風力発電システム，ディーゼル発電機システム等における回転機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の省エネ，地球環境保全の世界的な動向に連動して，インバータで駆動される電動機が様々な製品に適用されている。中でも電気鉄道車両や風力発電システムなど，電動機容量の大きな分野へ拡大している。電気鉄道用のモータ駆動システムは，高効率を達成するためにモータ本体の高効率化や，それを駆動する変換器の高効率化が進められている。
【０００３】
変換器の損失を最も効率的に下げるには，スイッチング周波数の平均値を下げることであり，例えば大容量の変換器では，数100Hz以下のキャリア周波数にて，変換器のスイッチング動作を行っている。あるいは，スイッチング素子に使われるダイオードを，シリコンカーバイトを用いたショットキー・バリヤ・ダイオードにすることで，効率改善するなどの報告がある。
【０００４】
鉄道車両では，特許文献１に示すように，高速域においてスイッチング回数が増加しないように，PWM（パルス幅変調）時のパルス数を制御するような工夫をしている。一般的には，交流電動機の駆動周波数と，PWMを行う際のキャリア周波数を同期させてパルスを生成する「同期PWM」を採用し，余分な高調波の発生を防ぐと同時に，スイッチング回数が増加することを抑えている。
【０００５】
また，回転機の設計においても，より効率重視の設計がなされるようになっている。高効率な回転機を設計するには，電気定数の一つである巻線抵抗（銅損）を極限まで減らす設計になる。また，鉄道車両用電動機は，インバータを用いた可変速駆動が原則であるため，インバータのスイッチングに伴う高調波損失が発生する。電動機の高調波損失は，主に鉄損と二次銅損が挙げられる。これらの損失は，高調波に対して複雑な特性を示すのが一般的である。
【０００６】
よって，インバータ，モータを含めたドライブシステム全体において，効率最大化を実現するには，複雑な系を対象に制御を行う必要がある。
【０００７】
特許文献２では，モータの高調波損失の割合を計算し，それに応じて，インバータのスイッチング回数を調整する技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２３７１９４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２０２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
交流電動機の駆動システムにおける損失は，大きく２つに分けられる。一つは交流電動機が発生する損失であり，もう一つは電力変換器の発生する損失である。さらに，交流電動機の発生する損失には，基本波成分に起因した損失（これを，以後，基本波損失と呼ぶ）と，インバータによって発生する高調波に起因した損失（これを高調波損失と呼ぶ）に分けられる。
【００１０】
これらの損失は，交流電動機の駆動状態である基本波電圧，基本波電流，力率や，インバータのスイッチング周波数やスイッチング方式，インバータの直流電圧など，様々な要因によって変化する。これらの損失を，各々が独立に最小化するのでは，必ずしもシステム全体の最小化を達成できるものではない。システムトータルとしての効率最大化が必要であるが，現在，そのような手法が確立されてない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は，交流電動機の発生する基本波損失と，この電動機を駆動するインバータの損失，ならびにインバータの高調波によって発生する損失の大小関係から，全損失の最小化を実現する。交流電動機の負荷が大きくなるに従って基本波損失が増大化するため，これを低減するように，インバータのスイッチング周波数を低下させ，基本波電流による損失を下げて，システムの効率を向上させる。逆に，負荷の軽い領域では，交流電動機の高調波損失が支配的となるため，インバータのスイッチング周波数，あるいはパルス数を上げて，高調波電流を減らすことで効率を最大化する。このように負荷に応じて，インバータのスイッチング周波数，あるいはパルス数を変更することで，課題を解決することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の望ましい実施の形態に関わる交流電動機の駆動システムによれば、交流電動機の駆動周波数，駆動電圧，負荷状態に応じて，システム全体の効率を最大にして制御することが可能になる。
