(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリからの直流電力を半導体素子によって交流電力に変換し、前記交流電力を三相のモータに供給するインバータ装置であって、
前記半導体素子及び／又は当該半導体素子周辺の第１温度を検出する第１温度検出部と、
前記モータの電流を検出する電流検出部と、
前記第１温度検出部による前記第１温度の検出結果と、前記電流検出部による前記電流の検出結果とに基づいて、二相変調方式又は三相変調方式を選択し、選択した前記モータの変調方式に切り替える制御部と、を備える、インバータ装置。
【請求項２】
前記制御部は、
横軸に前記第１温度及び縦軸に前記電流が設定されていると共に、前記二相変調方式を選択する二相変調領域及び前記三相変調方式を選択する三相変調領域が設定されているマップに、前記第１温度の検出結果及び前記電流の検出結果を適用し、
前記第１温度の検出結果及び前記電流の検出結果が前記二相変調領域に存在する場合には前記二相変調方式を選択し、前記第１温度の検出結果及び前記電流の検出結果が前記三相変調領域に存在する場合には前記三相変調方式を選択する、請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１温度検出部によって検出された前記第１温度の値が所定の閾値以上となった場合に、前記半導体素子の駆動に用いるキャリア信号のキャリア周波数を基準周波数よりも低く設定する、請求項１又は２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記キャリア周波数を、可聴周波数帯域に設定する、請求項３に記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記半導体素子の入力側で且つ前記バッテリに並列に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサ及び／又は当該コンデンサ周辺の第２温度を検出する第２温度検出部と、を備え、
前記制御部は、前記第２温度検出部によって検出された前記第２温度の値が所定の閾値以下である場合に、前記キャリア周波数を基準周波数よりも高く設定する、請求項３又は４に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記バッテリの容量を検出する容量検出部を備え、
前記制御部は、前記容量検出部によって検出された前記バッテリの容量の値が所定の閾値以下である場合に、前記キャリア周波数を基準周波数よりも低く設定する、請求項３〜５のいずれか一項に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインバータ装置として、例えば、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載のインバータ装置は、直流電圧のスイッチングを行うことにより直流電圧を交流電圧に変換して３つの交流電圧を三相モータの各相に供給するスイッチング手段を備える。このインバータ装置では、スイッチング手段の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の検出温度に基づいてスイッチング手段を制御することにより、三相モータの３つの相への供給電圧全てについて並行してスイッチングを行う三相線間変調モードと、所定の電気角の期間ごとに三相モータの２つの相への供給電圧についてのみ並行してスイッチングを行う二相線間変調モードとの切り替えを行う線間変調制御手段と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８８８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のインバータ装置では、スイッチング手段の温度を検出し、当該温度が所定温度以上となった場合に、三相線間変調モードから二相線間変調モードに切り替えを行っている。このインバータ装置では、変調モードを切り替えることにより、スイッチング損失が低減されるため、スイッチング手段のオーバーヒートを回避している。しかしながら、三相線間変調モードから二相線間変調モードに切り替えると、モータの出力が低下する。
【０００５】
