(57)【要約】【課題】弱め界磁制御を行っていない場合についても、全波整流と倍電圧整流との切替時の脱調の可能性を低減させられるようにする。【解決手段】インバータ装置が、モータに電力を供給するインバータ回路に対し、一倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧の２倍に相当する二倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧と二倍圧直流電圧との中間の電圧である中間電圧とのうち何れかの直流電圧を供給する昇圧回路と、前記昇圧回路が、前記一倍圧直流電圧を前記インバータ回路に供給する状態から、前記中間電圧を供給した後、前記二倍圧直流電圧を供給するよう、前記昇圧回路を制御する昇圧回路制御部と、を備える。【選択図】図１
2019122120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに電力を供給するインバータ回路に対し、一倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧の２倍に相当する二倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧と二倍圧直流電圧との中間の電圧である中間電圧とのうち何れかの直流電圧を供給する昇圧回路と、
前記昇圧回路が、前記一倍圧直流電圧を前記インバータ回路に供給する状態から、前記中間電圧を供給した後、前記二倍圧直流電圧を供給するよう、前記昇圧回路を制御する昇圧回路制御部と、
を備えるインバータ装置。
【請求項２】
前記昇圧回路制御部は、前記昇圧回路が、前記二倍圧直流電圧を前記インバータ回路に供給する状態から、前記中間電圧を供給した後、前記一倍圧直流電圧を供給するよう、前記昇圧回路を制御する、
請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記昇圧回路は、
前記インバータ回路と直列に接続された正極側コンデンサおよび負極側コンデンサと、
自らがオンとなることで電圧供給元である整流回路の両端と前記負極側コンデンサの両端とを接続する回路を形成する正極側スイッチング素子と、
自らがオンとなることで前記整流回路の両端と前記正極側コンデンサの両端とを接続する回路を形成する負極側スイッチング素子と、
を備え、
前記昇圧回路制御部は、前記正極側スイッチング素子および負極側スイッチング素子のうち何れか一方のスイッチング素子のオン／オフの切替を繰り返し、もう一方のスイッチング素子をオフにすることで、前記昇圧回路が前記中間電圧を供給するように制御し、前記正極側スイッチング素子および負極側スイッチング素子のうち何れか一方のスイッチがオンとなりもう一方のスイッチング素子がオフとなるように、これらスイッチング素子のオン／オフの切替を繰り返すことで、前記昇圧回路が前記二倍圧直流電圧を供給するよう制御する、
請求項１または請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
モータに電力を供給するインバータ回路に対し、一倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧の２倍に相当する二倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧と二倍圧直流電圧との中間の電圧である中間電圧とのうち何れかの直流電圧を供給する昇圧回路が、前記一倍圧直流電圧を前記インバータ回路に供給する状態から、前記中間電圧を供給した後、前記二倍圧直流電圧を供給するよう、前記昇圧回路を制御する
ことを含む昇圧回路制御方法。
【請求項５】
モータに電力を供給するインバータ回路に対し、一倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧の２倍に相当する二倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧と二倍圧直流電圧との中間の電圧である中間電圧とのうち何れかの直流電圧を供給する昇圧回路を制御するコンピュータに、
前記一倍圧直流電圧を前記インバータ回路に供給する状態から、前記中間電圧を供給した後、前記二倍圧直流電圧を供給するよう、前記昇圧回路を制御させる
ためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置、昇圧回路制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータへの電力供給に関連して、特許文献１に記載のモータ制御装置は、全波整流と、全波整流で得られる電圧の二倍の電圧を生成してモータに供給する倍電圧整流とを切り替えてモータに電圧を供給する。また、特許文献１に記載のモータ制御装置は、モータ電圧が所定値を上回ると弱め界磁制御を行い、弱め界磁制御の電流値に基づいて全波整流と倍電圧整流との切替を行う。一方、特許文献１に記載のモータ制御装置は、動作が不安定となる領域では弱め界磁制御を行わず、モータ入力に必要な電圧と平滑コンデンサの電圧との関係を示す変調率に基づいて全波整流と倍電圧整流との切替を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３４４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のモータ制御装置では、脱調等の異常停止を避けるために、動作が不安定となる領域で弱め界磁制御を行わずに全波整流と倍電圧整流との切替を行うことで、弱め界磁制御時に切替を行うことを回避する。
これに対し、弱め界磁制御を行っていない場合についても、全波整流と倍電圧整流との切替時の脱調の可能性を低減させられることが好ましい。
【０００５】
本発明は、弱め界磁制御を行っていない場合についても、全波整流と倍電圧整流との切替時の脱調の可能性を低減させることができるインバータ装置、昇圧回路制御方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、インバータ装置は、モータに電力を供給するインバータ回路に対し、一倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧の２倍に相当する二倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧と二倍圧直流電圧との中間の電圧である中間電圧とのうち何れかの直流電圧を供給する昇圧回路と、前記昇圧回路が、前記一倍圧直流電圧を前記インバータ回路に供給する状態から、前記中間電圧を供給した後、前記二倍圧直流電圧を供給するよう、前記昇圧回路を制御する昇圧回路制御部と、を備える。
【０００７】
前記昇圧回路制御部は、前記昇圧回路が、前記二倍圧直流電圧を前記インバータ回路に供給する状態から、前記中間電圧を供給した後、前記一倍圧直流電圧を供給するよう、前記昇圧回路を制御するようにしてもよい。
【０００８】
前記昇圧回路は、前記インバータと直列に接続された正極側コンデンサおよび負極側コンデンサと、自らがオンとなることで電圧供給元である整流回路の両端と前記負極側コンデンサの両端とを接続する回路を形成する正極側スイッチング素子と、自らがオンとなることで前記整流回路の両端と前記正極側コンデンサの両端とを接続する回路を形成する負極側スイッチング素子と、を備え、前記昇圧回路制御部は、前記正極側スイッチング素子および負極側スイッチング素子のうち何れか一方のスイッチング素子のオン／オフの切替を繰り返し、もう一方のスイッチング素子をオフにすることで、前記昇圧回路が前記中間電圧を供給するように制御し、前記正極側スイッチング素子および負極側スイッチング素子のうち何れか一方のスイッチがオンとなりもう一方のスイッチング素子がオフとなるように、これらスイッチング素子のオン／オフの切替を繰り返すことで、前記昇圧回路が前記二倍圧直流電圧を供給するよう制御するようにしてもよい。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、昇圧回路制御方法は、モータに電力を供給するインバータ回路に対し、一倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧の２倍に相当する二倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧と二倍圧直流電圧との中間の電圧である中間電圧とのうち何れかの直流電圧を供給する昇圧回路が、前記一倍圧直流電圧を前記インバータ回路に供給する状態から、前記中間電圧を供給した後、前記二倍圧直流電圧を供給するよう、前記昇圧回路を制御することを含む。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、プログラムは、モータに電力を供給するインバータ回路に対し、一倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧の２倍に相当する二倍圧直流電圧と、前記一倍圧直流電圧と二倍圧直流電圧との中間の電圧である中間電圧とのうち何れかの直流電圧を供給する昇圧回路を制御するコンピュータに、前記一倍圧直流電圧を前記インバータ回路に供給する状態から、前記中間電圧を供給した後、前記二倍圧直流電圧を供給するよう、前記昇圧回路を制御させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
