(57)【要約】【課題】高額な位相検出回路等を用いることなく、高調波規格を満足しながら、力率改善も行うことを目的とする。【解決手段】コンバータ制御部１５は、ゼロクロス信号に基づいて位相を演算する位相演算部３０、位相補正値を演算する位相補正部４０、及び位相演算部３０によって演算された位相を位相補正部４０の位相補正値を用いて補正し、補正後の位相を用いて力率改善回路のスイッチング素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部５０を有する。位相補正部４０は、入力電流最大値を入力電流平均値で除算した波形率を算出する波形率算出部４１と、力率が所定値以上をとる波形率のいずれかを目標波形率とし、該目標波形率と入力電流とを予め関連付けた情報を保有し、該情報から入力電流値に応じた目標波形率を取得する目標波形率取得部４２と、波形率を目標波形率に近づけるための位相補正値を設定する位相補正値設定部４３とを備える。【選択図】図３
2015089265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インダクタと、スイッチング素子と、ダイオードとを有する複数の力率改善回路が並列に接続されたコンバータの制御装置であって、
入力電圧のゼロクロス点に基づいて位相を演算する位相演算手段と、
入力電流検出信号を用いて、位相補正値を設定する第１位相補正手段と、
前記位相演算手段によって演算された位相を前記第１位相補正手段によって設定された位相補正値を用いて補正し、補正後の位相を用いて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段と
を有し、
前記第１位相補正手段は、
前記入力電流検出信号から入力電流最大値と入力電流平均値とを取得し、該入力電流最大値を前記入力電流平均値で除算した波形率を算出する波形率算出手段と、
力率が所定値以上をとる波形率のいずれかを目標波形率とし、該目標波形率と入力電流とを予め関連付けた第１情報を保有し、該第１情報から入力電流値に応じた目標波形率を取得する目標波形率取得手段と、
前記波形率を前記目標波形率に近づけるための位相補正値を設定する第１位相補正値設定手段と
を具備するコンバータの制御装置。
【請求項２】
前記入力電流値が所定の電流値以下の場合に１つの前記力率改善回路を動作させるシングルモードを選択し、前記入力電流値が前記所定の電流値を超える場合に少なくとも２つの前記力率回路を動作させるダブルモードを選択するモード切替手段と、
ダブルモード用の位相補正値を設定する前記第１位相補正手段と、
シングルモード用の位相補正値を設定する第２位相補正手段と
を有し、
前記第２位相補正手段は、
力率が所定値以上をとる位相補正値のいずれかを目標位相補正値とし、該目標位相補正値と入力電流とを予め関連付けた第２情報を保有し、該第２情報から入力電流値に応じた目標位相補正値を取得する目標位相補正値取得手段と、
前記目標位相補正値に一致するような位相補正値を設定する第２位相補正値設定手段と
を具備し、
前記駆動信号生成手段は、前記モード切替手段により前記シングルモードが選択されている場合に、前記第２位相補正手段によって設定された位相補正値を用いて前記駆動信号を生成し、前記モード切替手段により前記ダブルモードが選択されている場合に、前記第１位相補正手段によって設定された位相補正値を用いて前記駆動信号を生成する請求項１に記載のコンバータの制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の制御装置を備えるコンバータ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のコンバータ装置を備えるモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のモータ駆動装置を備える空気調和機。
【請求項６】
インダクタと、スイッチング素子と、ダイオードとを有する複数の力率改善回路が並列に接続されたコンバータの制御方法であって、
入力電圧のゼロクロス点に基づいて位相を演算する位相演算過程と、
入力電流検出信号を用いて、位相補正値を演算する位相補正過程と、
前記位相演算過程で演算された位相を前記位相補正過程で演算された位相補正値を用いて補正し、補正後の位相を用いて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成過程と
を有し、
前記位相補正過程は、
