(57)【要約】【課題】  高回転領域において、十分なトルクが得ることが可能な電動機駆動用インバータ装置及びその制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】  交流電源１からの交流電圧を直流電圧に変換する全波整流器２と、全波整流器２からの直流電圧を降圧させる降圧チョッパ回路３と、全波整流器２からの直流電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路４と、降圧チョッパ回路３の入出力間に、並列に逆接続された回生電力バイパス用ダイオード７と、降圧チョッパ回路３又は昇圧チョッパ回路４により得られた直流電圧を入力とするインバータ５とを具備する。【選択図】      図１
2006129570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの直流電圧を降圧させる降圧チョッパ回路と、
前記直流電源からの直流電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路と、
前記降圧チョッパ回路の入出力間に、並列に逆接続された回生電力バイパス用ダイオードと、
前記降圧チョッパ回路又は前記昇圧チョッパ回路により得られた直流電圧を入力とするインバータと
を具備する電動機駆動用インバータ装置。
【請求項２】
前記降圧チョッパ回路及び前記昇圧チョッパ回路は、同一のリアクトルを利用して、前記直流電源からの直流電圧を降圧又は昇圧する請求項１に記載の電動機駆動用インバータ装置。
【請求項３】
前記直流電源と前記リアクトルとの間に、前記直流電源と並列に接続された回生用のスイッチング素子を備える請求項２に記載の電動機駆動用インバータ装置。
【請求項４】
直流電源からの直流電圧を降圧させる降圧チョッパ回路と、前記直流電源からの直流電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路と、前記降圧チョッパ回路の入出力間に、並列に逆接続された回生電力バイパス用ダイオードと、前記降圧チョッパ回路又は前記昇圧チョッパ回路により得られた直流電圧を入力とするインバータとを具備する電動機駆動用インバータ装置の制御方法であって、
前記インバータに入力される電流値又は昇圧チョッパ回路に入力される電流値及び前記電動機の回転数をパラメータとして、前記昇圧チョッパ回路の動作領域と前記降圧チョッパ回路の動作領域とが予め設定されている動作領域設定テーブルを備え、
前記インバータに入力される実電流値又は前記昇圧チョッパ回路に入力される実電流値及び前記電動機の実回転数に基づいて、前記動作領域設定テーブルを参照することにより、前記昇圧チョッパ回路又は前記降圧チョッパ回路を動作させる電動機駆動用インバータ装置の制御方法。
【請求項５】
直流電源からの直流電圧を降圧させる降圧チョッパ回路と、前記直流電源からの直流電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路と、前記降圧チョッパ回路の入出力間に、並列に逆接続された回生電力バイパス用ダイオードと、前記降圧チョッパ回路又は前記昇圧チョッパ回路により得られた直流電圧を入力とするインバータとを具備する電動機駆動用インバータ装置の制御方法であって、
前記インバータに接続される電動機の電流指令値に基づいて、チョッパ切替閾値を設定し、
インバータに入力される電流値が、前記チョッパ切替閾値以下となった場合に、昇圧チョッパを動作させ、前記インバータに入力される電流値が前記チョッパ切替閾値以上となった場合に、降圧チョッパを動作させる電動機駆動用インバータ装置の制御方法。
【請求項６】
前記チョッパ切替閾値に、ヒステリシスを持たせた請求項５に記載の電動機駆動用インバータ装置の制御方法。
【請求項７】
前記インバータに接続される電動機の目標回転数、及び前記電動機の要求トルクにより決定される電流指令値に基づいて、前記降圧チョッパ回路及び前記昇圧チョッパ回路のデューティ比を決定し、
決定したデューティ比に基づいて、降圧チョッパ回路又は前記昇圧チョッパ回路を制御する請求項４から請求項６のいずれかの項に記載の電動機駆動用インバータ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を駆動するインバータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機を駆動するインバータ装置として、例えば、特許第３２４８２１８号公報（特許文献１）に示されるものがある。
