(57)【要約】【課題】インバータ直流電圧の上昇中におけるモータ電流跳ね上がりを抑制することで、小型・軽量・低コスト化の上に高信頼性も満足するモータ駆動用インバータ制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】小容量のリアクタ１１とインバータ３の直流母線間に小容量のコンデンサ１２を設けたモータ駆動用インバータで、ＰＮ電圧補正係数選択手段２０において、直流電圧検出値が下降時には第１のＰＮ電圧補正係数を選択、直流電圧検出値が上昇時には第１のＰＮ電圧補正係数より小さい値となる第２のＰＮ電圧補正係数を選択することでインバータ直流電圧が上昇中に必要以上のモータ電圧が印可されないようにし、モータに適正な電流を流すことによって、小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御装置においても、過電流保護停止動作に至りにくいシステム構築ができるものである。【選択図】図１
2005312202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を入力とし、ダイオードブリッジ、前記ダイオードブリッジの交流入力側または直流出力側に接続される小容量のリアクタで構成される整流回路と、直流電力から交流電力に変換するインバータと、前記インバータにより変換された交流電力により駆動するモータと、前記インバータの直流母線間に設けられた小容量のコンデンサと、前記インバータの直流電圧値を検出するＰＮ電圧検出手段と、予め設定された前記インバータの直流電圧基準値と前記直流電圧検出値との比較から第１のＰＮ電圧補正係数を導出する第１のＰＮ電圧補正手段と、前記第１のＰＮ電圧補正係数よりも小さい値となる第２のＰＮ電圧補正係数を導出する第２のＰＮ電圧補正手段と、前記直流電圧検出値の時系列データから、前記直流電圧検出値が下降時には前記第１のＰＮ電圧補正係数を選択、前記直流電圧検出値が上昇時には第２のＰＮ電圧補正係数を選択するＰＮ電圧補正係数選択手段とを備えたモータ駆動用インバータ制御装置。
【請求項２】
外部から与えられるモータの速度指令値から求まるインバータ運転周波数が、交流電源周波数の偶数倍となる共振周波数と、前記共振周波数を中心としてその前後に予め設定された周波数幅を持たせた周波数範囲内で、定常的に固定されるのを回避することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
【請求項３】
小容量リアクタと小容量コンデンサとの共振周波数を交流電源周波数の４０倍よりも大きくなるように、前記小容量リアクタおよび前記小容量コンデンサの組み合わせを決定することを特徴とする請求項１または２記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
【請求項４】
上記請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置を備えた電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小容量リアクタおよび小容量コンデンサを用いたモータ駆動用インバータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汎用インバータなどで用いられている一般的なモータ駆動用インバータ制御装置として、図９に示すようなモータ駆動用インバータ制御装置がよく知られている。
【０００３】
図９において、主回路は直流電源装置１１３と、インバータ３とモータ４とから構成されており、直流電源装置１１３については、交流電源１と、整流回路２と、インバータ３の直流電圧源のために電気エネルギーを蓄積する平滑コンデンサ１１２と、交流電源１の力率改善用リアクタ１１１から構成されている。
【０００４】
一方、制御回路では、外部から与えられたモータ４の速度指令 に基づいてモータ４の各相電圧指令値を作成するモータ電圧作成手段１４と、モータ電圧作成手段１４から作成された各相電圧指令値に基づいてインバータ３のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ制御手段１８から構成されている。