【００１３】
本発明のその他の目的と特徴は、以下に述べる実施例により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に関わる交流電動機駆動システムの構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に関わる，パルス幅変調を行う際の駆動周波数に対するキャリア周波数を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に関わる，パルス幅変調を行う際の駆動周波数と電圧変調率指令から，パルス数を導出するマップを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係わる，３パルス駆動，ならびに９パルス駆動時のシステム損失を示す図である
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる，１パルス駆動，ならびに３パルス駆動時のシステム損失を示す図である
【図６】本発明の第２の実施の形態に関わる交流電動機駆動システムの構成を表すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わる，１パルス駆動，ならびに３パルス駆動時のシステム損失を示す図である
【図８】本発明の第３の実施の形態に関わる。キャリア周波数決定器の構成を表すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に関わる，キャリア周波数決定器の構成を表すブロック図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に関わる，高調波損失演算器の構成を表すブロック図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に関わる，評価関数と高調波損の関係を示す図である。
【図１２】本発明の第６の実施の形態に関わる交流電動機駆動システムの構成を表すブロック図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態に関わる鉄道車両に用いた交流電動機駆動システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図１〜１３を用いて説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は，交流電動機5を駆動するモータ・ドライブシステムである。図１の構成要素は，交流電動機5のトルク指令Tm*を発生する指令発生器１と，トルク指令Tm*に一致したトルクを発生するための制御を行う制御器2と，交流電動機5を駆動するインバータ3，交流電動機5に流れる電流を検出する電流センサ4から成り立っている。
【００１７】
また，インバータ3は，インバータに電力を供給する直流電源31，６個のスイッチング素子Sup〜Swnで構成されるインバータ主回路部32，インバータ主回路32を直接駆動するゲート・ドライバ33から構成されている。
【００１８】
指令発生器１は，交流電動機へのトルク指令Tm*を発生する，制御器2の上位に位置する制御器である。制御器2は，指令発生器1のトルク指令に基づき，交流電動機5の発生トルクを制御する。
【００１９】
制御器2の動作は以下のようになる。ベクトル演算器6にて交流電動機5の交流電流検出値である三相交流Iu，Iv，Iwを，トルク電流成分（ｑ軸電流成分）と励磁電流成分（ｄ軸電流成分）に分離して，それぞれの電流制御を行う。電流制御の結果，回転座標軸であるｄｑ軸上の電圧指令Vd*ならびにVq*が演算され，それらを極座標変換器7にて，電圧振幅指令V1と電圧位相指令δに変換する。また，ベクトル演算器6にて，交流電動機の駆動周波数ｆ1も演算される。この駆動周波数f1を積分器9にて積分し，制御位相θｄを計算する。さらに加算器11にて，電圧指令位相δをθdに加算して，電圧位相θvとして，三相座標変換器にて三相交流電圧指令Vu，Vv，Vwを得る。
【００２０】
PWMパルス発生器10では，キャリア周波数ｆｃに基づいて三角波キャリアを発生し，それと三相電圧指令Vu，Vv，Vwとの大小比較を行い，パルス幅変調が実施される。このパルス幅変調された信号によって，インバータ3のスイッチング素子をオン/オフ制御する。
【００２１】