前記入力電流検出信号から入力電流最大値と入力電流平均値とを取得し、該入力電流最大値を前記入力電流平均値で除算した波形率を算出する波形率算出過程と、
力率が所定値以上をとる波形率のいずれかを目標波形率とし、該目標波形率と入力電流とを予め関連付けた情報を保有し、該情報から入力電流に応じた目標波形率を取得する目標波形率取得過程と、
前記波形率を前記目標波形率に近づけるための位相補正値を設定する位相補正値設定過程と
を備えるコンバータの制御方法。
【請求項７】
インダクタと、スイッチング素子と、ダイオードとを有する複数の力率改善回路が並列に接続されたコンバータの制御方法であって、
入力電圧のゼロクロス点に基づいて位相を演算する位相演算過程と、
入力電流検出信号を用いて、位相補正値を演算する位相補正過程と、
前記位相演算過程で演算された位相を前記位相補正過程で演算された位相補正値を用いて補正し、補正後の位相を用いて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成過程と
を有し、
前記位相補正過程は、
力率が所定値以上をとる位相補正値のいずれかを目標位相補正値とし、該目標位相補正値と入力電流とを予め関連付けた情報を保有し、該情報から入力電流値に応じた目標位相補正値を取得する目標位相補正値取得過程と、
前記目標位相補正値に一致するような位相補正値を設定する位相補正値設定過程と
を備えるコンバータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータの制御装置及び制御方法並びにそれを備える空気調和機に関するものである。
【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、基本スイッチング回路と増設スイッチング回路からなる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基本スイッチング回路のみを作動させ、負荷が大きい場合に基本スイッチング回路と増設スイッチング回路の両方を作動させる。
【０００３】
より具体的には、特許文献１に開示されるコンバータ装置は、整流器から出力される電流が基準電流よりも小さいか否かを判定する比較回路と、平滑コンデンサの両端電圧が基準電圧よりも大きいか否かを判定する比較回路と、これら二つの比較回路からの出力信号に応じてオンオフされる制御信号スイッチとを有している。制御信号スイッチは、増設スイッチング回路とコンバータ装置との接続を切断させるためのスイッチである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３３４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているようなコンバータ装置は、図１２に示すように、位相変化に対する高調波抑制量の変化が大きい。すなわち、位相が−１．０から０の間では、高調波最小余裕度が０以上であり、所定の高調波規格を満足することができる。しかしながら、位相が＋０．５を超える領域では、高調波最小余裕度が０未満となり所定の高調波規格を満足することができない。これは、位相がずれると、図１３に示すように、ゼロクロス点における入力電流の歪みが大きくなることに起因している。
したがって、上述した特許文献１に開示されているような従来のコンバータ装置では、図１２に示すような位相変化に対する高調波抑制量の変化に追従できず、高調波規格と力率改善とを同時に実現することは難しかった。また、高精度なゼロクロス点検出回路や位相検出回路を使用すれば、高調波低減と力率改善とを同時に実現することは可能ではあるが、高額であり、現実的ではない。
【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、高額な位相検出回路等を用いることなく、高調波規格（例えば、空気調和機であれば、ＩＥＣ６１０００−３−２等）を満足しながら、力率改善も行うことのできるコンバータ装置及び空気調和機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態様は、インダクタと、スイッチング素子と、ダイオードとを有する複数の力率改善回路が並列に接続されたコンバータの制御装置であって、入力電圧のゼロクロス点に基づいて位相を演算する位相演算手段と、入力電流検出信号を用いて、位相補正値を設定する第１位相補正手段と、前記位相演算手段によって演算された位相を前記第１位相補正手段によって設定された位相補正値を用いて補正し、補正後の位相を用いて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを有し、前記第１位相補正手段は、前記入力電流検出信号から入力電流最大値と入力電流平均値とを取得し、該入力電流最大値を前記入力電流平均値で除算した波形率を算出する波形率算出手段と、力率が所定値以上をとる波形率のいずれかを目標波形率とし、該目標波形率と入力電流とを予め関連付けた第１情報を保有し、該第１情報から入力電流値に応じた目標波形率を取得する目標波形率取得手段と、前記波形率を前記目標波形率に近づけるための位相補正値を設定する第１位相補正値設定手段とを具備するコンバータの制御装置である。