【０００５】
ここで、交流電源１が２２０Ｖ（交流電源周波数５０Ｈｚ）、インバータ３の入力が１．５ｋＷ、平滑コンデンサ１１２が１５００μＦのとき、力率改善用リアクタ１１１が５ｍＨおよび２０ｍＨの場合における交流電源電流の高調波成分と交流電源周波数に対する次数との関係を図１０に示す。図１０はＩＥＣ（国際電気標準会議）規格と併せて示したもので、力率改善用リアクタ１１１が５ｍＨの場合には特に第３高調波成分がＩＥＣ規格のそれを大きく上回っているが、２０ｍＨの場合には４０次までの高調波成分においてＩＥＣ規格をクリアしていることがわかる。
【０００６】
そのため特に高負荷時においてもＩＥＣ規格をクリアするためには力率改善用リアクタ１１１のインダクタンス値をさらに大きくするなどの対策を取る必要があり、インバータ装置の大型化や重量増加、さらにはコストＵＰを招くという不都合があった。
【０００７】
そこで、力率改善用リアクタ１１１のインダクタンス値の増加を抑え、電源高調波成分の低減と高力率化を達成する直流電源装置として、例えば、図１１に示すような直流電源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図１１において、交流電源１の交流電源電圧を、ダイオードＤ１〜Ｄ４をブリッジ接続してなる全波整流回路の交流入力端子に印加し、その出力をリアクトルＬｉｎを介して中間コンデンサＣに充電し、この中間コンデンサＣの電荷を平滑コンデンサＣＤに放電して、負荷抵抗ＲＬに直流電圧を供給する。この場合、リアクトルＬｉｎの負荷側と中間コンデンサＣを接続する正負の直流電流経路にトランジスタＱ１を接続し、このトランジスタＱ１をベース駆動回路Ｇ１で駆動する構成となっている。
【０００９】
また、ベース駆動回路Ｇ１にパルス電圧を印加するパルス発生回路Ｉ１、Ｉ２と、ダミー抵抗Ｒｄｍとをさらに備えており、パルス発生回路Ｉ１、Ｉ２は、それぞれ交流電源電圧のゼロクロス点を検出する回路と、ゼロクロス点の検出から交流電源電圧の瞬時値が中間コンデンサＣの両端電圧と等しくなるまでダミー抵抗Ｒｄｍにパルス電流を流すパルス電流回路とで構成されている。
【００１０】
ここで、パルス発生回路Ｉ１は交流電源電圧の半サイクルの前半にてパルス電圧を発生させ、パルス発生Ｉ２は交流電源電圧の半サイクルの後半にてパルス電圧を発生させるようになっている。
【００１１】
なお、トランジスタＱ１をオン状態にしてリアクトルＬｉｎに強制的に電流を流す場合、中間コンデンサＣの電荷がトランジスタＱ１を通して放電することのないように逆流防止用ダイオードＤ５が接続され、さらに、中間コンデンサＣの電荷を平滑コンデンサＣＤに放電する経路に、逆流防止用ダイオードＤ６と、平滑効果を高めるリアクトルＬｄｃが直列に接続されている。
【００１２】
上記の構成によって、交流電源電圧の瞬時値が中間コンデンサＣの両端電圧を超えない位相区間の一部または全部においてトランジスタＱ１をオン状態にすることによって、装置の大型化を抑えたままで、高調波成分の低減と高力率化を達成することができる。
【特許文献１】特開平９−２６６６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成では、容量の大きな平滑用コンデンサＣＤとリアクトルＬｉｎ（特許文献１では１５００μＦ、６．２ｍＨ時のシミュレーション結果について記載されている）とを依然として有したままであり、さらに中間コンデンサＣとトランジスタＱ１とベース駆動回路Ｇ１とパルス発生回路Ｉ１、Ｉ２とダミー抵抗Ｒｄｍと逆流防止用ダイオードＤ５、Ｄ６と平滑効果を高めるリアクトルＬｄｃとを具備することで、装置の大型化や部品点数の増加に伴なうコストＵＰを招くという課題を有していた。