また，キャリア周波数fcは，キャリア周波数決定器12にて計算される。キャリア周波数決定器では，電圧振幅指令V1，ならびに駆動周波数f1，交流電動機電流Iu,Iv,Iwに基づいて，キャリア周波数fcを決定する。
【００２２】
鉄道車両用ドライブシステムのような大容量のシステムの場合，キャリア周波数を高く設定するのは困難であり，通常，数100Hzから2kHz程度に設定される。それに対して，駆動周波数f1も数100Hzになるため，高速域では同期PWM方式が採用される。同期PWMは，キャリア周波数fcと駆動周波数f1の比率を整数倍にして，ビート現象などの不具合を解決するものである。ただし，三相交流電圧が対称波形となるためには，同期条件に制約があり，パルス数N（=fc/f1）は，３の倍数，かつ，奇数という条件になる。この条件に従えば，Nは，3，9，15，21，，，，の値となる（１パルスのN＝１も存在する）。しかし，Nが増えることで，ビート現象は生じにくくなるため，通常，N＝１５程度が同期PWMの上限であり，それ以外は，キャリア周波数を固定した非同期PWMが採用される。
【００２３】
図２に，駆動周波数f1とキャリア周波数fc(ならびにパルス数N）の関係を示す。駆動周波数f1を増加するに従い，パルス数Nを低下させ，最後は１パルス駆動になる。実際には，駆動周波数f1のみでなく，電圧指令V1によってもパルス数は変更される。図３は，駆動周波数f1と電圧変調率指令（電圧指令V1と直流電圧VDCの比率），ならびにパルス数の関係を示した図である。インバータ３の出力電圧を増加させるには，パルス数を下げて行く必要があり，最大電圧を出力するには1パルス駆動が必要になる。よって，変調率を高く取るためには，駆動周波数とは別にパルス数を切り替える必要がある。
【００２４】
図３に示すパルス数のマップが，図１のパルス数決定器13に納められている。ここにおいて，PWM変調時の基本となるパルス数が決定される。
【００２５】
次に，本発明の特徴部分であるパルス数補正器14について説明する。パルス数補正器14では，パルス数決定器13で決定したパルス数Nに対して，交流電動機5の動作条件に応じてパルス数の補正を行う。ここでは，動作状態を監視するために，交流電動機５の相電流を観測している。図4に，一定周波数で駆動している交流電動機の負荷と，その時に発生する損失を示す。図4(a)は９パルスの場合，同図(b)は３パルスの場合である。損失の内訳として，大きく，高調波損失と，それ以外の損失に分けられる。高調波損失は，インバータ３に含まれる高調波電圧を起因とした損失であり，交流電動機が誘導電動機の場合には，主に高調波二次銅損が支配的となる。この高調波損失は，パルス数，ならびに変調率が決まれば，ほぼ，負荷に寄らずに一定とみなすことができる。これは，誘導機の二次回路に高調波が常に流れ込んでいるためであり，周波数の高い成分に対するすべりはほぼ「１」になることによる。また，永久磁石モータの場合には，二次銅損は発生しないが，高調波鉄損が大きく存在する。これも負荷に寄らずにほぼ一定であるとみなすことができる。
【００２６】
また，高調波以外の損失は，基本波電流による銅損が大きく，これは負荷にほぼ比例すると考えてよい。また，インバータの導通損失や，スイッチング損失も負荷に比例すると考えられる。
【００２７】
図4(a),ならび(b)に示すように，９パルスと3パルスでは，それぞれの損失の内訳が異なっている。パルスを増やすことで高調波は低下するが，スイッチング回数が増えることで，スイッチング損失が増加する。それぞれ，負荷に応じて損失特性が変わってくることがわかる。
【００２８】
よって，図４(c)に示すように，軽負荷領域では９パルスを，重負荷領域では３パルスを採用することで，全体の高効率化が図れることがわかる。同様に，図５には１パルスと３パルスの損失を示す。１パルスでは，インバータ３の出力電圧を最大にできるため，同じパワーを出力することを考えると，電流を最も小さくできる。よって，電流が減少することで，銅損が低減でき，重負荷領域における効率が改善する。ただし，１パルス駆動の高調波は非常に大きいため，負荷の軽い条件では，高調波損失が支配的となり，パルス数を３パルスにした方が損失が低減する。
【００２９】
本発明の特徴部分であるパルス数補正器14では，電流の大きさから負荷状態を判定し，予め求めていた切替ポイントに応じてパルスを変更するように動作する。このため，動作状態に応じた効率の最大化が実現できるようになる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について，図6，ならびに図7を用いて説明する。