上記特許文献１には、簡単な回路構成により、電流形インバータ装置と電圧形インバータの特性を示す電動機駆動用インバータが開示されている。
具体的には、交流電源を入力とするブリッジ整流回路と、ブリッジ整流回路により得られた直流電圧を降圧させる降圧チョッパ回路と、降圧チョッパ回路により得られた直流電源を入力とする電圧形ブリッジインバータと、降圧チョッパ回路の入出力間に並列に逆接続された回生電力バイパス用ダイオードとを備える電動機駆動用インバータ装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３２４８２１８号公報（第１−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、駆動装置や発電装置に用いられるモータなどの電動機では、図１０に示すように、回転数に比例した誘起電圧が発生する。従って、モータの高回転領域において、十分なトルク（電流）を得るためには、図１０に示すように、誘起電圧の上昇に伴って電源電圧を上昇させ、高回転領域においても、一定以上の電位差を確保する必要がある。
しかしながら、上記特許文献１に開示されている電動機駆動用インバータでは、十分な電圧を発生させることができないため、この電動機駆動用インバータにより駆動される電動機は、高回転領域において十分なトルクを得ることができなかった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、電動機の高回転領域において、高い電源電圧を供給することにより、電源電圧と誘起電圧との電位差を十分に確保し、電動機の要求トルクに応じた電流を供給することができる電動機駆動用インバータ装置及びその制御方法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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、直流電源からの直流電圧を降圧させる降圧チョッパ回路と、前記直流電源からの直流電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路と、前記降圧チョッパ回路の入出力間に、並列に逆接続された回生電力バイパス用ダイオードと、前記降圧チョッパ回路又は前記昇圧チョッパ回路により得られた直流電圧を入力とするインバータとを具備する電動機駆動用インバータ装置を提供する。
【０００６】
本発明によれば、電流電源からの電流電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路を備えるので、インバータに接続される電動機の高回転領域において、誘起電圧と電源電圧との電位差を一定以上に保つことが可能となる。これにより、電動機の要求トルクに応じた電流を供給することが可能となる。
【０００７】
上記記載の電動機駆動用インバータ装置において、前記降圧チョッパ回路及び前記昇圧チョッパ回路は、同一のリアクトルを利用して、前記直流電源からの直流電圧を降圧又は昇圧することが好ましい。
【０００８】
本発明によれば、降圧チョッパ回路と昇圧チョッパ回路とが、同一のリアクトルを利用して、直流電源からの直流電圧を降圧又は昇圧するので、回路の大型化を回避することが可能となる。
更に、降圧チョッパ回路又は昇圧チョッパ回路及びリアクトルにより、上記回生電力バイパス用ダイオードに電流が流れているとき以外は、電流形インバータの動作波形とすることが可能となるので、起動時の突入電流を抑制することが可能となる。
【０００９】
上記記載の電動機駆動用インバータ装置は、前記直流電源と前記リアクトルとの間に、前記直流電源と並列に接続された回生用のスイッチング素子を備えることが好ましい。
【００１０】
このように、直流電源とリアクトルとの間に、直流電源と並列に接続された回生用のスイッチング素子を備えるので、電動機の回転エネルギーが過剰な場合に、エネルギー回生を行うことが可能となる。また、ブレーキとしても使用することが可能となる。
【００１１】