本発明は、モータの出力を確保しつつ、半導体素子を保護できるインバータ装置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】
【０００６】
本発明に係るインバータ装置は、バッテリからの直流電力を半導体素子によって交流電力に変換し、交流電力を三相のモータに供給するインバータ装置であって、半導体素子及び／又は当該半導体素子周辺の第１温度を検出する第１温度検出部と、モータの電流を検出する電流検出部と、第１温度検出部による第１温度の検出結果と、電流検出部による電流の検出結果とに基づいて、モータの変調方式を、二相変調方式又は三相変調方式に切り替える制御部と、を備える。
【０００７】
このインバータ装置では、半導体素子及び／又は当該半導体素子周辺の第１温度、及び、モータの電流を検出する。制御部は、第１温度検出部による第１温度の検出結果と、電流検出部による電流の検出結果との２つのパラメータに基づいて、二相変調方式又は三相変調方式に切り替える。従来のインバータ装置では、例えば、第１温度が所定温度以上となった場合には、電流が低い場合であっても、二相変調方式に切り替えているため、出力が低下する。本発明に係るインバータ装置では、例えば、第１温度が比較的高い場合であっても、電流が低い場合には、三相変調方式によりモータを駆動させる。したがって、モータの出力を維持できる。また、インバータ装置では、第１温度が高くなった場合には、二相変調方式に切り替えるため、半導体素子のオーバーヒートを抑制できる。このように、インバータ装置では、モータの出力を確保しつつ、インバータ装置を保護できる。
【０００８】
一実施形態においては、制御部は、第１温度検出部によって検出された第１温度の値が所定の閾値以上となった場合に、半導体素子の駆動に用いるキャリア信号のキャリア周波数を基準周波数よりも低く設定してもよい。キャリア周波数を低くすることにより、半導体素子における損失が低減する。したがって、第１温度を低下させることができる。
【０００９】
一実施形態においては、制御部は、キャリア周波数を、可聴周波数帯域に設定してもよい。キャリア周波数が可聴周波数帯域に設定されると、インバータ装置において、いわゆるチョッパ音が発生する。このチョッパ音を聴いた作業者は、例えば、半導体素子の第１温度が高くなっていることを知り得る。このように、キャリア周波数を可聴周波数帯域に設定することで、半導体素子の第１温度が高くなっていること報知できる。
【００１０】
一実施形態においては、半導体素子の入力側で且つバッテリに並列に接続されたコンデンサと、コンデンサ及び／又は当該コンデンサ周辺の第２温度を検出する第２温度検出部と、を備え、制御部は、第２温度検出部によって検出された第２温度の値が所定の閾値以下である場合に、キャリア周波数を基準周波数よりも高く設定してもよい。コンデンサは、温度が低いと、ＥＳＲ（Equivalent Series Resistance：等価直列抵抗）が大きい。そのため、コンデンサの温度が低いときには、コンデンサによる平滑の効果が低下するため、半導体素子におけるスイッチング時のサージ電圧が大きくなる。これにより、半導体素子の破損等が生じ得る。一実施形態では、第２温度が閾値以下のときには、キャリア周波数を高く設定する。これにより、半導体素子における損失が大きくなり、半導体素子の温度が上昇する。これにより、コンデンサの温度を高めることが可能となる。したがって、コンデンサによる平滑の効果の低下を抑制できる。その結果、半導体素子の破損等を抑制できる。
【００１１】
一実施形態においては、バッテリの容量を検出する容量検出部を備え、制御部は、容量検出部によって検出されたバッテリの容量の値が所定の閾値以下である場合に、キャリア周波数を基準周波数よりも低く設定してもよい。これにより、バッテリの容量が低下している場合には、半導体素子の損失の低減が図れる。そのため、バッテリの容量低下を抑制できる。したがって、バッテリの稼働時間の長期化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モータの出力を確保しつつ、モータを保護できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係るインバータ装置を含む電源回路の回路図である。
【図２】素子温度と電流とが設定されたマップを示す図である。
【図３】素子温度とキャリア周波数とが設定されたマップを示す図である。