【０００８】
上記態様によれば、入力電流検出信号から入力電流最大値と入力電流平均値とを取得し、これらの値から波形率を算出し、この波形率が目標波形率となるような位相補正値を設定し、この位相補正値を用いてスイッチング素子を駆動するための駆動信号が生成される。このように、波形率を用いて位相補正値を決定するので、実際の波形を考慮した適切な位相補正値を設定することが可能となる。これにより、高精度な位相検出回路を用いることなく、高調波を低減することができ、高調波規格を満足させることが可能となる。更に、目標波形率は、力率が所定値以上をとる波形率とされているので、力率改善も同時に行うことが可能となる。
【０００９】
上記コンバータの制御装置は、前記入力電流値が所定の電流値以下の場合に１つの前記力率改善回路を動作させるシングルモードを選択し、前記入力電流値が前記所定の電流値を超える場合に少なくとも２つの前記力率回路を動作させるダブルモードを選択するモード切替手段と、ダブルモード用の位相補正値を設定する前記第１位相補正手段と、シングルモード用の位相補正値を設定する第２位相補正手段とを有し、前記第２位相補正手段は、力率が所定値以上をとる位相補正値のいずれかを目標位相補正値とし、該目標位相補正値と入力電流とを予め関連付けた第２情報を保有し、該第２情報から入力電流値に応じた目標位相補正値を取得する目標位相補正値取得手段と、前記目標位相補正値に一致するような位相補正値を設定する第２位相補正値設定手段とを具備し、前記駆動信号生成手段は、前記モード切替手段により前記シングルモードが選択されている場合に、前記第２位相補正手段によって設定された位相補正値を用いて前記駆動信号を生成し、前記モード切替手段により前記ダブルモードが選択されている場合に、前記第１位相補正手段によって設定された位相補正値を用いて前記駆動信号を生成することとしてもよい。
【００１０】
このような構成によれば、入力電流値が所定の電流値以下の場合には、１つの力率改善回路を動作させるシングルモードが選択されるので、スイッチングによる損失を低減させることが可能となる。また、シングルモードが選択されている場合には、シングルモード用の第２位相補正手段によって設定された位相補正値を用いて、駆動信号が生成されるので、モードに応じた適切な位相補正値を用いたスイッチング制御を行うことが可能となる。
【００１１】
本発明の第２態様は、上記制御装置を備えるコンバータ装置である。
本発明の第３態様は、上記コンバータ装置を備えるモータ駆動装置である。
本発明の第４態様は、上記モータ駆動装置を備える空気調和機である。
本発明の第５態様は、インダクタと、スイッチング素子と、ダイオードとを有する複数の力率改善回路が並列に接続されたコンバータの制御方法であって、入力電圧のゼロクロス点に基づいて位相を演算する位相演算過程と、入力電流検出信号を用いて、位相補正値を演算する位相補正過程と、前記位相演算過程で演算された位相を前記位相補正過程で演算された位相補正値を用いて補正し、補正後の位相を用いて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成過程とを有し、前記位相補正過程は、前記入力電流検出信号から入力電流最大値と入力電流平均値とを取得し、該入力電流最大値を前記入力電流平均値で除算した波形率を算出する波形率算出過程と、力率が所定値以上をとる波形率のいずれかを目標波形率とし、該目標波形率と入力電流とを予め関連付けた情報を保有し、該情報から入力電流に応じた目標波形率を取得する目標波形率取得過程と、前記波形率を前記目標波形率に近づけるための位相補正値を設定する位相補正値設定過程とを備えるコンバータの制御方法である。
【００１２】