上記したインバータ装置、昇圧回路制御方法及びプログラムによれば、弱め界磁制御を行っていない場合についても、全波整流と倍電圧整流との切替時の脱調の可能性を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るインバータ装置の回路構成を示す図である。
【図２】同実施形態に係る昇圧回路制御部の機能構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態での一倍圧モードにおける正極側スイッチング素子および負極側スイッチング素子のオン／オフの例を示す図である。
【図４】同実施形態での中間電圧モードにおける正極側スイッチング素子および負極側スイッチング素子のオン／オフの例を示す図である。
【図５】同実施形態での二倍圧モードにおける正極側スイッチング素子および負極側スイッチング素子のオン／オフの例を示す図である。
【図６】同実施形態で一倍圧モードから中間電圧モードおよび二倍圧モードに切り替わる場合の、直流電圧の値の例を示す図である。
【図７】同実施形態で二倍圧モードから中間電圧モードおよび一倍圧モードに切り替わる場合の、直流電圧の値の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
（インバータ装置の回路構成）
図１は、本実施形態に係るインバータ装置の回路構成を示す図である。
インバータ装置１は、空気調和機（空調機）９０の室外機に搭載される。インバータ装置１は、上記室外機の圧縮機を駆動するための三相交流モータ（モータ４）に対し、別途入力された回転数指令に応じた負荷駆動用交流電圧（三相交流電圧）を出力する。インバータ装置１は、この負荷駆動用交流電圧に基づいて、負荷である三相交流モータ（モータ４）を所望の回転数で回転駆動させる。
なお、インバータ装置１は、商用電源である三相交流電源３から供給される三相交流電圧を、上記負荷駆動用交流電圧に変換して出力する。ここで、三相交流電源３は、例えば、ＡＣ２００Ｖ（実効値２００Ｖ）で周波数が５０Ｈｚ（若しくは６０Ｈｚ）の交流電圧であって、位相が互いに１２０°異なるＲ相、Ｓ相、Ｔ相からなる三相の交流電圧を出力する。以下、三相交流電源３が出力する各相の交流電圧を、それぞれ、「Ｒ相交流電圧」、「Ｓ相交流電圧」、「Ｔ相交流電圧」とも記載する。
【００１５】
図１に示すように、インバータ装置１は、三相倍電圧整流回路１Ａと、インバータ回路２０と、インバータ回路制御部２１と、回転数検出部１３とを備える。
【００１６】
三相倍電圧整流回路１Ａは、三相交流電源３から供給される三相の交流電圧を整流して、「直流電圧Ｖｄｃ」を出力する。三相倍電圧整流回路１Ａの出力電圧である直流電圧Ｖｄｃは、図１に示す正極側出力端子Ｑａと負極側出力端子Ｑｂとの間に出力される。
本実施形態に係る三相倍電圧整流回路１Ａは、後述するように、入力される三相の交流電圧の最大値の倍電圧を出力する倍電圧整流回路としての機能を有する。
【００１７】
インバータ回路２０は、三相倍電圧整流回路１Ａから出力された直流電圧Ｖｄｃを、モータ４を回転駆動させるための負荷駆動用交流電圧に変換する。インバータ回路２０は、正極側出力端子Ｑａと負極側出力端子Ｑｂとの間に直列に接続された２つのスイッチング素子の対を３対有する。ここで、スイッチング素子とは、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＩＧＢＴ）等のパワートランジスタである。上記直列接続されたスイッチング素子の各対は、三相交流モータ（モータ４）を回転駆動させるための３つの相のそれぞれに対応して設けられる。
インバータ回路２０は、モータ電流検出部２２をさらに備える。
モータ電流検出部２２は、三相倍電圧整流回路１Ａへ戻る電流（モータ電流）を検出する。モータ電流検出部２２は、検出したモータ電流の検出結果を、検出信号として、インバータ回路制御部２１へ出力する。
【００１８】
インバータ回路制御部２１は、インバータ回路２０を構成する各スイッチング素子のオン／オフを制御する制御用ＩＣ（いわゆるマイコン等）である。
インバータ回路制御部２１には、上位装置から回転数指令を入力される。インバータ回路制御部２１は、モータ電流検出部２２からモータ電流の検出信号を受け付ける。
インバータ回路制御部２１は、上記モータ電流を監視しながら、モータ４の回転数が、当該回転数指令に示される回転数となるようにインバータ回路２０を駆動させる。ここで、インバータ回路制御部２１は、一般に良く知られているＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御に基づいてインバータ回路２０を制御する。