【図４】図３に示されるマップの変形例を示す図である。
【図５】コンデンサ温度とキャリア周波数が設定されたマップを示す図である。
【図６】バッテリ容量とキャリア周波数が設定されたマップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１は、一実施形態に係るインバータ装置を含む電源回路の回路図である。図１に示されるインバータ装置１は、バッテリ３からの直流電力を交流電力に変換し、交流電力を回転電機であるモータ５に供給し、モータ５を駆動させる。電源回路は、例えば、フォークリフト等の車両に搭載される。
【００１６】
図１に示されるように、インバータ装置１は、コンデンサ１０と、インバータ回路１２と、ドライブ回路１４と、ＣＰＵ（制御部）１６と、第１温度センサ（第１温度検出部）１８と、第１電流センサ（電流検出部）２０及び第２電流センサ２２及び第３電流センサ２４と、電圧センサ（容量検出部）２６と、第４電流センサ（容量検出部）２７と、第２温度センサ（第２温度検出部）２８と、を備えている。
【００１７】
コンデンサ１０は、インバータ回路１２の入力側で且つ直流電源２と並列に接続されている。コンデンサ１０は、平滑用のコンデンサである。コンデンサ１０は、例えば、電解コンデンサである。コンデンサ１０は、例えば、図示しないコンデンサ基板に実装されている。
【００１８】
インバータ回路１２は、相ごとに、２つのスイッチング素子（半導体素子）３０，３１、スイッチング素子３２，３３、及び、スイッチング素子３４，３５を有している。スイッチング素子３０〜３６は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、バイポーラトランジスタなどである。Ｕ相の２つのスイッチング素子３０，３１は、コンデンサ１０と並列に接続されている。例えば、スイッチング素子３０のコレクタはコンデンサ１０の一方の端子に接続され、スイッチング素子３０のエミッタはスイッチング素子３１のコレクタと接続され、スイッチング素子３１のエミッタはコンデンサ１０の他方の端子に接続されている。Ｖ相においてはスイッチング素子３２及びスイッチング素子３３が、Ｗ相においてはスイッチング素子３４及びスイッチング素子３５がそれぞれ同様に接続されている。スイッチング素子３０〜３６は、例えば、ＩＭＳ（Insulated Metal Substrate：絶縁金属基板）に実装され、ＩＭＳに設けられたＦＦＣ（Flexible Flat Cable：フレキシブルフラットケーブル）のコネクタと電気的に接続されている。
【００１９】
スイッチング素子３０とスイッチング素子３１とを接続する配線の電圧は、モータ５にＵ相電圧として印加される。スイッチング素子３２とスイッチング素子３３とを接続する配線の電圧は、モータ５のＶ相電圧として印加される。スイッチング素子３４とスイッチング素子３６とを接続する配線の電圧が、モータ５にＷ相電圧として印加される。
【００２０】
ドライブ回路１４は、インバータ回路１２の各スイッチング素子３０〜３６の駆動信号を生成及び出力する。ドライブ回路１４は、ＣＰＵ１６から入力した駆動信号をそれぞれ増幅して、対応するスイッチング素子３０〜３６のゲートに出力する。ドライブ回路１４は、例えば図示しない制御基板に実装され、制御基板に設けられたＦＦＣコネクタと電気的に接続されている。この制御基板のコネクタとＩＭＳのコネクタとがＦＦＣにより接続されることにより、インバータ回路１２とドライブ回路１４とが電気的に接続されている。
【００２１】
ＣＰＵ１６は、例えば、図示しないメモリに格納されているプログラムを実行することで、インバータ装置１全体の制御を行う。ＣＰＵ１６は、相ごとに設定したキャリア周波数を用いて、各相の駆動信号をスイッチング素子３０〜３６ごとに生成し、ドライブ回路１４に出力する。ＣＰＵ１６の具体的な動作については、後述する。
【００２２】
第１温度センサ１８は、スイッチング素子３０〜３６及び／又はスイッチング素子３０〜３６周辺の第１温度を検出する。第１温度センサ１８は、例えば、スイッチング素子３０〜３６が実装されるＩＭＳにおいてスイッチング素子３０〜３６の近傍に配置される。第１温度センサ１８としては、スイッチング素子３０〜３６の温度（周辺温度）を直接的又は間接的に検出するセンサであればよく、例えば、サーミスタ、又は放射温度計等を用いることができる。第１温度センサ１８は、検出した温度を示す第１温度信号をＣＰＵ１６に出力する。