本発明は、直流電源からの直流電圧を降圧させる降圧チョッパ回路と、前記直流電源からの直流電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路と、前記降圧チョッパ回路の入出力間に、並列に逆接続された回生電力バイパス用ダイオードと、前記降圧チョッパ回路又は前記昇圧チョッパ回路により得られた直流電圧を入力とするインバータとを具備する電動機駆動用インバータ装置の制御方法であって、前記インバータに入力される電流値又は昇圧チョッパ回路に入力される電流値及び前記電動機の回転数をパラメータとして、前記昇圧チョッパ回路の動作領域と前記降圧チョッパ回路の動作領域とが予め設定されている動作領域設定テーブルを備え、前記インバータに入力される実電流値又は前記昇圧チョッパ回路に入力される実電流値及び前記電動機の実回転数に基づいて、前記動作領域設定テーブルを参照することにより、前記昇圧チョッパ回路又は前記降圧チョッパ回路を動作させる電動機駆動用インバータ装置の制御方法を提供する。
【００１２】
本発明によれば、動作領域設定テーブルには、インバータに入力される電流値又は昇圧チョッパ回路に入力される電流値及び電動機の回転数をパラメータとして、昇圧チョッパ回路の動作領域と降圧チョッパ回路の動作領域とが予め設定されているので、この動作領域設定テーブルを参照することにより、非常に容易に、動作させるチョッパ回路を決定することが可能となる。そして、昇圧チョッパ回路と降圧チョッパ回路とを同時に動作させるのではなく、いずれか一方を動作させるので、電力の損失を低減させることが可能となる。
【００１３】
本発明は、直流電源からの直流電圧を降圧させる降圧チョッパ回路と、前記直流電源からの直流電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路と、前記降圧チョッパ回路の入出力間に、並列に逆接続された回生電力バイパス用ダイオードと、前記降圧チョッパ回路又は前記昇圧チョッパ回路により得られた直流電圧を入力とするインバータとを具備する電動機駆動用インバータ装置の制御方法であって、前記インバータに接続される電動機の電流指令値に基づいて、チョッパ切替閾値を設定し、インバータに入力される電流値が、前記チョッパ切替閾値以下となった場合に、昇圧チョッパを動作させ、前記インバータに入力される電流値が前記チョッパ切替閾値以上となった場合に、降圧チョッパを動作させる電動機駆動用インバータ装置の制御方法を提供する。
【００１４】
本発明によれば、インバータに接続される電動機の要求トルクにより決定される電流指令値に基づいて、降圧チョッパ回路を動作させるのか、或いは、昇圧チョッパ回路を動作させるのかを決定するチョッパ切替閾値を設定し、このチョッパ切替閾値と実際の電流値に基づいて、昇圧チョッパ回路及び降圧チョッパ回路のいずれか一方を動作させる。
このように、動的にチョッパ切替閾値を設定するので、その時々の状況に応じた適切なタイミングで、動作させるチョッパ回路の切替えを行うことが可能となる。
【００１５】
上記記載の電動機駆動用インバータ装置の制御方法において、前記チョッパ切替閾値に、ヒステリシスを持たせることが好ましい。
このように、チョッパ切替閾値にヒステリシスを持たせることにより、動作させるチョッパ回路の切替が頻繁に生ずることを回避できるので、安定した制御を実現することが可能となる。
【００１６】
上記記載の電動機駆動用インバータ装置の制御方法において、前記インバータに接続される電動機の目標回転数、及び前記電動機の要求トルクにより決定される電流指令値に基づいて、前記降圧チョッパ回路及び前記昇圧チョッパ回路のデューティ比を決定し、決定したデューティ比に基づいて、降圧チョッパ回路又は前記昇圧チョッパ回路を制御することが好ましい。
【００１７】
インバータに接続される電動機の目標回転数及び前記電動機の要求トルクにより決定される電流指令値に基づいて、降圧チョッパ回路及び昇圧チョッパ回路のデューティ比を決定する。このデューティ比の決定手法としては、以下のような手法が挙げられる。
第１の態様では、例えば、降圧チョッパ回路及び昇圧チョッパ回路のデューティ比、インバータに接続される電動機の回転数、及び前記電動機の要求トルクにより決定される電流指令値の関係が設定されているデューティ比テーブルを備えており、このデューティ比テーブルを参照して、目標回転数及び電流指令値により決定されるデューティ比を決定する。
第２の態様では、例えば、上記電動機の回転数及び電動機の要求トルクに基づいてデューティ比を算出するための演算式などを備えており、この演算式に基づいて、デューティ比を決定する。
第３の態様では、例えば、電流指令値と実際の電流値との差分を入力情報としてＰＩＤ制御を行うことにより、デューティ比を決定する。