【００１４】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御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】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明のモータ駆動用インバータ制御装置は、交流電源を入力とし、ダイオードブリッジ、前記ダイオードブリッジの交流入力側または直流出力側に接続される小容量のリアクタで構成される整流回路と、直流電力から交流電力に変換するインバータと、前記インバータにより変換された交流電力により駆動するモータと、前記インバータの直流母線間に設けられた小容量のコンデンサと、前記インバータの直流電圧値を検出するＰＮ電圧検出手段と、予め設定された前記インバータの直流電圧基準値と前記直流電圧検出値との比較から第１のＰＮ電圧補正係数を導出する第１のＰＮ電圧補正手段と、前記第１のＰＮ電圧補正係数よりも小さい値となる第２のＰＮ電圧補正係数を導出する第２のＰＮ電圧補正手段と、前記直流電圧検出値の時系列データから、前記直流電圧検出値が下降時には前記第１のＰＮ電圧補正係数を選択、前記直流電圧検出値が上昇時には第２のＰＮ電圧補正係数を選択するＰＮ電圧補正係数選択手段とを備えたものである。
【００１６】
上記の構成によって、小容量コンデンサおよび小容量リアクタを用いることで小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御装置を実現し、インバータ直流電圧が大幅に変動してモータの駆動が困難あるいは不可能となる場合でも、モータに印加する電圧がほぼ一定となるようにインバータを動作させ、モータ駆動の維持を図ることができる。
【００１７】
また、小容量リアクタおよび小容量コンデンサを用いることで、小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御装置を実現でき、インバータ直流電圧が大幅に変動してモータの駆動が困難あるいは不可能となる場合でも、ＰＮ電圧補正手段によりモータに印加する電圧をほぼ一定にすることでモータの駆動を維持することが可能となる。
【００１８】
特に、ＰＮ電圧補正係数選択手段において直流電圧検出値が下降時には第１のＰＮ電圧補正係数を選択、直流電圧検出値が上昇時には第１のＰＮ電圧補正係数より小さい値となる第２のＰＮ電圧補正係数を選択するため、インバータ直流電圧が上昇中において必要以上のモータ電圧を印可することなく、モータに適正な電流を流すことができるので、過電流保護停止動作に至らない運転領域が拡大するという効果、更にはインバータの電流容量を下げることによってより安価なシステムが構築できるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
第１の発明は、交流電源を入力とし、ダイオードブリッジ、前記ダイオードブリッジの交流入力側または直流出力側に接続される小容量のリアクタで構成される整流回路と、直流電力から交流電力に変換するインバータと、前記インバータにより変換された交流電力により駆動するモータと、前記インバータの直流母線間に設けられた小容量のコンデンサと、前記インバータの直流電圧値を検出するＰＮ電圧検出手段と、予め設定された前記インバータの直流電圧基準値と前記直流電圧検出値との比較から第１のＰＮ電圧補正係数を導出する第１のＰＮ電圧補正手段と、前記第１のＰＮ電圧補正係数よりも小さい値となる第２のＰＮ電圧補正係数を導出する第２のＰＮ電圧補正手段と、前記直流電圧検出値の時系列データから、前記直流電圧検出値が下降時には前記第１のＰＮ電圧補正係数を選択、前記直流電圧検出値が上昇時には第２のＰＮ電圧補正係数を選択するＰＮ電圧補正係数選択手段とを備えたもので、小容量コンデンサおよび小容量リアクタにより小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御装置を実現でき、インバータ直流電圧が大幅に変動してモータの駆動が困難あるいは不可能となる場合でも、モータに印加する電圧がほぼ一定となるようにインバータを動作させ、モータの駆動を維持することが可能である。
【００２１】
第２の発明は、特に、第１の発明のモータ駆動用インバータ制御装置において、外部から与えられるモータの速度指令値から求まるインバータ運転周波数が、交流電源周波数の偶数倍となる共振周波数と、前記共振周波数を中心としてその前後に予め設定された周波数幅を持たせた周波数範囲内で、定常的に固定されるのを回避することを特徴とするもので、インバータ周波数と交流電源周波数との共振現象を回避することでモータの不安定動作を防止し、安定した駆動を実現することができる。