【００３０】
第１の実施の形態では，PWM制御を行う際のパルス数を，通常は駆動周波数と駆動電圧に基づいて決定しているのに対し，電動機の負荷状態を考慮に入れることで，より高効率な電動機駆動システムが実現できることを示した。
【００３１】
本実施形態では，さらに，インバータの直流電圧情報を用いて，パルス数を決定する手法について述べる。
【００３２】
図６は，本発明による第２の実施形態のブロック構成図である。図において，部品番号1〜13，31,32,33は，実施例１における図１の同じ番号のものと同一のものである。本実施形態では，インバータ直流電圧VDCの電圧を検出する電圧センサ34が新たに付加され，その電圧検出値が，パルス数補正器14Bに入力されている。
【００３３】
パルス数補正器14Bでは，図1におけるパルス数補正器14とは異なり，インバータ３の直流電源31の電圧値を考慮して，パルス数に補正を加える。
【００３４】
インバータの直流電源31は，昇圧型（あるいは降圧型）コンバータを用いれば，電圧を可変にすることが可能である。インバータの電源電圧VDCによって，交流電動機の効率は大きく変化する。
【００３５】
例えば，電圧を高く設定することで，高速領域まで定トルク駆動が可能となり，交流電動機の駆動電流を低減することができる（鉄道車両用の交流電動機（主に誘導電動機）では，高速領域は定出力駆動となり，励磁電流を絞った状態での駆動となる。このため，負荷が大きくなるとトルク電流を大幅に増やす必要があり，効率が劣化する）。
【００３６】
しかし，直流電圧を高く設定すると高調波電流が増加してしまうため，高調波損失は劣化することになる。逆に，低速駆動時に直流電圧を下げることができれば，高調波電流を低減できるため，損失低減に貢献できる。
【００３７】
図７に，直流電圧VDCを上昇させた場合の損失変化を示す。１パルスと３パルスを比較した場合，VDCを増加させることで，１パルス方式の損失がトータルとして低減する。これは，基本波電流の低減によって，銅損が改善されたことによる。よって，直流電圧を増加させた場合には，パルス数の切替ポイントを軽負荷側にずらす方が，トータルの損失が改善する。
【００３８】
このような切替ポイントの変更を，パルス数補正器14Bにて，予め設定しておいたマップに従い実施することで，より効率のよい電動機駆動システムが実現する。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について，図８を用いて説明する。
【００３９】
第１，第２の実施の形態は，交流電動機の負荷状態に応じて，あるいはインバータの直流電圧値を考慮して，PWM制御時のパルス数を変更することで，効率の最大化が可能となるシステムであった。その中で，パルス数を決定するのは，予め計算しておいてデータテーブル等に従うものであるため，テーブルの精度や分解能に依存するものであった。
【００４０】
本実施形態では，実時間において損失計算を実施し，常に最適なパルス数での交流電動機駆動を実現するものである。
【００４１】
図８において，キャリア周波数決定器12Cを，これまでの実施形態である図１，ならびに図６のキャリア周波数決定器12の代わりに用いることで，第３の実施形態となる。また，パルス数決定器13は，図１，ならびに図６と同じものである。損失演算器15a〜15e（各パルス数毎に設定）は，システムの状態量から各パルス数によってPWMを実施した時の損失を演算する手段である。各損失演算器は，損失Loss1〜Loss5を演算し，パルス数補正器14cに入力する。パルス数補正器14Cでは，これらの損失演算値から最も損失の少ないパルス数を選択し，それに基づいてキャリア周波数ｆｃを決定する。
【００４２】
また，各損失演算器15の内部は，基本波損失演算器16a，ならびに高調波損失演算器17aからなり，常に損失演算を行っている。基本波損失演算器16aでは，相電流情報，ならびに直流電圧に基づき，交流電動機の基本波電流に伴う損失（主に銅損）を計算している。高調波損失演算器17aでは，インバータの直流電圧値VDC，駆動周波数f1，ならびに電圧指令V1に基づいて，高調波の損失を演算する。これらの基本波，ならびに高調波の損失演算を同時に行い，両者を加算器11aにて加算することで，全損失を計算している。
【００４３】