第４の態様では、例えば、電流指令値と実際の電流値との差分を入力情報としてＰＩＤ制御を行い、このＰＩＤ制御の出力と基準となる三角波との比較結果に基づいて、デューティ比を決定する。
そして、上述したデューティ比に基づいて、降圧チョッパ回路又は昇圧チョッパ回路を制御する。
これにより、非常に容易に、且つ、迅速に制御を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電動機駆動用インバータ装置及びその制御方法によれば、インバータに接続される電動機の高回転領域において、高い電源電圧を供給することが可能となるので、電源電圧と誘起電圧との電位差を十分に確保することが可能となる。これにより、電動機の要求トルクに応じた電流を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる電動機駆動用インバータ装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る電動機駆動用インバータ装置の概略構成を示した電気回路図である。
図１に示すように、本実施形態に係る電動機駆動用インバータ装置において、交流電源１には、全波整流器２が接続されている。全波整流器２の高圧出力ライン１０には、リアクトル３１が直列に接続されている。全波整流器２とリアクトル３１との間には、スイッチング素子３２が直列に接続されている。スイッチング素子３２は、例えば、ＦＥＴ、ＩＧＢＴなどであり、リアクトル３１の電流を直流に制御すべく、後述の制御装置によってスイッチング制御される。スイッチング素子３２とリアクトル３１との間には、全波整流器２と並列にダイオード３３が接続されている。
本発明に係る降圧チョッパ回路３は、上述したリアクトル３１と、スイッチング素子３２と、ダイオード３３とを備えて構成されている。
【００２０】
リアクトル３１を挟んで、全波整流器２の反対側には、インバータ５が接続されている。インバータ５は、リアクトル３１から出力された直流電圧を交流電圧に変換し、誘導モータ又は同期モータ（巻線界磁、永久磁石界磁、リアクタンス機）などのモータ（電動機）６へ供給する。インバータ５は、例えば、電圧形ブリッジインバータであり、各相に対応する６つのスイッチング素子５１を備えている。
リアクトル３１とインバータ５との間には、全波整流器２と並列に、スイッチング素子４１が接続されている。スイッチング素子４１は、全波整流器２からの直流電圧を昇圧して、インバータ５へ供給する。スイッチング素子４１には、ダイオード４２が並列に接続されている。本実施形態において、昇圧チョッパ回路４は、スイッチング素子４１及びダイオード４２を備えて構成されている。
降圧チョッパ３の入出力間には、回生電力バイパス用ダイオード７が並列に逆接続されている。具体的には、回生電力バイパス用ダイオード７のアノードがリアクトル３１とインバータ６との間に接続され、カソードがスイッチング素子３２と全波整流器２との間に接続されている。
【００２１】
上記構成からなる電動機駆動用インバータ装置において、降圧チョッパ回路３と昇圧チョッパ回路４とは、同時に駆動されることはなく、モータ６の回転数や要求トルクに応じて、いずれかが後述する制御装置により駆動される。
降圧チョッパ回路３が駆動されている場合、つまり、スイッチング素子３２が所定のデューティ比でスイッチング駆動されている場合には、全波整流器２から出力された直流電圧は、降圧チョッパ回路３により、降圧されて、インバータ５に供給される。
また、昇圧チョッパ４が駆動されている場合、つまり、スイッチング素子４１が所定のデューティ比でスイッチング駆動されている場合には、全波整流器２から出力された直流電圧は昇圧チョッパ回路４により昇圧されて、インバータ５に供給される。
インバータ５は、降圧チョッパ回路３又は昇圧チョッパ回路４からの直流電圧を３相の交流電圧に変換し、モータ６へ供給する。
リアクタンス３１とインバータ５とを繋ぐ配線には、インバータ５への入力電流を検出する電流センサ８が備えられている。電流センサ８は、所定の時間間隔でインバータ５の入力電流を検出し、検出結果を図示しない制御装置へ供給する。
【００２２】
次に、上記構成からなる電動機駆動用インバータ装置の制御方法の一実施形態について説明する。なお、以下に記述する各制御方法は、図示しない制御装置により実現されるものである。制御装置は、例えば、マイクロコンピュータを備えて構成されている。以下に示す処理手順などは、プログラムの形式でマイクロコンピュータ内蔵のメモリに格納されており、このプログラムを実行することにより、降圧チョッパ回路３及び昇圧チョッパ回路４の制御を実現させる。