【００２３】
第１電流センサ２０、第２電流センサ２２及び第３電流センサ２４は、モータ５の電流を検出する。第１電流センサ２０は、Ｕ相の電流を検出する。第１電流センサ２０は、Ｕ相の電流を示すＵ相電流信号をＣＰＵ１６に出力する。第２電流センサ２２は、Ｖ相電流を検出する。第２電流センサ２２は、Ｖ相の電流を示すＶ相電流信号をＣＰＵ１６に出力する。第３電流センサ２４は、Ｗ相電流を検出する。第３電流センサ２４は、Ｗ相の電流を示すＷ相電流信号をＣＰＵ１６に出力する。
【００２４】
電圧センサ２６は、バッテリ３の電圧（バッテリ電圧）を検出する。電圧センサ２６は、検出したバッテリ３の電圧を示す電圧信号をＣＰＵ１６に出力する。
【００２５】
第４電流センサ２７は、バッテリ３の電流を検出する。第４電流センサ２７は、検出したバッテリ３の電流を示す電流信号をＣＰＵ１６に出力する。
【００２６】
第２温度センサ２８は、コンデンサ１０及び／又はコンデンサ１０周辺の温度を検出する。第２温度センサ２８は、例えば、コンデンサ１０が実装されるコンデンサ基板においてコンデンサ１０の近傍に配置される。第２温度センサ２８としては、コンデンサ１０の温度（周辺温度）を直接的又は間接的に検出するセンサであればよく、例えば、サーミスタ、又は放射温度計等を用いることができる。第２温度センサ２８は、検出した温度を示す第２温度信号をＣＰＵ１６に出力する。
【００２７】
続いて、ＣＰＵ１６の動作について詳細に説明する。ＣＰＵ１６は、第１温度センサ１８による第１温度の検出結果と、第１電流センサ２０、第２電流センサ２２及び第３電流センサ２４による電流の検出結果とに基づいて、モータ５の変調方式を、二相変調方式又は三相変調方式に切り替える。ＣＰＵ１６は、第１温度センサ１８から出力された第１温度信号と、第１電流センサ２０、第２電流センサ２２及び第３電流センサ２４から出力されたＵ相電流信号、Ｖ相電流信号及びＷ相電流信号とを取得し、二相変調方式又は三相変調方式に切り替える。二相変調方式では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のうち、１相のスイッチング素子によるスイッチングをオフにする。三相変調方式では、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の三相のスイッチング素子によりスイッチングを行う。
【００２８】
ＣＰＵ１６は、図２に示されるマップＭを用いて、二相変調方式又は三相変調方式を選択する。図２に示されるように、マップＭでは、横軸が素子温度（第１温度）、縦軸が電流を示している。マップＭには、三相変調領域Ａ１と、二相変調領域Ａ２と、が設定されている。三相変調領域Ａ１は、三相変調方式を選択する領域である。二相変調領域Ａ２は、二相変調方式を選択する領域である。二相変調領域Ａ２は、三相変調領域Ａ１よりも、素子温度及び電流において外側に設定されている。三相変調領域Ａ１及び二相変調領域Ａ２は、実験、及び／又はスイッチング素子３０〜３６の特性等に応じて適宜設定されればよい。
【００２９】
ＣＰＵ１６は、第１温度信号から第１温度の値を取得すると共に、Ｕ相電流信号、Ｖ相電流信号及びＷ相電流信号から電流値を取得する。ＣＰＵ１６は、取得した第１温度の値及び電流値をマップＭに適用して、変調方式を設定する。具体的には、ＣＰＵ１６は、例えば、図２に示されるように、第１温度の値及び電流値の交点Ｐ１が三相変調領域Ａ１に存在する場合には、三相変調方式に設定する。ＣＰＵ１６は、第１温度の値及び電流値の交点Ｐ２が二相変調領域Ａ２に存在する場合には、二相変調方式に設定する。ＣＰＵ１６は、設定した変調方式に対応するキャリア周波数を生成し、キャリア周波数に対応する駆動信号をドライブ回路１４に出力する。
【００３０】
また、ＣＰＵ１６は、第１温度センサ１８によって検出された第１温度の値が所定の閾値以上となった場合に、キャリア周波数を基準周波数よりも低く設定する。ＣＰＵ１６は、図３に示されるマップＭ１を用いて、キャリア周波数を設定する。図３に示されるように、マップＭ１では、横軸が素子温度を示し、縦軸がキャリア周波数を示している。ＣＰＵ１６は、取得した第１温度をＭ１に適用して、キャリア周波数を設定する。
【００３１】