本発明の第６態様は、インダクタと、スイッチング素子と、ダイオードとを有する複数の力率改善回路が並列に接続されたコンバータの制御方法であって、入力電圧のゼロクロス点に基づいて位相を演算する位相演算過程と、入力電流検出信号を用いて、位相補正値を演算する位相補正過程と、前記位相演算過程で演算された位相を前記位相補正過程で演算された位相補正値を用いて補正し、補正後の位相を用いて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成過程とを有し、前記位相補正過程は、力率が所定値以上をとる位相補正値のいずれかを目標位相補正値とし、該目標位相補正値と入力電流とを予め関連付けた情報を保有し、該情報から入力電流値に応じた目標位相補正値を取得する目標位相補正値取得過程と、前記目標位相補正値に一致するような位相補正値を設定する位相補正値設定過程とを備えるコンバータの制御方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高額な位相検出回路等を用いることなく、高調波規格を満足しながら力率改善も行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１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】入力電流検出部の一構成例を示した図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るコンバータ制御部の機能ブロック図である。
【図４】目標波形率テーブルの一例を示した図である。
【図５】位相角−力率特性の一例を示した図である。
【図６】波形率−位相角特性の一例を示した図である。
【図７】位相補正値設定部によって実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係るコンバータ制御部の機能ブロック図である。
【図９】目標位相補正値テーブルの一例を示した図である。
【図１０】第２位相補正部が備える位相補正値設定部によって実行される処理の手順を示したフローチャートである。
【図１１】コンバータ装置の他の構成例を示した図である。
【図１２】位相変化と高調波抑制量との関係を説明するための図である。
【図１３】高調波が高いときの入力電流の波形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明のコンバータ装置を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した場合の各実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明のコンバータ装置の適用先は、空気調和機に限られず、交流電源からの交流電力を直流電力に変換して用いるような装置に対して広く適用可能である。
【００１６】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１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。
【００１７】
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複数の力率改善回路１０ａ、１０ｂと、力率改善回路１０ａ、１０ｂを制御するコンバータ制御部（コンバータの制御装置）１５とを主な構成として備えている。なお、本実施形態では、２つの力率改善回路１０ａ、１０ｂを設けた場合について例示しているが、この設置数については特に限定されず、３つ以上設けられてもよい。
【００１８】
力率改善回路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、力率改善回路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。
【００１９】
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。
また、スイッチング素子８ａ、８ｂ、ダイオード７ａ，７ｂは、炭化シリコン（ＳｉＣ）を用いた素子であってもよい。このように、炭化シリコンを用いた半導体を利用することにより、スイッチング特性やオン損失特性を向上させることが可能となる。
【００２０】
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２１が設けられている。ゼロクロス検出部２１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。また、交流電源４から整流回路５に入力される入力電流を検出するための入力電流検出部２２が設けられている。図２に入力電流検出部２２の一構成例を示す。図２に示すように、入力電流検出部２２は、入力電流の波形を検出可能な構成とされている。入力電流検出部２２によって検出された入力電流検出信号は、コンバータ制御部１５に出力される。