本実施例によれば，交流電動機の駆動状態，ならびにインバータの直流電圧値に応じて，常に異なるパルス数での損失演算が実施できるため，リアルタイムで効率の最大駆動が可能になる。よって，電動機駆動システムの高効率化が可能である。
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について，図９を用いて説明する。
【００４４】
本実施形態は，前述の第３の実施形態と同様に実時間において損失計算を実施し，常に最適なパルス数での交流電動機駆動を実現するものである。本実施形態では，インバータの損失も考慮している点が，第３の実施形態とは異なっている。
【００４５】
図９のキャリア周波数決定器12Dを，前述の第１，第２における実施形態のキャリア周波数決定器12の代わりに用いることで第４の実施形態となる。
【００４６】
図９において，損失演算器15Daの内部にて，新たにインバータ損失演算器18aが付加されており，この点が図８と異なる点である。インバータの損失は，導通損失とスイッチング損失であることから，相電流の大きさ，ならびに直流電圧の大きさからインバータの損失を計算することができる。このブロックを，各パルス数毎に計算して，損失演算値であるLoss1〜Loss5を求め，それらが最小となるパルス数を，パルス数補正器14Cに求め，キャリア周波数を決定する。
【００４７】
この結果，インバータ損失までを含めての損失最小化運転が可能になり，より高効率なドライブシステムが実現できる。
【００４８】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について，図１０，１１を用いて説明する。
【００４９】
第５の実施形態は，第３，ならびに第４の実施形態における高調波損失演算器に係わるものであり，図１０の実施形態を，図８，９における高調波損失演算器17aの代わりにそれぞれ用いることで実現できる。
【００５０】
図10における高調波損失演算器17Eは，駆動周波数f1，電圧指令V1，ならびに直流電圧検出値VDCを入力して，高調波電圧成分を計算する高調波電圧演算器171a，この高調波電圧成分から，高調波電流を計算する高調波電流演算器172a，さらにこの高調波電流値から，高調波損失相当の評価関数を演算する評価関数演算器173a，この評価関数値に基づいて，高調波損失を計算する損失演算器174aからなる。
【００５１】
高調波電圧演算器では，パルス数毎に，変調率（V1/VDC）に対する各高調波次数の含有率がテーブル化されており，例えば，第５次成分は何V含まれるか等，高調波の次数毎に求められるようになっており，次数ｎ次毎に電圧の大きさVnを出力する。
【００５２】
また，高調波電流演算器172aでは，高調波電圧を次数で割り算することで，各高調波成分の電流相当の値In（=Vn/n）を計算している。次数の代わりに，高調波の周波数とインダクタンス値を用いれば，電流値の概算を計算することも可能であるが，損失評価を行う上では，次数で除算することでも問題ない。次に，評価関数演算器173aでは，高調波電流相当の値Inから，高調波損失に相間関係のある評価関数を演算する。
【００５３】
ここで演算される評価関数は，交流電動機の高調波損失に相当する量となる。例えば，誘導電動機の二次銅損は，二次抵抗Rに対して，電流の二乗×Rとなる。しかし，高調波損失の場合には，二次巻線の表皮効果の影響で，次数nのx乗倍されると言われている。ｘ＝0は，二次抵抗に周波数依存性がないことを意味しており，回転子構造によってはそのようなケースも有り得る。また，表皮効果が強い場合にはn=0.5〜2程度の値を取る。これは電動機の特性に依存するものであり，電動機が変われば当然ｘの値も変化するが，実機試験より，ｘ＝１前後になることを確認している。
【００５４】
図10の実施形態では，ｎ次の電流成分In(＝Vn/n）を二乗して，さらに重みとしてｎのx乗を乗算し，その全成分の加算値を評価関数H1にしている。このｘの値と高調波損失の関係を，図11に示す。例えば，ある交流電動機ではｘ＝1.0（すなわち，重みをnとする)とした場合に，高調波損失と評価関数が線形になることを確認している。このように，評価関数を導入することで，高調波損失の演算が容易に行えるようになる。損失演算器174aでは，評価関数H1の値を係数倍することで損失を求めている。この係数に関しては，予め一度だけ実測による損失との関係を求めておけよい。
【００５５】