具体的には、ＣＰＵ１６は、例えば、図３に示されるように、第１温度の値が閾値Ｔｔｈ１よりも小さい「Ｔ１」である場合には、キャリア周波数を「Ｆ１」に設定する。ＣＰＵ１６は、第１温度の値が閾値Ｔｔｈ１以上の「Ｔ２」である場合には、キャリア周波数を「Ｆ２」に設定する。キャリア周波数Ｆ１は、基準周波数である。基準周波数は、スイッチング素子３０〜３６等の特性（性能）に応じて予め設定されている周波数である。キャリア周波数Ｆ１は、キャリア周波数Ｆ２よりも高い。また、キャリア周波数Ｆ２は、可聴周波数帯域に設定されている。可聴周波数帯域は、例えば、２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚの範囲で設定されている。閾値Ｔｔｈ１及びキャリア周波数Ｆ１，Ｆ２は、実験、及び／又はスイッチング素子３０〜３６の特性等に応じて適宜設定されればよい。ＣＰＵ１６は、設定したキャリア周波数（Ｆ１，Ｆ２）に対応する駆動信号をドライブ回路１４に出力する。なお、基準周波数は、キャリア周波数Ｆ１とは別に設定されていてもよい。
【００３２】
なお、マップＭ１は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示されるように、様々な形態を採用できる。図４（ａ）に示されるように、マップＭ１では、キャリア周波数が、キャリア周波数Ｆ１からキャリア周波数Ｆ２に向かって、閾値Ｔｔｈ１からリニアに低くなってもよい。図４（ｂ）に示されるように、マップＭ１では、キャリア周波数が、キャリア周波数Ｆ１からキャリア周波数Ｆ２に向かって、閾値Ｔｔｈ１から段階的に低くなってもよい。図４（ｃ）に示されるように、マップＭ１では、キャリア周波数が、キャリア周波数Ｆ１からキャリア周波数Ｆ２に向かって、閾値Ｔｔｈ１から非線形的に低くなってもよい。
【００３３】
また、ＣＰＵ１６は、第２温度センサ２８から出力された第２温度信号に基づいて、キャリア周波数を設定する。ＣＰＵ１６は、第２温度信号を受け取ると、第２温度信号が示す第２温度の値を取得する。ＣＰＵ１６は、第２温度の値が所定の閾値以下である場合に、キャリア周波数を基準周波数よりも高く設定する。ＣＰＵ１６は、図５に示されるマップＭ２を用いて、キャリア周波数を設定する。図５に示されるように、マップＭ２では、横軸がコンデンサ温度（第２温度）を示し、縦軸がキャリア周波数を示している。
【００３４】
ＣＰＵ１６は、例えば、図５に示されるように、第２温度の値が閾値Ｔｔｈ２よりも小さい「Ｔ１１」である場合には、キャリア周波数を「Ｆ１２」に設定する。ＣＰＵ１６は、第１温度の値が閾値Ｔｔｈ１以上の「Ｔ１２」である場合には、キャリア周波数を「Ｆ１１」に設定する。キャリア周波数Ｆ１２は、キャリア周波数Ｆ１１よりも高い。キャリア周波数Ｆ１２は、基準周波数である。基準周波数は、スイッチング素子３０〜３６等の特性（性能）に応じて予め設定されている周波数である。キャリア周波数Ｆ１２は、例えば、キャリア周波数Ｆ１２の２倍程度に設定される。閾値Ｔｔｈ２、キャリア周波数Ｆ１１，Ｆ１２は、実験、及び／又はスイッチング素子３０〜３６の特性等に応じて適宜設定されればよい。ＣＰＵ１６は、設定したキャリア周波数（Ｆ１１，Ｆ１２）に対応する駆動信号をドライブ回路１４に出力する。なお、基準周波数は、キャリア周波数Ｆ１２とは別に設定されていてもよい。
【００３５】
なお、図５に示すマップＭ２においても、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示されるマップＭ１と同様に、様々な形態をとり得る。
【００３６】
ＣＰＵ１６は、電圧センサ２６から出力された電圧信号と、第４電流センサ２７から出力された電流信号と、に基づいて、バッテリ３の容量を取得（推定）する。ＣＰＵ１６は、バッテリ３の容量を取得すると、バッテリ３の容量が所定の閾値以下である場合に、キャリア周波数を基準周波数よりも低く設定する。ＣＰＵ１６は、図６に示されるマップＭ３を用いて、キャリア周波数を設定する。図６に示されるように、マップＭ３では、横軸がバッテリ容量を示し、縦軸がキャリア周波数を示している。
【００３７】