【００２１】
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、１パルス制御などが挙げられる。
【００２２】
コンバータ制御部１５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。
【００２３】
図３は、コンバータ制御部１５の機能ブロック図である。図３に示すように、コンバータ制御部１５は、位相演算部（位相演算手段手段）３０と、位相補正部（第１位相補正手段）４０と、駆動信号生成部（駆動信号生成手段）５０とを主な構成として備えている。
【００２４】
位相演算部３０は、ゼロクロス検出部２１によって検出されるゼロクロス信号に基づいて、位相θを演算して出力する。
位相補正部４０は、入力電流検出部２２によって検出された入力電流検出信号を用いて位相補正値を演算する。具体的には、位相補正部４０は、波形率算出部（波形率算出手段）４１と、目標波形率取得部（目標波形率取得手段）４２と、位相補正値設定部（第１位相補正値設定手段）４３とを主な構成として備えている。
波形率算出部４１は、入力電流検出信号から入力電流最大値と入力電流平均値とを取得し、入力電流最大値を入力電流平均値で除算することにより、波形率を算出する。
【００２５】
目標波形率取得部４２は、力率が所定値以上をとる波形率のいずれかを目標波形率とし、該目標波形率と入力電流とを予め関連付けた目標波形率テーブル（第１情報）を保有し、この目標波形率テーブルから入力電流に応じた目標波形率を取得する。図４に、目標波形率テーブルの一例を示す。図４において、横軸は入力電流（実効値）を、縦軸は目標波形率を示している。この目標波形率テーブルは、例えば、予め試験やシミュレーションを行うことにより得られたデータに基づいて作成される。例えば、ある入力電流において、位相角を所定範囲で変化させたときの力率、位相角、波形率との関係を得る。例えば、図５に示すような位相角−力率特性及び図６に示すような波形率−位相角特性を得る。
【００２６】
続いて、図５に示す位相角−力率特性から、力率が所定値以上のいずれかの位相角、例えば、最大力率を取る位相角を代表位相角として特定し、この代表位相角を取るときの波形率を図６に示した位相角−波形率特性から得る。これにより得られた波形率が当該入力電流（例えば、実効値）における目標波形率として設定される。
そして、上記手順を所定範囲における各入力電流値において行うことにより、図４に示すような、入力電流と目標波形率とが関連付けられた目標波形率テーブルが作成される。
【００２７】
位相補正値設定部４３は、波形率算出部４１によって演算された波形率を、目標波形率取得部４２によって取得された目標波形率に近づけるための位相補正値を設定する。例えば、図７に示すように、位相補正値設定部４３は、目標波形率と実波形率との差分を演算し（ステップＳＡ１）、この差分が所定の許容範囲（例えば、−０．５°以上＋０．５°以下）の範囲内であれば、目標位相補正値をゼロに設定し（ステップＳＡ２）、該差分が所定の許容範囲の上限値を超える場合には、目標位相補正値に＋１°を（ステップＳＡ３）、該差分が所定の許容範囲の下限値を下回る場合には、目標位相補正値に−１°を設定する（ステップＳＡ４）。
【００２８】
次に、ステップＳＡ２からＳＡ４で設定した目標位相補正値と位相補正値の前回値（すなわち、１サンプリング周期前において決定した位相補正値）との差分を演算する（ステップＳＡ５）。
この結果、差分がゼロの場合には位相補正値をゼロに（ステップＳＡ６）、差分が０よりも大きい場合には位相補正値を＋１°に（ステップＳＡ７）、差分が０未満である場合には位相補正値を−１°に設定し（ステップＳＡ８）、設定した位相補正値を駆動信号生成部５０に出力する（ステップＳＡ９）。
【００２９】
駆動信号生成部５０は、位相演算部３０によって演算された位相θを位相補正部４０によって演算された位相補正値を用いて補正し、補正後の位相を用いて、スイッチング素子８ａ，８ｂを駆動するための駆動信号Ｓｇ１，Ｓｇ２をそれぞれ生成する。
具体的には、位相θに位相補正値φを加算することにより位相θを補正し、補正後の位相と変調率指令とに基づいて電圧波形を生成し、該電圧波形とキャリア信号とを比較することにより駆動信号Ｓｇ１，Ｓｇ２を生成する。なお、駆動信号Ｓｇ１、Ｓｇ２は同時にオンする時間がないように、デッドタイムが設けられる。