【００２２】
第３の発明は、特に、第１または２の発明のモータ駆動用インバータ制御装置において、小容量リアクタと小容量コンデンサとの共振周波数を交流電源周波数の４０倍よりも大きくなるように、前記小容量リアクタおよび前記小容量コンデンサの組み合わせを決定することを特徴とするもので、交流電源電流の高調波成分を抑制し、ＩＥＣ規格をクリアすることができる。
【００２３】
第４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置を備えた電気機器で、小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御装置を搭載した電気機器を提供できる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を示すモータ駆動用インバータ制御装置のシステム構成図を図１に示す。
【００２６】
図１において、主回路は交流電源１と、交流電力を直流電力に変換するダイオードブリッジ２と、２ｍＨ以下の小容量リアクタ１１と、１００μＦ以下の小容量コンデンサ１２と、直流電力を交流電力に変換するインバータ３と、インバータ３により変換された交流電力により駆動するモータ４から構成されている。
【００２７】
一方、制御回路では、外部から与えられるモータ４の速度指令ｅに基づいてモータ４の各相電圧指令値を作成するモータ電圧作成手段１４と、インバータ３の直流電圧値を検出するＰＮ電圧検出手段１５と、予め設定されたインバータ３の第１の直流電圧基準値をＰＮ電圧検出手段１５から得られるインバータ３の直流電圧検出値で除算することにより第１のＰＮ電圧補正係数を導出する。
【００２８】
直流電圧検出値がゼロ以下の場合には、第１のＰＮ電圧補正係数に予め決められた最大値を設定する第１のＰＮ電圧補正手段１６と、第１の直流電圧基準値よりも小さい値である第２の直流電圧基準値を、ＰＮ電圧検出手段１５から得られるインバータ３の直流電圧検出値で除算することにより第１のＰＮ電圧補正係数より小さな値となる第２のＰＮ電圧補正係数を導出する第２のＰＮ電圧補正手段１９と、ＰＮ電圧検出手段１５から得られるインバータ３の直流電圧検出値の時系列データから直流電圧検出値が下降時には、第１のＰＮ電圧補正係数を選択、直流電圧検出値が上昇時には第２のＰＮ電圧補正係数を選択するＰＮ電圧補正係数選択手段２０と、モータ電圧指令作成手段１４から得られる各相電圧指令値とＰＮ電圧補正係数選択手段２０の出力値であるＰＮ電圧補正係数とを乗算することにより各相電圧指令値の補正を行なうモータ電圧指令補正手段１７と、モータ電圧指令補正手段１７から作成されたモータ電圧指令補正値がモータ４に印加されるようなインバータ３のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ制御手段１８から構成されている。
【００２９】
ＰＮ電圧検出手段１５においては、ノイズ除去を目的としたローパスフィルタが具備されているのが望ましく、さらに、このローパスフィルタをマイコンやＤＳＰなどの演算装置にて実現されるデジタルフィルタであればコスト的にも有利である。
【００３０】
以下に、具体的な動作、演算方法について説明する。
【００３１】
モータ電圧指令作成手段１４では式（１）で表される演算により各相電圧指令値ａ、ｂ、ｃを作成する。
【００３２】
【数１】
2005312202.tif 000003
【００３３】
ここで、Ｖはモータ電圧値であり、ｄは式（２）で表されるように速度指令ｅを時間積分することで導出する。
【００３４】
【数２】
2005312202.tif 000004
【００３５】
また、図２は本発明に係る第１のＰＮ電圧補正手段１６の実施例を示した図で、第１のＰＮ電圧補正手段１６では予め設定されたインバータ３の第１の直流電圧基準値Ｖ２とＰＮ電圧検出手段１５から得られるインバータ３の直流電圧検出値Ｖ１を用いて式（３）のように第１のＰＮ電圧補正係数ｋ１を導出する。
【００３６】
【数３】