ＣＰＵ１６は、例えば、図６に示されるように、バッテリ３の容量の値が閾値Ｖ０よりも小さい「Ｖ１」である場合には、キャリア周波数を「Ｆ０」に設定する。ＣＰＵ１６は、バッテリ３の容量の値が閾値Ｖ０以上の「Ｖ２」である場合には、キャリア周波数を「ＦＣ」に設定する。キャリア周波数Ｆｃは、キャリア周波数Ｆ０よりも高い。キャリア周波数Ｆｃは、基準周波数である。基準周波数は、スイッチング素子３０〜３６等の特性（性能）に応じて予め設定されている周波数である。キャリア周波数Ｆｃは、可聴周波数帯域に設定されてもよい。閾値Ｖ０、キャリア周波数Ｆ０，Ｆｃは、実験、及び／又はスイッチング素子３０〜３６の特性等に応じて適宜設定されればよい。ＣＰＵ１６は、設定したキャリア周波数（Ｆ０，Ｆｃ）に対応する駆動信号をドライブ回路１４に出力する。なお、基準周波数は、キャリア周波数Ｆｃとは別に設定されていてもよい。
【００３８】
なお、図５に示すマップＭ３においても、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示されるマップＭ１と同様に、様々な形態をとり得る。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態に係るインバータ装置１では、スイッチング素子３０〜３６及び／又はスイッチング素子３０〜３６周辺の第１温度、及び、モータ５の電流を検出する。ＣＰＵ１６は、第１温度センサ１８による第１温度の検出結果と、第１電流センサ２０、第２電流センサ２２及び第３電流センサ２４による電流の検出結果との２つのパラメータに基づいて、二相変調方式又は三相変調方式に切り替える。従来のインバータ装置では、第１温度が所定温度以上となった場合には、電流が低い場合であっても、二相変調方式に切り替えているため、出力が低下する。本実施形態に係るインバータ装置１では、例えば、第１温度が比較的高い場合であっても、電流が低い場合には、三相変調方式によりモータを駆動させる。したがって、モータ５の出力を維持できる。また、インバータ装置１では、第１温度が高くなった場合には、二相変調方式に切り替えるため、スイッチング素子３０〜３６のオーバーヒートを抑制できる。このように、インバータ装置１では、モータ５の出力を確保しつつ、スイッチング素子３０〜３６を保護できる。
【００４０】
本実施形態では、ＣＰＵ１６は、第１温度センサ１８によって検出された第１温度の値が所定の閾値以上となった場合に、スイッチング素子３０〜３６の駆動に用いるキャリア信号のキャリア周波数を基準周波数よりも低く設定する。キャリア周波数を低くすることにより、スイッチング素子３０〜３６における損失が低減する。したがって、第１温度を低下させることができる。その結果、三相変調方式による制御ができるため、モータ５の出力を確保できる。
【００４１】
本実施形態では、ＣＰＵ１６は、キャリア周波数を、可聴周波数帯域に設定してもよい。キャリア周波数が可聴周波数帯域に設定されると、インバータ装置１において、いわゆるチョッパ音が発生する。このチョッパ音を聴いた作業者は、スイッチング素子３０〜３６の第１温度が高くなっていることを知り得る。このように、キャリア周波数を可聴周波数帯域に設定することで、スイッチング素子３０〜３６の第１温度が高くなっていること報知できる。これにより、例えば、作業者は、スイッチング素子３０〜３６に負荷のかからない運転を行うことが可能となる。その結果、スイッチング素子３０〜３６のオーバーヒートを抑制できる。
【００４２】
本実施形態では、スイッチング素子３０〜３６の入力側で且つバッテリ３に並列に接続されたコンデンサ１０と、コンデンサ１０及び／又はコンデンサ１０周辺の第２温度を検出する第２温度センサ２８と、を備えている。ＣＰＵ１６は、第２温度センサ２８によって検出された第２温度の値が所定の閾値以下である場合に、キャリア周波数を基準周波数よりも高く設定する。コンデンサ１０は、温度が低いと、ＥＳＲ（Equivalent Series Resistance：等価直列抵抗）が大きい。そのため、コンデンサ１０の温度が低いときには、コンデンサ１０による平滑の効果が低下するため、スイッチング素子３０〜３６におけるスイッチング時のサージ電圧が大きくなる。これにより、スイッチング素子３０〜３６の破損等が生じ得る。本実施形態では、第２温度が閾値以下のときには、キャリア周波数を高く設定する。これにより、スイッチング素子３０〜３６における損失が大きくなり、スイッチング素子３０〜３６の温度が上昇する。これにより、コンデンサ１０の温度を高めることが可能となる。したがって、コンデンサ１０による平滑の効果の低下を抑制できる。その結果、スイッチング素子３０〜３６の破損等を抑制できる。
