【手続補正書】
【提出日】平成21年2月25日(2009.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
請求項１、２、５、６の何れかに記載のインバータ装置において、前記消費電力Ｐｍ〔Ｗ〕に代えて該インバータ装置の定格出力Ｐｒ〔Ｗ〕を使用したことを特徴とするインバータ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
請求項１、５、６の何れかに記載のインバータ装置において、前記入力電流Ｉｓ〔Ａ〕に代えて該インバータ装置の定格入力電流Ｉｒ〔Ａ〕を使用したことを特徴とするインバータ装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
従来、入力交流電力を整流して得た直流電力をスイッチングして可変電圧、可変周波数の三相交流電力に変換し、その電力で三相交流モータを可変速制御するインバータ装置が広く利用されている。図１１は、そのようなインバータ装置の構成例を示したものである。インバータ装置１００は、商用電源１０１から供給を受けた三相交流電圧を全波整流して直流電圧に変換する整流回路１０２と、その直流電圧をスイッチングして三相交流電圧に変換して負荷である三相モータ１０７に供給するインバータ回路１０３から構成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
従来、コンデンサ１０８の容量は、インバータ装置１００に最大負荷をかけた場合における整流回路１０２の出力電圧リップルが１０％以内に納まるようにするため、２００００×１０-6×Ｐｍ／Ｖac2〜４５０００×１０-6×Ｐｍ／Ｖac2〔Ｆ〕（Ｐｍはモータの消費電力、Ｖacは商用電源の電圧）の範囲の非常に大きな値にされてきた。これはコンデンサ１０８に使用する電解コンデンサのリップル電流耐量による制限や、モータ駆動性能の向上を図るためである。しかしながら、このような大容量のコンデンサの採用は、電源電流中の高調波成分の増大、力率の悪化、実効値電流及びピーク電流の上昇などの負の効果をもたらす。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１、２、５、６の何れかに記載のインバータ装置において、前記消費電力Ｐｍ〔Ｗ〕に代えて該インバータ装置の定格出力Ｐｒ〔Ｗ〕を使用したことを特徴とするインバータ装置である。
このような構成としても請求項１、２、５、６の対応する請求項に記載の発明と同様の効果を奏する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１、５、６の何れかに記載のインバータ装置において、前記入力電流Ｉｓ〔Ａ〕に代えて該インバータ装置の定格入力電流Ｉｒ〔Ａ〕を使用したことを特徴とするインバータ装置である。
このような構成としても請求項１、５、６の対応する請求項に記載の発明と同様の効果を奏する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
これらの一般値を用いて電源インダクタンスＬｓに蓄積されるエネルギーＥｓを算出するため（２）式を変形する。まず、入力電流Ｉｓ、電源インダクタンスＬｓは次のように計算される。
Ｉｓ＝（Ｐm／Ｖac）／（（１−％Ｖｌ）・√２・ηinv・ηmot）
Ｌｓ＝（Ｖac2／Ｐm）・（（１−％Ｖｌ）・％Ｖｌ・√２・ηinv・ηmot）  
／（√３・２・π・ｆ）
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
ここで、コンデンサＣの容量が十分に小さく、整流器７の出力電流Ｉdcが連続であると入力電流Ｉｓ≒Ｉdcとなることから、電源インダクタンスＬｓに蓄積されるエネルギーＥｓはこれらの関係式を（２）式に代入して次のように求められる。
Ｅｓ≒Ｐm・Ｋ１                                                （１２）式
但し、
Ｋ１＝％Ｖｌ／（２・√６・π・ｆ・（１−％Ｖｌ）・ηinv・ηmot）
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
同様に、モータ１３のインダクタンスに蓄えられていたエネルギーＥｍを算出するため（４）式を変形する。まず、モータ１３の一次漏れインダクタンスをＬ１、励磁インダクタンスをＭとしてＬmo＝Ｌ１＋Ｍとする。そしてモータ電流をＩｍ、モータ１３の相電圧をＶｍ、モータ励磁電流をＩmoとすると、モータ電流Ｉｍのフェザー図が図５に示すようになることから、
Ｉｍ＝（Ｐm／Ｖinv）・（１／（√３・cosφｍ・ηmot））
Ｖinv≒Ｖac・（１−％Ｖｌ）
従って、モータ１３の励磁電流Ｉmoは、
Ｉmo＝Ｉｍ・（１−cos2φｍ）1/2
＝（Ｐm／Ｖac）・（１−cos2φｍ）1/2
／（√３・cosφｍ・ηmot・（１−％Ｖｌ））      （１３）式
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
インバータ主回路４が動作停止する前にモータ１３のインダクタンスに蓄えられていたエネルギーのうち、動作停止後にコンデンサＣに移るエネルギーＥｍは（４）式の右辺第１項である。その右辺第１項に（１３）、（１４）、（１５）式を代入して変形するとエネルギーＥｍが次のように求まる。
Ｅｍ＝Ｐm・Ｋ２                                                （１５ａ）式
但し、
Ｋ２＝（１−cos2φｍ）1/2／（４・π・ｆ・cosφｍ・ηmot）
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
ここで、ＶdcPEAK、ＶdcSTAは次のように計算される。
ＶdcPEAK＝Ｖac・√２・Ｍｍ・（１−％Ｖｌ）              
ＶdcSTA＝Ｖac・√２・（１−％Ｖｌ）    
これらを（１６）式に代入するとコンデンサＣの容量は次のようになる。
Ｃ≧（Ｅｓ＋Ｅｍ）／（Ｖac2・Ｋ３）                                （１７）式
但し、
Ｋ３＝（Ｍｍ2−１）・（１−％Ｖｌ）2 
リミットスイッチ出力作成手段）を示す。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
Ｅｓは（１２）式で計算され、Ｅｍは（１５ａ）式で計算される。それらを（１７）式に代入してコンデンサＣの容量は次のようになる。
Ｃ≧（Ｐm・Ｋ１＋Ｐm・Ｋ２）／（Ｖdc2・Ｋ３）
≧ （Ｐm／Ｖac2）・Ｋｎ                                       （１８）式
但し、
Ｋｎ＝（Ｋ１＋Ｋ２）／Ｋ３
＝（％Ｖｌ／（２・√６・π・ｆ・（１−％Ｖｌ）・ηinv・ηmot）  
＋（１−cos2φｍ）1/2／（８・π・ｆ・cosφｍ・ηmot））  
／（（Ｍｍ2−１）・（１−％Ｖｌ）2）
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
なお、通常のインバータ装置には、適用するモータに対する定格出力や定格入力電流が定められている。従って、前記第１〜第４の実施形態における消費電力Ｐｍ〔Ｗ〕としては、モータの消費電力の代わりにインバータ装置の定格出力Ｐｒ〔Ｗ〕を使用してもよい。同様に、三相交流電源からの入力電流Ｉｓ〔Ａ〕に代えてインバータ装置の定格入力電流Ｉｒ〔Ａ〕を使用してもよい。