【００２３】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る電動機駆動用インバータ装置の制御方法について説明する。
本実施形態に係る制御方法では、動作領域設定テーブルを予め備えており、この動作領域設定テーブルを参照することにより、降圧チョッパ回路３及び昇圧チョッパ回路４のうち、動作させるチョッパ回路を決定し、決定したチョッパ回路を所定のデューティ比で駆動するものである。
上記動作領域設定テーブルには、例えば、図２に示すように、インバータ５に入力される電流値及びモータ６の回転数をパラメータとして、昇圧チョッパ回路４の動作領域と降圧チョッパ回路３の動作領域とが予め設定されている。図２に示すように、横軸に回転数、縦軸に電流値を示した場合には、降圧チョッパ回路３と昇圧チョッパ回路４との駆動切替ラインＬは、右下がりの曲線を描き、この曲線で分割される上方の領域が昇圧チョッパ回路の動作領域、下方の領域が降圧チョッパ回路の動作領域となる。
【００２４】
制御装置には、所定の時間間隔で、電流センサ８から電流検出値（実電流）が入力されるとともに、図示しない回転数検出器からモータ６の実回転数が入力されている。制御装置は、図２に示した動作領域設定テーブルにおいて、入力情報として得た電流検出値と実回転数とにより特定される動作領域を取得する。この結果、昇圧チョッパ回路の動作領域であれば、昇圧チョッパ回路４を駆動し、降圧チョッパ回路の動作領域であれば、降圧チョッパ回路３を駆動する。
【００２５】
このとき、昇圧チョッパ回路４及び降圧チョッパ回路３の駆動は、以下のように行われる。
例えば、制御装置は、図３に示すように、デューティ比、モータ６の目標回転数、及びモータ６の電流指令値の関係が設定されているデューティ比テーブルを降圧チョッパ回路３及び昇圧チョッパ回路４のそれぞれに対応して備えており、このデューティ比テーブルを参照して、目標回転数及び電流指令値により決定されるデューティ比を決定する。デューティ比テーブルは、目標回転数が大きいほど、また、電流指令値が大きいほど、デューティ比が高い値となるように設定されている。なお、目標回転数及び電流指令値は、負荷の駆動状況に応じて、電動機駆動インバータより上位の制御装置により設定される値である。電動機駆動用インバータ装置の制御装置は、電動機駆動インバータより上位の制御装置からこれらの情報を有線或いは無線により取得することにより、上述のデューティ比などを決定する。
【００２６】
制御装置は、図２に示した動作領域設定テーブルによって、動作させるチョッパ回路を選定すると、選定したチョッパ回路に対応するデューティ比テーブルを抽出し、抽出したデューティ比テーブルを参照して、目標回転数と電流指令値とにより特定されるデューティ比を取得する。そして、取得したデューティ比に基づいて、選定したチョッパ回路を駆動させる。
【００２７】
なお、上記デューティ比の設定は、上記デューティ比テーブルを用いて行う手法のほか、以下に示す手法によっても行うことができる。
第１の態様としては、例えば、モータ６の回転数及び要求トルクに基づいてデューティ比を算出するための演算式などを備えており、この演算式に基づいて、デューティ比を決定するようにしても良い。
第２の態様としては、図４に示すように、電流指令値と実電流値との差分を入力情報としてＰＩＤ制御を行い、デューティ比を決定するようにしても良い。
【００２８】
第３の態様としては、図５に示すように、電流指令値と実電流値との差分を入力情報としてＰＩＤ制御を行い、このＰＩＤ制御の出力と三角波搬送波とを比較した結果に基づいて、デューティ比を決定するようにしても良い。具体的には、図６に示すように、ＰＷＭ制御により決定する。例えば、ＰＩＤ制御の出力波形が三角波搬送波以上となる領域では、スイッチングをオフさせ、一方、ＰＩＤ制御の出力波形が三角波搬送波未満となる領域では、スイッチングをオンさせるように、デューティ比を決定する。
特に、上記第２及び第３の態様によれば、図４及び図５に示すように、実電流値を電流指令値に近づけるようにフィードバック制御を行うので、より精度の高い制御を実現させることが可能となる。
【００２９】