2005312202.tif 000005
【００３７】
ここで、本発明では小容量コンデンサを用いているため、直流電圧検出値V１がゼロとなる場合が生じるので、ゼロ割防止のための微小項ｇを設定しておく必要がある。
【００３８】
なお、式（３）の微小項ｇの代わりに、直流電圧検出値V１がゼロ以下の場合において第１のＰＮ電圧補正係数ｋ１に予め設定されたＰＮ電圧補正係数の最大値を設定することでゼロ割防止を図ることもできる。
【００３９】
即ち、式（４）のように第１のＰＮ電圧補正係数ｋ１を導出しても良い。
【００４０】
【数４】
2005312202.tif 000006
【００４１】
ここで、ｋ１ｍａｘは予め設定された第１のＰＮ電圧補正係数の最大値である。
【００４２】
図３は本発明に係る第２のＰＮ電圧補正手段１９の実施例を示した図で、第２のＰＮ電圧補正手段１９では予め設定されたインバータ３の第２の直流電圧基準値Ｖ３とＰＮ電圧検出手段１５から得られるインバータ３の直流電圧検出値Ｖ１を用いて式（５）または、式（６）のように第２のＰＮ電圧補正係数ｋ２を導出する。
【００４３】
【数５】
2005312202.tif 000007
【００４４】
【数６】
2005312202.tif 000008
【００４５】
ここで、ｋ２ｍａｘは予め設定された第２のＰＮ電圧補正係数の最大値である。
【００４６】
また、第２の直流電圧基準値Ｖ３は第1の直流電圧基準値Ｖ２よりも小さい値とし、第２のＰＮ電圧補正係数ｋ２が第１のＰＮ電圧補正係数ｋ１よりも小さい値となるようにしている。
【００４７】
ＰＮ電圧補正係数選択手段２０では、ＰＮ電圧検出手段１５から得られるインバータ３の直流電圧検出値Ｖ１の時系列データから、直流電圧検出値Ｖ１が下降時には第１のＰＮ電圧補正係数ｋ１を、上昇時には第２のＰＮ電圧補正係数ｋ２をＰＮ電圧補正係数ｋとして出力する。
【００４８】
さらに、モータ電圧指令補正手段１７では各相電圧指令値ａ、ｂ、ｃとＰＮ電圧補正係数ｋを用いて式（７）のようにモータ電圧指令補正値ｌ、ｍ、ｎを導出する。
【００４９】
【数７】
2005312202.tif 000009
【００５０】
以上により、小容量リアクタおよび小容量コンデンサを用いることで小型・軽量・低コストなモータ駆動用インバータ制御装置を実現でき、インバータ直流電圧が大幅に変動してモータの駆動が困難あるいは不可能となる場合でも、モータに印加する電圧がほぼ一定となるようにインバータを動作させ、モータの駆動を維持することが可能となる。
【００５１】
さらに、ＰＮ電圧補正係数選択手段２０の動作について説明する。
【００５２】
図４は、本発明のモータ駆動用インバータ制御装置に用いたマイクロコンピュータのモータ制御用ＰＷＭタイマの動作を示したものである。ＰＷＭタイマのカウント値は、アップダウン動作を繰り返し、ＰＷＭ出力のデューティ値が反映されるのはダウンカウントからアップカウントへ移行するタイミング、すなわちＰＷＭタイマがアンダーフローしたタイミングとなっている。
【００５３】
本発明における動作について説明する。
【００５４】
図４の１のタイミングにおいて、ＰＮ電圧検出手段１５によりインバータ３の直流電圧値が検出される。その後３のタイミングまでに、第１のＰＮ電圧補正手段１６やモータ電圧指令補正手段１７などでの演算が行われ、３のタイミングにおいて、最終的にＰＷＭ制御手段１８によって生成されたインバータ３のＰＷＭ信号が出力されることになる。このように、１のタイミングで検出されたインバータ３の直流電圧値を基に補正演算されたＰＷＭ信号が出力されるのは３のタイミングであり、１キャリア周期分の制御遅れが生じてしまう。
【００５５】
本発明においては、極めて小容量のリアクタ１１とコンデンサ１２によって主回路が構成されているため、インバータ直流電圧が大幅に変動することになり、上述した１キャリア周期分の制御遅れによって生じるインバータ直流電圧の変化が無視できないものになるのである。
【００５６】
図５は、交流電源１の電圧が２００Ｖ、周波数が５０Ｈｚ、インバータ３のＰＷＭ信号のキャリア周波数を５ｋＨｚとしたときのキャリア周期毎に検出されるインバータ３の直流電圧値をプロットしたものである。
【００５７】