【００４３】
また、スイッチング素子３０〜３６の破損を抑制できるため、サージ電圧に耐え得るスイッチング素子３０〜３６を用いなくてもよい。耐性の高いスイッチング素子は、高価である場合がある。本実施形態では、耐性の高いスイッチング素子を用いなくてもよいため、コストの増大を回避できる。また、低温時のＥＳＲの低下を抑制するために、コンデンサを大型化する、又は、複数のコンデンサを並列に接続することが考えられる。しかし、この場合にも、コストが増大すると共に、装置が大型化する。本実施形態では、コンデンサ１０の大型化等が不要なため、インバータ装置１の大型化を回避できる。
【００４４】
本実施形態では、バッテリ３の容量を検出する電圧センサ２６及び第４電流センサ２７を備えている。ＣＰＵ１６は、電圧センサ２６及び第４電流センサ２７によって検出されたバッテリ３の容量の値が所定の閾値以下である場合に、キャリア周波数を基準周波数よりも低く設定する。これにより、バッテリ３の容量が低下している場合には、スイッチング素子３０〜３６の損失の低減が図れる。そのため、バッテリ３の容量低下を抑制できる。したがって、バッテリ３の稼働時間の長期化を図ることができる。
【００４５】
また、バッテリ３の容量が低下している場合において、キャリア周波数を可聴周波数帯域に設定することにより、チョッパ音を発生させることができる。これにより、例えば、作業者に対して、バッテリ３の容量が低下していることを報知できる。
【００４６】
本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、変調方式の切り替え制御と、第１温度の値が所定の閾値以上となった場合に、スイッチング素子３０〜３６のキャリア周波数を低く設定する制御とを行っている。しかし、スイッチング素子３０〜３６のキャリア周波数を低く設定する制御は行われなくてもよい。
【００４７】
上記実施形態では、第１温度センサ１８を１個備える形態を一例に説明した。しかし、半導体素子及び／又は当該半導体素子周辺の第１温度を検出するセンサを複数備えていてもよい。センサを複数備える場合、第１温度は、複数のセンサによって検出された温度の平均温度を採用してもよいし、最も高い温度を採用してもよい。第２温度センサ２８も同様に、複数備えられていてもよい。
【００４８】
上記実施形態では、第１〜第３電流センサ２２，２４，２６を備える形態を一例に説明した。しかし、電流センサは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のうちの２相に設けられていればよい。Ｕ，Ｖ，Ｗ相のうちの２相に電流センサが設けられている場合、２相の電流値が得られれば、残りの１相の電流値を演算して得ることができる。
【００４９】
上記実施形態では、Ｕ相電流信号、Ｖ相電流信号及びＷ相電流信号から電流値を取得し、取得した電流値をマップＭに適用して変調方式を設定する形態を一例に説明した。しかし、電流値は、Ｕ相電流信号、Ｖ相電流信号及びＷ相電流信号のうちの１つの信号から得られたものであってもよい。
【００５０】
上記実施形態では、コンデンサ１０として電解コンデンサを一例に説明したが、コンデンサは他のコンデンサ（例えば、フィルムコンデンサ等）であってもよい。
【００５１】
上記実施形態では、バッテリ３の容量を検出する方法として、電圧センサ２６により検出された電圧と、第４電流センサ２７により検出された電流とからバッテリ３の容量を算出する形態を一例に説明した。しかし、バッテリ３の容量の検出方法は、他の方法であってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…インバータ装置、３…バッテリ、５…モータ、１０…コンデンサ、１６…ＣＰＵ（制御部）、１８…第１温度センサ（第１温度検出部）、２０…第１電流センサ（電流検出部）、２２…第２電流センサ（電流検出部）、２４…第３電流センサ（電流検出部）、２６…電圧センサ（容量検出部）、２７…第４電流センサ（容量検出部）、２８…第２温度センサ（第２温度検出部）、３０〜３６…スイッチング素子（半導体素子）。
【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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