【００１９】
（三相倍電圧整流回路の構成）
三相倍電圧整流回路１Ａの回路構成について詳しく説明する。
図１に示すように、三相倍電圧整流回路１Ａは、整流回路１０と、昇圧回路１１と、昇圧回路制御部１２と、リアクタＬと、を有している。
【００２０】
整流回路１０は、三相交流電源３から供給される三相の交流電圧を整流し、整流電圧Ｖａｃとして出力する。
昇圧回路１１は、昇圧回路制御部１２の制御によって、三相交流電源３から入力される三相の交流電圧の最大値の２倍の電圧を、直流電圧Ｖｄｃとして出力することができる。
昇圧回路制御部１２は、昇圧回路１１を制御する制御用ＩＣである。昇圧回路制御部１２の具体的な機能構成については後述する。
整流回路１０及び昇圧回路１１は、互いに正極側同士がリアクタＬを介して正極出力線αで接続されている。整流回路１０及び昇圧回路１１は、互いに負極側同士が負極出力線βで接続されている。
【００２１】
リアクタＬは、正極出力線αに流れる電流を平滑化する。
以下の説明において、正極出力線αは、リアクタＬを介して、第１正極出力線α１と、第２正極出力線α２とが直列接続された線である。
したがって、整流回路１０は、整流電圧Ｖａｃを、第１正極出力線α１と負極出力線βとの間に出力する。
【００２２】
（整流回路の構成）
整流回路１０について詳しく説明する。
整流回路１０は、三相交流電源３から供給される三相の交流電圧（Ｒ相交流電圧、Ｓ相交流電圧及びＴ相交流電圧）を、各相に対応する３つの入力端子（Ｒ相入力端子ＱＲ、Ｓ相入力端子ＱＳ及びＴ相入力端子ＱＴ）の各々から入力して整流する。
【００２３】
Ｒ相交流電圧、Ｓ相交流電圧及びＴ相交流電圧の各々は、互いに１２０°の位相でずれながらそれぞれ周期Ｔｃで振動している。
整流回路１０は、６つの整流ダイオード（正極側Ｒ相整流ダイオード１０Ｒａ、負極側Ｒ相整流ダイオード１０Ｒｂ、正極側Ｓ相整流ダイオード１０Ｓａ、負極側Ｓ相整流ダイオード１０Ｓｂ、正極側Ｔ相整流ダイオード１０Ｔａ及び負極側Ｔ相整流ダイオード１０Ｔｂ）で構成される。
【００２４】
整流回路１０の正極側Ｒ相整流ダイオード１０Ｒａ及び負極側Ｒ相整流ダイオード１０Ｒｂは、三相交流電源３からＲ相入力端子ＱＲを通じて入力されたＲ相交流電圧を整流する。具体的には、正極側Ｒ相整流ダイオード１０Ｒａは、Ｒ相入力端子ＱＲから第１正極出力線α１にかけて順方向接続されている。また、負極側Ｒ相整流ダイオード１０Ｒｂは、負極出力線βからＲ相入力端子ＱＲにかけて順方向接続されている。
【００２５】
整流回路１０の正極側Ｓ相整流ダイオード１０Ｓａ及び負極側Ｓ相整流ダイオード１０Ｓｂは、三相交流電源３からＳ相入力端子ＱＳを通じて入力されたＳ相交流電圧を整流する。具体的には、正極側Ｓ相整流ダイオード１０Ｓａは、Ｓ相入力端子ＱＳから第１正極出力線α１にかけて順方向接続されている。また、負極側Ｓ相整流ダイオード１０Ｓｂは、負極出力線βからＳ相入力端子ＱＳにかけて順方向接続されている。
【００２６】
整流回路１０の正極側Ｔ相整流ダイオード１０Ｔａ及び負極側Ｔ相整流ダイオード１０Ｔｂは、三相交流電源３からＴ相入力端子ＱＴを通じて入力されたＴ相交流電圧を整流する。具体的には、正極側Ｔ相整流ダイオード１０Ｔａは、Ｔ相入力端子ＱＴから第１正極出力線α１にかけて順方向接続されている。また、負極側Ｔ相整流ダイオード１０Ｔｂは、負極出力線βからＴ相入力端子ＱＴにかけて順方向接続されている。
【００２７】
（昇圧回路）
昇圧回路１１について詳しく説明する。
昇圧回路１１は、三相倍電圧整流回路１Ａの出力電圧である直流電圧Ｖｄｃとして、三相交流電源３から入力される三相の交流電圧の最大値の２倍の電圧を出力することができる。
ここで、以下の説明において、三相の交流電圧の振幅相当の直流電圧Ｖｄｃを「一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１」と記載し、三相の交流電圧の振幅の２倍相当の直流電圧Ｖｄｃを「二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２」と記載して区別する（Ｖｄｃ１＝１／２・Ｖｄｃ２）。例えば、三相交流電源３がＡＣ２００Ｖの交流電圧を出力する場合、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１は、２００√２Ｖとなり、二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２は、４００√２Ｖとなる。さらに、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１と二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２との中間の電圧を「中間電圧Ｖｄｃ３」と記載する。Ｖｄｃ１＜Ｖｄｃ３＜Ｖｄｃ２である。