上記の条件によれば、１キャリア周期の期間中に最大１８Ｖ程度の直流電圧値の変化が発生することが図５から分かる。例えば、インバータ３の直流電圧値が上昇しているときを考えた場合、上述した１キャリア周期分の制御遅れによってＰＷＭ信号が実際に出力されるタイミングにおける直流電圧検出値V１は実際の値より小さいものとなり、ＰＮ電圧補正係数ｋが大きめに計算されてしまうため、必要以上の電圧をモータ４へ与えることになり、モータ電流の跳ね上がりが発生してしまう結果となる。
【００５８】
上述した不具合を解消するためにＰＮ電圧補正係数選択手段２０では、ＰＮ電圧検出手段１５から得られるインバータ３の直流電圧検出値V１が前回の値よりも小さかった場合には第１のＰＮ電圧補正係数ｋ１を、直流電圧検出値V１が前回の値よりも大きかった場合には第１のＰＮ電圧補正係数ｋ１より小さい値となる第２のＰＮ電圧補正係数ｋ２をＰＮ電圧補正係数ｋとして出力するようにした。
【００５９】
具体的には、予め設定したインバータ３の第１の直流電圧基準値V２を２８０Ｖ、第２の直流電圧基準値V３を２４０Ｖとし、例えば、直流電圧検出値V１が１２０Ｖであっても上昇時にはＰＮ電圧補正係数ｋを２（＝２４０／１２０）、下降時には２．３３（＝２８０／１２０）と導出、直流電圧検出値V１の上昇時におけるモータ４へ与える電圧を抑制気味にするようにした。
【００６０】
図６は、モータ駆動用インバータ制御装置において第２のＰＮ電圧補正手段１９を設けずに、一様の演算式に基づいてＰＮ電圧補正係数ｋを導出したときのモータ駆動用インバータ制御装置の動作結果であり、図７は、モータ駆動用インバータ制御装置において本発明の第１の実施の形態の通り、直流電圧検出値V１の上昇時、下降時によってＰＮ電圧補
正係数ｋを使い分けたときの動作結果である。
【００６１】
本発明におけるコンデンサ１２は、極めて容量の小さいものを用いているため交流電源電圧のゼロクロス付近におけインバータ３の直流電圧値は大きく落ち込み、交流電源周期の２倍の周波数のリップルが生じている。
【００６２】
図６のモータ電流波形では特にインバータ３の直流電圧値が上昇中である円で囲んだ部分などにおいて尖鋭的な電流が流れる結果となっているが、図７の同様な箇所についてはモータ４へ与える電圧を抑制する演算が行われており、モータ電流波形のピークが抑えられているのが分かる。
【００６３】
モータ電流のピークが抑えられることによって、過電流保護停止動作に至らない運転領域が拡大できるとともに、インバータの電流容量を下げることができればより安価なシステム構築が可能となる。
【００６４】
また、本発明のモータ駆動用インバータ制御装置では、小容量コンデンサを用いているため、図６や図７のようにインバータ直流電圧は交流電源周波数ｆの２倍の周波数で大きく脈動する。そのため、外部から与えられるモータの速度指令ｅから求まるインバータ運転周波数ｆ１が交流電源周波数ｆの偶数倍となる周波数では、インバータ直流電圧が脈動する周波数（交流電源周波数ｆの２倍の周波数）と同期し共振現象が生じてしまう。
【００６５】
図８はインバータ運転周波数ｆ１が交流電源周波数ｆの２倍となる場合の動作結果で、インバータ直流電圧が脈動する周波数と同期して共振現象が生じ、モータ電流においては負の直流成分が重畳されていることがわかる。
【００６６】
そのため、モータにはブレーキトルクが発生し、出力トルクの減少やモータ損失が増加するといった悪影響が生じてしまう。なお、このときの諸元としては、小容量リアクタのインダクタンス値は０．５ｍＨ、小容量コンデンサの容量は１０μＦ、交流電源は２２０Ｖ（５０Ｈｚ）、インバータ運転周波数は１００Ｈｚ（ここではモータの極数は２極のため、インバータ運転周波数とモータ速度指令値は等しい）、インバータキャリア周波数は５ｋＨｚである。
【００６７】
そこで、インバータ運転周波数ｆ１の設定において、インバータ運転周波数ｆ１が式（８）となるような場合で定常的に固定されるのを回避する必要がある。
【００６８】
【数８】
2005312202.tif 000010
【００６９】