以上、述べてきたように、本実施形態に係る電動機駆動用インバータ装置の制御方法によれば、昇圧チョッパ回路４と降圧チョッパ回路３とを同時に動作させるのではなく、常に、いずれか一方を動作させるので、電力の損失を低減させることが可能となる。また、図２に示した動作領域設定テーブルには、インバータに入力される電流値又は昇圧チョッパ回路に入力される電流値及び電動機の回転数をパラメータとして、昇圧チョッパ回路の動作領域と降圧チョッパ回路の動作領域とが予め設定されているので、非常に容易に、動作させるチョッパ回路を決定することが可能となる。
【００３０】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る電動機駆動用インバータ装置の制御方法について説明する。
本実施形態に係る制御方法では、モータ６の電流指令値に基づいて、チョッパ切替閾値を設定し（チョッパ切替閾値設定手段）、電流センサ８からの電流検出値が、チョッパ切替閾値以下となった場合に、昇圧チョッパ回路を動作させ、電流検出値がチョッパ切替閾値以上となった場合に、降圧チョッパを動作させる。なお、昇圧チョッパ回路４及び降圧チョッパ回路３の駆動方法、つまりデューティ比に基づくスイッチング制御については、上述した第１の実施形態に係る制御方法と同様である。
【００３１】
例えば、停止状態であったモータ６に、本発明の電動機駆動用インバータ装置から電力を供給することにより、モータ６の回転数Ｎを目標回転数Ｎ＊まで上昇させる場合について、図７を参照して説明する。なお、以下の制御においては、目標回転数Ｎ＊が固定されており、実回転数を一定の目標回転数Ｎ＊になるように、フィードバック制御が行われるものとする。
【００３２】
まず、制御装置は、電流指令値ｉ＊を所定の値に設定し、電流センサ８から入力される電流検出値ｉがこの電流指令値ｉ＊に近づくように、降圧チョッパ回路３を所定のデューティ比により駆動させる。
ここで、モータ駆動開始時においては、電流指令値ｉ＊に基づいて決定されるチョッパ切替閾値（本実施形態では、電流指令値の±数%をチョッパ切替閾値と設定した）よりも電流検出値ｉが小さい値を示しているが、モータ駆動開始時に限って、例外的に、制御装置は降圧チョッパ回路３を駆動させる。なお、このときのチョッパ切替閾値は下限チョッパ切替閾値ｉＬ＊に設定されており、電流検出値ｉがこの下限チョッパ切替閾値ｉＬ＊を下回らない限り、降圧チョッパ回路３から昇圧チョッパ回路４への切替えは行われないこととなる。
【００３３】
このようにして、モータ６に除々に電力が供給されることにより、モータの回転数Ｎ、モータ印加電圧Ｖ、及びモータトルクＴＬが除々に上昇する。そして、モータ回転数Ｎが高回転領域（例えば、図７において回転数ＮＨ以上の領域）に達することにより、誘起電圧が上昇すると、インバータ５からモータ６に供給される電圧（以下「電源電圧」という。）と誘起電圧との電位差が少なくなるため、電流検出値ｉが下降し始める。そして、時刻ｔ１において、電流検出値ｉが現時点でチョッパ切替閾値に設定されている下限チョッパ切替閾値ｉＬ＊を下回ると、制御装置は、降圧チョッパ回路３から昇圧チョッパ回路４への切替を行う。
これにより、昇圧チョッパ回路４が駆動されることとなる。制御装置は、このようにしてチョッパ回路の切替を一旦行うと、チョッパ切替閾値を下限チョッパ切替閾値ｉＬ＊から上限チョッパ切替閾値ｉＨ＊に変更する。これにより、以降、電流検出値ｉが上限チョッパ切替閾値ｉＨ＊を上回らない限り、チョッパ回路の切替は行われず、昇圧チョッパ回路４による電圧制御が行われる。このように、チョッパ切替閾値にヒステリシスを持たせることにより、チョッパ回路の切替が頻繁に生ずることを回避できるので、安定した制御を実現することが可能となる。
【００３４】
時刻ｔ１以降において、昇圧チョッパ回路４が駆動されることにより、電源電圧は上昇する。これにより、誘起電圧と電源電圧との電位差が上昇し、十分な電流を得ることができることから、モータトルクＴＬ及び回転数Ｎも上昇する。そして、時刻ｔ２において、回転数Ｎが目標回転数Ｎ＊に達すると、所定の昇圧比で安定した制御が行われることとなる（図７の時刻ｔ２以降参照）。
【００３５】
次に、図８を参照して、図７における時刻ｔ２以降の安定した状態から負荷トルクが除々に減少していく場合の制御方法について説明する。
図８の時刻ｔ３において、負荷トルクＴＬが減少すると、回転数Ｎが目標回転数Ｎ＊を上回り気味となることから、一般的に、ＰＩ制御によって電流指令値ｉ＊を減少させる制御が行われる。これにより、図８の時刻ｔ３からｔ４にかけて、電流指令値ｉ＊が除々に減少する。これに伴い、チョッパ切替閾値も除々に減少することとなる。また、このように電流指令値ｉ＊が減少することにより、昇圧チョッパ回路４の昇圧比も除々にゼロに近づいていく。そして、図８の時刻ｔ４において、電流検出値ｉが上限チョッパ切替閾値ｉＨ＊を上回ると、制御装置は、昇圧チョッパ回路４から降圧チョッパ回路３への切替を行うとともに、チョッパ切替閾値を下限切替閾値ｉＬ＊に変更する。