一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１は、昇圧される前の電圧である基準電圧の例に該当する。
【００２８】
昇圧回路１１は、正極側主ダイオードＤａと、負極側主ダイオードＤｂと、正極側スイッチング素子１１ａと、負極側スイッチング素子１１ｂと、２つのコンデンサ（正極側コンデンサＣａ及び負極側コンデンサＣｂ）と、を備える。
【００２９】
２つのコンデンサ（正極側コンデンサＣａ及び負極側コンデンサＣｂ）は、昇圧回路１１の出力側に、出力の間において直列に接続されている。
具体的には、正極側コンデンサＣａは、正極側主ダイオードＤａのカソードと接続点Ｎとの間に接続されている。負極側コンデンサＣｂは、負極側主ダイオードＤｂのアノードと接続点Ｎとの間に接続されている。
なお、正極側コンデンサＣａ及び負極側コンデンサＣｂは同じ容量値である。したがって、接続点Ｎは、正極出力線αと負極出力線βとの電位差の中間電位点である。
【００３０】
正極側主ダイオードＤａは、整流回路１０の正極出力線αから正極側コンデンサＣａにかけて順方向に接続される。具体的には、正極側主ダイオードＤａのアノードが、第２正極出力線α２に接続され、正極側主ダイオードＤａのカソードが、正極側コンデンサＣａに接続されている。
負極側主ダイオードＤｂは、負極側コンデンサＣｂから整流回路１０の負極出力線βにかけて順方向に接続される。具体的には、負極側主ダイオードＤｂのアノードが、負極側コンデンサＣｂに接続されて、負極側主ダイオードＤｂのカソードが、負極出力線βに接続されている。
【００３１】
正極側スイッチング素子１１ａ及び負極側スイッチング素子１１ｂは、それぞれパワートランジスタである。
正極側スイッチング素子１１ａは、正極出力線α（第２正極出力線α２）と接続点Ｎとの間に接続されている。負極側スイッチング素子１１ｂは、負極出力線βと接続点Ｎとの間に接続されている。
正極側スイッチング素子１１ａ及び負極側スイッチング素子１１ｂは、後述する昇圧回路制御部１２から出力されるスイッチング制御信号によりオン／オフ制御される。
【００３２】
本実施形態の場合、正極側スイッチング素子１１ａ及び負極側スイッチング素子１１ｂは、それぞれＩＧＢＴである。
この場合、正極側スイッチング素子１１ａのコレクタが、第２正極出力線α２に接続され、正極側スイッチング素子１１ａのエミッタが、接続点Ｎに接続されている。さらに、負極側スイッチング素子１１ｂのエミッタが、負極出力線βに接続され、負極側スイッチング素子１１ｂのコレクタが、接続点Ｎに接続されている。
後述する昇圧回路制御部１２から正極側スイッチング素子１１ａのゲートに、スイッチング制御信号が印加されることによって、正極側スイッチング素子１１ａはオン／オフ制御される。
同様に昇圧回路制御部１２から負極側スイッチング素子１１ｂのゲートに、スイッチング制御信号が印可されることによって、負極側スイッチング素子１１ｂはオン／オフ制御される。
【００３３】
（昇圧回路制御部）
昇圧回路制御部１２について詳しく説明する。
図２は、昇圧回路制御部１２の機能構成を示す概略ブロック図である。
図２に示すように、昇圧回路制御部１２は、モード決定部１２ｄと、スイッチング素子制御部１２ｇと、を備える。
モード決定部１２ｄは、昇圧回路１１の制御モードを一倍圧モード、中間電圧モード、二倍圧モードの何れかに決定する。
スイッチング素子制御部１２ｇは、モード決定部１２ｄが決定したモードに従って、正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂのオン／オフを制御する。
【００３４】
次に、図３〜図７を参照して、インバータ装置１の動作について説明する。
図３は、一倍圧モードにおける正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂのオン／オフの例を示す図である。図３における横軸は時刻を示す。
一倍圧モードでは、スイッチング素子制御部１２ｇは、正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂのいずれもオフ状態のままにする。
一倍圧モードで、回転数検出部１３が検出するモータ４の回転数が所定の閾値より大きくなると、モード決定部１２ｄは、昇圧回路１１の制御モードを中間電圧モードに切り替える。
【００３５】
図４は、中間電圧モードにおける正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂのオン／オフの例を示す図である。図４における横軸は時刻を示す。