以上，本実施形態によれば，評価関数の導入によってより高精度な損失の演算演算が可能になり，さらなる高効率な交流電動機駆動システムが実現できる。
【００５６】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について，図１２を用いて説明する。
【００５７】
図１２における第５の実施形態は，第２の実施形態とほぼ同様な構成を示している。ただし，本実施形態では，インバータ主回路部32にインバータ温度センサ35aと，交流電動機5にモータ温度センサ35bが付加されており，それらの温度情報を新たなブロックであるパルス補正器14Eに取り入れている。それ以外の部品は，すべて第２の実施形態と同じものである。
【００５８】
パルス数補正器14Eでは，前述のよう動作状態に応じて損失演算を行い，最も損失の少ないパルス数での運転を行う。その際，インバータ損失はインバータの素子温度によって変化し，また，電動機の損失（特に基本波損失）は，電動機の温度によって変化することが知られている。そこで，インバータ，ならびに交流電動機に温度センサ35a，35bを取り付け，それぞれの温度状態による換算を行った上で損失演算を行えば，より高精度な損失演算が実現できる。例えば，インバータ損失演算では，温度が上がるほど導通損失は低下し，また，交流電動機の基本波損失では，温度上昇に伴い銅損が増加することになる。このような補正を加えることで，より高精度な損失演算が可能になる。
【００５９】
尚，温度による補正は，インバータ，電動機の両方で必ずしも行う必要はなく，どちらか一方だけでも効果は期待できる。また，直接温度を計測せずに，電流の変化やインバータを使って抵抗値を測定し，間接的に温度変化を読み取ることも可能である。
（第7の実施の形態）
次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。
【００６０】
本発明による交流電動機駆動システムを用いた鉄道車両を，図１３に示す。
【００６１】
鉄道車両では，電動機の容量が100kW以上と大きく，キャリア周波数を高く設定できないため，高速領域では数パルスによる同期PWM方式が用いられる。その上で，省エネ駆動を実現する必要があるため，本発明による交流電動機駆動システムは効果的である。
【００６２】
図１３は，これまでの実施形態を搭載し，交流電動機として誘導電動機5a〜bを駆動している鉄道車両システムである。本発明を適用することで，システムの損失を最小に抑えながらの駆動が可能な鉄道車両システムが実現できるようになる。
以上，本発明による実施形態について説明した。説明上，交流電動機としては主として誘導電動機を例に説明したが，交流電動機であれば，他の電動機であっても同様に適用することが可能である。例えば，永久磁石同期電動機，巻線型同期電動機，リラクタンストルクによる同期機も同様である。また，発電機の制御に対しても同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
既述の通り、本発明は大容量の交流電動機の駆動システムの技術である。このシステムの主な適用範囲は、鉄道車両駆動用，一般産業用，風力発電機，ディーゼル発電機等であり，システム全体の高効率化，省エネ化に有効である
。
【符号の説明】
【００６４】
１…指令発生器，2…制御器，3…インバータ，4…電流センサ，5…交流電動機，6…ベクトル制御器，7…極座標変換器，8…三相座標変換器，9…積分器，10…PWMパルス発生器，11…加算器，12…キャリア周波数決定器，13…パルス数決定器，14…パルス数補正器，31…直流電源，32…インバータ主回路部，33…ゲート・ドライバ，
【図１】
2014072936.tif 000003
【図２】
2014072936.tif 000004
【図３】
2014072936.tif 000005
【図４】
2014072936.tif 000006
【図５】
2014072936.tif 000007
【図６】
2014072936.tif 000008
【図７】
2014072936.tif 000009
【図８】
2014072936.tif 000010
【図９】
2014072936.tif 000011
【図１０】
2014072936.tif 000012
【図１１】
2014072936.tif 000013
【図１２】
2014072936.tif 000014
【図１３】
2014072936.tif 000015