【００３６】
以上、述べてきたように、本実施形態に係る電動機駆動用インバータ装置の制御方法によれば、モータ電流指令値に基づいて、降圧チョッパ回路を動作させるのか、或いは、昇圧チョッパ回路を動作させるのかを決定するチョッパ切替閾値を設定し、このチョッパ切替閾値と電流検出値とに基づいて、昇圧チョッパ回路及び降圧チョッパ回路のいずれか一方を動作させる。
このように、電流指令値に応じて、動的にチョッパ切替閾値を設定することが可能となるので、その時々の状況に応じた適切なタイミングで、動作させるチョッパ回路の切替を行うことが可能となる。
【００３７】
また、チョッパ切替閾値にヒステリシスを持たせることにより、チョッパ回路の切替が頻繁に生ずることを回避できるので、安定した制御を実現することが可能となる。
なお、本実施形態に係る制御装置は、マイクロコンピュータにより構成される態様のほか、ヒステリシスコンパレータなどを備えるアナログ回路により実現することも可能である。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
第１に、上述の第１及び第２の実施形態においては、電流センサ８をインバータ５の入力端子に設置し、この電流センサ８により検出されるインバータ５の入力電流に基づいて、降圧チョッパ回路３及び昇圧チョッパ回路４の制御を行っていたが、これに代わって、図９に示すように、昇圧チョッパ回路４が備えるスイッチング素子４１の高電位側に電流センサ９を設け、昇圧チョッパ回路４に入力される電流値を電流センサ９により検出し、この電流値を用いて、上述した制御を実現させるようにしても良い。
第２に、ダイオード３３と並列に回生用のスイッチング素子３４を備えるようにしてもよい。これにより、電動機の回転エネルギーが過剰な場合に、エネルギー回生を行うことが可能となる。
第３に、交流電源１からの出力を全波整流器２により整流した直流電圧を降圧チョッパ回路３へ入力していたが、これに限られず、直流電源の出力を直接的に降圧チョッパ回路３に入力させる構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動機駆動用インバータ装置の概略構成を示した電気回路図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る動作領域設定テーブルの一例を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るデューティ比テーブルの一例を示した図である。
【図４】制御装置が実現する機能の一部について表した機能ブロック図である。
【図５】図４に示した機能ブロック図の他の例である。
【図６】図５に示した機能ブロック図における三角波搬送波とＰＩＤ制御の出力波形との比較について説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る電動機駆動用インバータ装置の制御方法について説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る電動機駆動用インバータ装置の制御方法について説明するためのタイミングチャートである。
【図９】図１に示した電動機駆動用インバータ装置の回路構成の他の実施形態を示した図である。
【図１０】モータ回転数、誘起電圧、及び電動機駆動用インバータの出力電圧（電源電圧）との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  交流電源
２  全波整流器
３  降圧チョッパ回路
４  昇圧チョッパ回路
５  インバータ
６  モータ
７  回生電力バイパス用ダイオード
８、９  電流センサ
１０  高圧出力ライン
３１  リアクトル
３２  スイッチング素子
３３  ダイオード
３４  スイッチング素子
４１  スイッチング素子
４２  ダイオード
６１  スイッチング素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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