中間電圧モードでは、スイッチング素子制御部１２ｇは、正極側スイッチング素子１１ａのオン／オフの切替を繰り返し、負極側スイッチング素子１１ｂをオフ状態のままにする。あるいは、スイッチング素子制御部１２ｇが、正極側スイッチング素子１１ａをオフ状態のままにし、負極側スイッチング素子１１ｂのオン／オフの切替を繰り返すようにしてもよい。
一倍圧モードから中間電圧モードに切り替わってから所定時間が経過すると、スイッチング素子制御部１２ｇは、中間電圧モードから二倍圧モードに切り替える。
【００３６】
図５は、二倍圧モードにおける正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂのオン／オフの例を示す図である。図５における横軸は時刻を示す。
二倍圧モードでは、スイッチング素子制御部１２ｇは、正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂのいずれか一方がオンになり、もう一方がオフになるようにオン／オフを交互に切り替える。スイッチング素子制御部１２ｇは、このオン／オフの切替を繰り返す。
【００３７】
二倍圧モードで、回転数検出部１３が検出するモータ４の回転数が所定の閾値以下になると、モード決定部１２ｄは、昇圧回路１１の制御モードを中間電圧モードに切り替える。二倍圧モードから中間電圧モードに切り替わってから所定時間が経過すると、スイッチング素子制御部１２ｇは、中間電圧モードから一倍圧モードに切り替える。
【００３８】
インバータ回路制御部２１は、一倍圧モード、中間電圧モード、二倍圧モードの切替に応じてインバータ回路２０に対する制御を切り替える。例えば、インバータ回路制御部２１は、ＰＷＭ制御におけるパルス幅の算出基準を切り替える。二倍圧モードでは一倍圧モードの場合の半分のパルス幅に算出する基準を用い、中間電圧モードでは、一倍圧モードの場合と二倍圧モードの場合との中間のパルス幅に算出する基準を用いる。
【００３９】
このように、インバータ回路制御部２１が、モードに応じてＰＷＭ制御におけるパルス幅を切り替えることで、昇圧回路制御部１２が、パルス幅が比較的広くなるようにモードの切替を行うことができ、この点で、モータ４への電力供給の効率を比較的高くすることができる。
また、インバータ回路制御部２１は、ＰＷＭ制御におけるパルス幅を３段階に切り替えるという比較的簡単な処理で、モードの切替に対応してインバータ回路２０の制御を行うことができる。
【００４０】
図６は、一倍圧モードから中間電圧モードおよび二倍圧モードに切り替わる場合の、直流電圧Ｖｄｃの値の例を示す図である。図６のグラフの横軸は時刻を示し、縦軸は直流電圧Ｖｄｃを示す。図６の例で、モード決定部１２ｄは、昇圧回路１１の制御モードを一倍圧モード、中間電圧モード、二倍圧モードの順に切り替えている。
上記のように、一倍圧モードで、回転数検出部１３が検出するモータ４の回転数が所定の閾値より大きくなると、モード決定部１２ｄは、昇圧回路１１の制御モードを中間電圧モードに切り替える。一倍圧モードから中間電圧モードに切り替わってから所定時間が経過すると、スイッチング素子制御部１２ｇは、中間電圧モードから二倍圧モードに切り替える。
【００４１】
一倍圧モードでは、正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂの何れもオフとなり、直流電圧Ｖｄｃは、三相の交流電圧の振幅に相当する一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１となる。
中間電圧モードでは、スイッチング素子制御部１２ｇが、正極側スイッチング素子１１ａのオン／オフを切り替える。正極側スイッチング素子１１ａがオンになることで、整流回路１０の両端と負極側コンデンサＣｂの両端とを接続する回路が形成され、負極側コンデンサＣｂの電圧が一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１に相当する電圧になるように、負極側コンデンサＣｂに蓄電が行われる。これにより、直流電圧Ｖｄｃは、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１よりも高い中間電圧Ｖｄｃ３になる。
【００４２】
二倍圧モードでは、スイッチング素子制御部１２ｇは、正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂのいずれか一方がオンになり、もう一方がオフになるようにオン／オフを交互に切り替える。