ここで、ｎは整数、Qは予め設定された周波数幅であり、周波数幅Qに関しては基本的には上述の共振現象の影響が少なくなるように設定しておく。また、インバータ運転周波数ｆ１が式（８）で求められる共振周波数を越える場合には、加速あるいは減速といった過渡状態で一気にインバータ運転周波数ｆ１を変更させ、共振周波数で固定することを回避する。なお、周波数幅Qは必ずしも設定する必要はなく、運転状況（軽負荷時など）によっては設定しなくとも良い（この場合はQ＝０とすれば良い）。
【００７０】
以上により、インバータ周波数と交流電源周波数との共振現象を回避することでモータの不安定動作を防止し、安定した駆動を実現することが可能となる。
【００７１】
また、本発明に係る小容量コンデンサおよび小容量リアクタの仕様決定に関する具体的な方法について以下に説明する。
【００７２】
本発明のモータ駆動用インバータ制御装置では、交流電源電流の高調波成分を抑制してＩＥＣ規格をクリアするために、小容量コンデンサと小容量リアクタとの共振周波数ｆLC（ＬＣ共振周波数）を交流電源周波数ｆの４０倍よりも大きくなるように小容量コンデンサと小容量リアクタの組み合わせを決定する。
【００７３】
ここで、小容量コンデンサの容量をＣ［Ｆ］、小容量リアクタのインダクタンス値をＬ［Ｈ］とすると、ＬＣ共振周波数ｆLCは式（９）のように表される。
【００７４】
【数９】
2005312202.tif 000011
【００７５】
即ち、fLC＞４０ｆを満たすように小容量コンデンサと小容量リアクタの組み合わせを決定するものである。（ＩＥＣ規格では交流電源電流の高調波成分において第４０次高調波まで規定されているため）
以上により、小容量コンデンサおよび小容量リアクタの組み合わせを決定することで、交流電源電流の高調波成分を抑制して、ＩＥＣ規格をクリアすることが可能となる。
【００７６】
なお、本発明は、インバータ回路を使用してモータを駆動するモータ駆動用インバータ制御装置に適用できる。例えば、インバータ回路を搭載した空気調和機、冷蔵庫、電気洗濯機、電気乾燥機、電気掃除機、送風機、ヒートポンプ給湯器等である。いずれの製品についても、モータ駆動用インバータ装置を小型化、軽量化することで、製品の設計の自由度が向上し、安価な製品を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明にかかるモータ駆動用インバータ制御装置は、小容量リアクタおよび小容量コンデンサを用いることで小型・軽量・低コストなシステムを構築できるため、空気調和機における圧縮機駆動モータなどのようにパルスジェネレータ等の速度センサを使用することができない場合に限らず、サーボドライブなどのように速度センサを具備することができる場合においても本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第1の実施の形態を示すモータ駆動用インバータ制御装置のシステム構成図
【図２】同第１のＰＮ電圧補正係数の導出方法を示す図
【図３】同第２のＰＮ電圧補正係数の導出方法を示す図
【図４】同モータ制御用ＰＷＭタイマの動作を示す図
【図５】同キャリア周期毎に検出される直流電圧値を示す図
【図６】同第１の動作結果を示す図
【図７】同第２の動作結果を示す図
【図８】同モータ駆動用インバータ制御装置の第１の動作結果を示す図
【図９】一般的なモータ駆動用インバータ制御装置のシステム構成図
【図１０】図９のモータ駆動用インバータ装置における交流電源電流の高調波成分と交流電源周波数に対する次数との関係を示した線図
【図１１】装置の大型化を抑制したままで高調波成分の低減と高力率化を達成することのできる従来の直流電源装置の回路図
【符号の説明】
【００７９】
１  交流電源
２  整流回路
３  インバータ
４  モータ
１１  小容量リアクタ
１２  小容量コンデンサ
１４  モータ電圧指令作成手段
１５  ＰＮ電圧検出手段
１６  第１のＰＮ電圧補正手段
１７  モータ電圧指令補正手段
１８  ＰＷＭ制御手段
１９  第２のＰＮ電圧補正手段
２０  ＰＮ電圧補正係数選択手段
【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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