駆動信号生成部５０によって生成された駆動信号Ｓｇ１、Ｓｇ２が各スイッチング素子８ａ，８ｂのゲート駆動回路に与えられることにより、スイッチング素子８ａ、８ｂのオンオフが制御される。
【００３０】
次に、上記構成を備えるコンバータ装置２の動作について図１から図７を参照して説明する。
まず、入力電源４のゼロクロス点がゼロクロス検出部２１によって検出され、ゼロクロス信号がコンバータ制御部１５に出力される。また、入力電流検出部２２によって、入力電流が検出され、入力電流検出信号がコンバータ制御部１５に出力される。
【００３１】
コンバータ制御部１５では、位相演算部３０において、ゼロクロス検出部２１からのゼロクロス信号に基づいて位相θが演算され、この位相θが駆動信号生成部５０に出力される。
位相補正部４０では、波形率算出部４１において、入力電流検出部２２によって検出された入力電流検出信号から入力電流最大値と入力電流平均値とが取得され、これらを用いて波形率が算出される。また、目標波形率取得部４２では、入力電流検出信号の入力電流実効値に対応する目標波形率が図３に示したような目標波形率テーブルから取得される。
続いて、位相補正値設定部４３において、図７の手順に従って、波形率算出部４１によって演算された波形率を目標波形率取得部４２によって取得された目標波形率に近づけるための位相補正値が設定され、位相補正値が駆動信号生成部５０に出力される。
【００３２】
駆動信号生成部５０では、位相演算部３０によって演算された位相θに、位相補正部４０によって演算された位相補正値が加算されることにより、位相θが補正され、この補正後の位相を用いて、スイッチング素子８ａ，８ｂを駆動するための駆動信号Ｓｇ１，Ｓｇ２がそれぞれ生成される。駆動信号生成部５０によって生成された駆動信号Ｓｇ１、Ｓｇ２が各スイッチング素子８ａ，８ｂのゲート駆動回路に与えられることにより、スイッチング素子８ａ、８ｂのオンオフが制御される。
【００３３】
以上のように、本実施形態に係るコンバータ装置２及び空気調和機によれば、入力電流検出信号から入力電流最大値と入力電流平均値とを取得し、これらの値から波形率を算出し、この波形率が目標波形率となるような位相補正値を設定し、この位相補正値を用いてスイッチング素子８ａ、８ｂを駆動するための駆動信号が生成される。このように、波形率を用いて位相補正値を決定するので、実際の波形状況を考慮した適切な位相補正値を設定することが可能となる。これにより、高精度な位相検出回路を用いることなく、高調波を低減することができ、高調波規格を満足させることが可能となる。更に、目標波形率は、力率が所定値以上をとる波形率とされているので、力率改善も同時に行うことが可能となる。
【００３４】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係るコンバータ装置及び空気調和機について説明する。図８は、本実施形態に係るコンバータ装置のコンバータ制御部１５´の機能ブロック図を示した図である。図８に示すように、コンバータ制御部１５´は、モード切替部（モード切替手段）６０と、第１位相補正部（第１位相補正手段）４６と、第２位相補正部（第２位相補正手段）４７と、出力切替部４８とを備える点で、上述した第１実施形態におけるコンバータ制御部１５と異なる。
以下、第１実施形態に係るコンバータ制御部１５と異なる点について主に説明し、共通の点については説明を省略する。
【００３５】
モード切替部６０は、入力電流実効値が所定の電流値以下の場合に、１つの力率改善回路１０ａを動作させるシングルモードを選択し、入力電流実効値が所定の電流値を超える場合に少なくとも２つの力率改善回路１０ａ、１０ｂを動作させるダブルモードを選択する。モード切替部６０によってシングルモードが選択された場合には、例えば、コンバータ制御部１５´からスイッチング素子８ａのゲート駆動装置（図示略）にのみ上述した駆動信号Ｓｇ１が出力され、スイッチング素子８ｂのゲート駆動装置（図示略）に対しては、オフを維持するような駆動信号Ｓｇ２が出力される。
【００３６】
第１位相補正部４６は、ダブルモード用の位相補正値を設定するものであり、上述した第１実施形態に係る位相補正部４０と同一の構成及び機能を有する。
第２位相補正部４７は、シングルモード用の位相補正値を設定するものであり、目標位相補正値取得部（目標位相補正値取得手段）７１と、位相補正値設定部（第２位相補正値設定手段）７２とを主な構成として備えている。目標位相補正値取得部７１は、力率が所定値以上をとる位相補正値のいずれかを目標位相補正値とし、該目標位相補正値と入力電流とを予め関連付けた目標位相補正値テーブル（第２情報）を保有し、この目標位相補正値テーブルから入力電流に応じた目標位相補正値を取得する。