正極側スイッチング素子１１ａがオンになることで、整流回路１０の両端と負極側コンデンサＣｂの両端とを接続する回路が形成され、負極側コンデンサＣｂの電圧が一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１に相当する電圧になるように、負極側コンデンサＣｂに蓄電が行われる。また、負極側スイッチング素子１１ｂがオンになることで、整流回路１０の両端と正極側コンデンサＣａの両端とを接続する回路が形成され、正極側コンデンサＣａの電圧が一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１に相当する電圧になるように、正極側コンデンサＣａに蓄電が行われる。
これにより、直流電圧Ｖｄｃは、中間電圧Ｖｄｃ３よりもさらに高く一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１の２倍の二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２になる。
【００４３】
直流電圧Ｖｄｃが一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１から中間電圧Ｖｄｃ３に切り替わった後、二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２に切り替わることで、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１から直接、二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２に切り替わる場合と比較して、モータ４に供給される電圧の急変を抑制できる。これにより、モータ４が脱調する可能性を低減させることができる。
【００４４】
図７は、二倍圧モードから中間電圧モードおよび一倍圧モードに切り替わる場合の、直流電圧Ｖｄｃの値の例を示す図である。図７のグラフの横軸は時刻を示し、縦軸は直流電圧Ｖｄｃを示す。図７の例で、モード決定部１２ｄは、昇圧回路１１の制御モードを二倍圧モード、中間電圧モード、一倍圧モードの順に切り替えている。
上記のように、二倍圧モードで、回転数検出部１３が検出するモータ４の回転数が所定の閾値以下になると、モード決定部１２ｄは、昇圧回路１１の制御モードを中間電圧モードに切り替える。二倍圧モードから中間電圧モードに切り替わってから所定時間が経過すると、スイッチング素子制御部１２ｇは、中間電圧モードから一倍圧モードに切り替える。
直流電圧Ｖｄｃが二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２から中間電圧Ｖｄｃ３に切り替わった後、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１に切り替わることで、二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２から直接、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１に切り替わる場合と比較して、モータ４に供給される電圧の急変を抑制できる。これにより、モータ４が脱調する可能性を低減させることができる。
【００４５】
以上のように、昇圧回路１１は、モータ４に電力を供給するインバータ回路２０に対し、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１と、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１の２倍に相当する二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２と、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１と二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２との中間の電圧である中間電圧Ｖｄｃ３とのうち何れかの直流電圧を供給する。昇圧回路制御部１２は、昇圧回路１１が、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１をインバータ回路２０に供給する状態から、中間電圧Ｖｄｃ３を供給した後、二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２を供給するよう、昇圧回路１１を制御する。
直流電圧Ｖｄｃが一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１から中間電圧Ｖｄｃ３に切り替わった後、二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２に切り替わることで、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１から直接、二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２に切り替わる場合と比較して、モータ４に供給される電圧の急変を抑制できる。これにより、モータ４が脱調する可能性を低減させることができる。特に、弱め界磁制御の有無にかかわらず、モータ４が脱調する可能性を低減させることができる。
【００４６】
また、昇圧回路制御部１２は、昇圧回路１１が、二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２をインバータ回路２０に供給する状態から、中間電圧Ｖｄｃ３を供給した後、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１を供給するよう、昇圧回路１１を制御する。
直流電圧Ｖｄｃが二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２から中間電圧Ｖｄｃ３に切り替わった後、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１に切り替わることで、二倍圧直流電圧Ｖｄｃ２から直接、一倍圧直流電圧Ｖｄｃ１に切り替わる場合と比較して、モータ４に供給される電圧の急変を抑制できる。これにより、モータ４が脱調する可能性を低減させることができる。特に、弱め界磁制御の有無にかかわらず、モータ４が脱調する可能性を低減させることができる。
【００４７】
また、正極側コンデンサＣａおよび負極側コンデンサＣｂは、インバータ回路２０と直列に接続されている。正極側スイッチング素子１１ａは、自らがオンとなることで電圧供給元である整流回路１０の両端と負極側コンデンサＣｂの両端とを接続する回路を形成する。負極側スイッチング素子１１ｂは、自らがオンとなることで整流回路１０の両端と正極側コンデンサＣａの両端を接続する回路を形成する。昇圧回路制御部１２は、正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂのうち何れか一方のスイッチング素子のオン／オフの切替を繰り返し、もう一方のスイッチング素子をオフにすることで、昇圧回路１１が中間電圧を供給するように制御する。また、昇圧回路制御部１２は、正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂのうち何れか一方のスイッチがオンとなりもう一方のスイッチング素子がオフとなるように、これらスイッチング素子のオン／オフの切替を繰り返すことで、昇圧回路１１が二倍圧直流電圧を供給するよう制御する。
【００４８】
これにより、昇圧回路１１は、二倍圧直流電圧を供給するための素子（特に、正極側スイッチング素子１１ａ、負極側スイッチング素子１１ｂ、正極側コンデンサＣａ、および、負極側コンデンサＣｂ）を用いて中間電圧の供給を行うことができる。昇圧回路１１は、中間電圧の供給するためにさらに素子を備える必要がなく、この点で、昇圧回路１１の複雑化を回避することができる。
また、昇圧回路制御部１２は、正極側スイッチング素子１１ａおよび負極側スイッチング素子１１ｂのうち何れか一方のスイッチング素子のオン／オフの切替を繰り返し、もう一方のスイッチング素子をオフにするという比較的簡単な制御で、昇圧回路１１が中間電圧を供給するように制御することができる。
【００４９】
なお、昇圧回路制御部１２の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前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であってもよい。
【００５０】
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、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１  インバータ装置
１Ａ  三相倍電圧整流回路
４  モータ
１０  整流回路
１１  昇圧回路
１１ａ  正極側スイッチング素子
１１ｂ  負極側スイッチング素子
Ｃａ  正極側コンデンサ
Ｃｂ  負極側コンデンサ
１２  昇圧回路制御部
１２ｄ  モード決定部
１２ｇ  スイッチング素子制御部
１３  回転数検出部
２０  インバータ回路
２１  インバータ回路制御部
【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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