【００３７】
図９に、目標位相補正値テーブルの一例を示す。図９において、横軸は入力電流を、縦軸は目標位相補正値を示している。この目標位相補正値テーブルは、例えば、予め試験やシミュレーションを行うことにより得られたデータに基づいて作成される。
【００３８】
位相補正値設定部７２は、目標位相補正値取得部７１によって取得された目標位相補正値に基づいて位相補正値を設定する。例えば、図１０に示すように、位相補正値設定部７２は、目標位相補正値と位相補正値の前回値との差分を演算し（ステップＳＢ１）、差分がゼロの場合には位相補正値をゼロに（ステップＳＢ２）、差分が０よりも大きい場合には位相補正値を＋１°に（ステップＳＢ３）、差分が０未満である場合には位相補正値を−１°に設定し（ステップＳＢ４）、設定した位相補正値を出力する（ステップＳＢ５）。
【００３９】
出力切替部４８は、モード切替部６０によってダブルモードが選択されている場合には、第１位相補正部４６から出力される位相補正値を駆動信号生成部５０に出力し、シングルモードが選択されている場合には、第２位相補正部４７から出力される位相補正値を駆動信号生成部５０に出力する。
これにより、ダブルモードが選択されている場合には、駆動信号生成部５０において、位相演算部３０によって演算された位相θが第１位相補正部４６によって設定された位相補正値を用いて補正され、補正後の位相を用いて、スイッチング素子８ａ、８ｂを駆動するための駆動信号Ｓｇ１、Ｓｇ２がそれぞれ生成される。また、シングルモードが選択されている場合には、駆動信号生成部５０において、位相演算部３０によって演算された位相θが第２位相補正部４７によって設定された位相補正値を用いて補正され、補正後の位相を用いて、スイッチング素子８ａを駆動するための駆動信号Ｓｇ１が生成される。
【００４０】
このように、本実施形態に係るコンバータ装置及び空気調和機によれば、入力電流実効値が所定の電流値以下の場合には、１つの力率改善回路１０ａを動作させるシングルモードが選択されるので、スイッチングによる損失を低減させることが可能となる。また、シングルモードが選択されている場合には、シングルモード用の第２位相補正部４７によって設定された位相補正値を用いて、位相演算部３０によって演算された位相θが補正されるので、モードに応じた適切な位相補正値を用いたスイッチング制御を行うことが可能となる。
【００４１】
なお、上記各実施形態においては、力率改善回路１０ａ、１０ｂを整流回路５よりもインバータ装置側に設けたが、力率改善回路１０ａ、１０ｂについては上記の構成に限られず、また、設置位置についても特に限定されない。例えば、図１１に示すように、交流電源４と整流回路５´との間に力率改善回路１０ａ´、１０ｂ´を設けることとしてもよい。この場合、力率改善回路１０ａ´、１０ｂ´には、交流電流が入力されることとなるので、双方向に電流が流れるようにダイオード７ｂが接続されている。このような力率改善回路１０ａ´、１０ｂ´を有するコンバータ装置２´にも、上記第１または第２実施形態におけるコンバータ制御部１５、１５´を適用することができる。
【００４２】
本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、例えば、上述した各実施形態を部分的または全体的に組み合わせる等して、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  モータ駆動装置
２，２´  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  力率改善回路
１２  平滑コンデンサ
１５，１５´  コンバータ制御部
２１  ゼロクロス検出部
２２  入力電流検出部
３０  位相演算部
４０  位相補正部
４１  波形率算出部
４２  目標波形率取得部
４３  位相補正値設定部
４６  第１位相補正部
４７  第２位相補正部
４８  出力切替部
７１  目標位相補正値取得部
７２  位相補正値設定部
５０  駆動信号生成部
６０  モード切替部
Ｌｐ  正極母線
Ｌ１  電力線
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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