(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧が供給される一対の入力端子（１１ａ，１１ｂ）と、
前記交流電圧を全波整流する全波整流回路（１１）と、
前記交流電圧を倍電圧整流する倍電圧整流回路（１１）と、
前記全波整流回路及び倍電圧整流回路のいずれか一方からの出力をある電圧（Ｖａ）に変換し、前記電圧をモータ（１３）に供給するインバータ（１２）と、
前記入力端子と前記インバータとの間で前記全波整流回路及び前記倍電圧整流回路のいずれを接続するかを選択可能なスイッチ（Ｓ）と
を備え、前記モータに対して弱め磁束制御が実行可能な電力変換器（１）を、制御する方法であって、
前記電圧が増大して所定値に至る迄は、前記弱め磁束制御を実行せずに前記スイッチに前記全波整流回路を選択させ、
前記電圧が前記所定値に至った後は、前記スイッチに前記全波整流回路を選択させつつ前記電力変換器に前記モータに対して弱め磁束制御をさせ、その後前記スイッチに前記倍電圧整流回路を選択させ、
前記モータ（１３）に流れる電流のｑ軸からの位相のずれである電流位相（β）を制御して前記弱め磁束制御を行い、
前記弱め磁束制御を実行した後、前記電流位相（β）を小さくしてから前記スイッチ（Ｓ）に前記倍電圧整流回路を選択させる、電力変換器の制御方法。
【請求項２】
交流電圧が供給される一対の入力端子（１１ａ，１１ｂ）と、
前記交流電圧を全波整流する全波整流回路（１１）と、
前記交流電圧を倍電圧整流する倍電圧整流回路（１１）と、
前記全波整流回路及び倍電圧整流回路のいずれか一方からの出力をある電圧（Ｖａ）に変換し、前記電圧をモータ（１３）に供給するインバータ（１２）と、
前記入力端子と前記インバータとの間で前記全波整流回路及び前記倍電圧整流回路のいずれを接続するかを選択可能なスイッチ（Ｓ）と
を備え、前記モータに対して弱め磁束制御が実行可能な電力変換器（１）を、制御する方法であって、
前記電圧が増大して所定値に至る迄は、前記弱め磁束制御を実行せずに前記スイッチに前記全波整流回路を選択させ、
前記電圧が前記所定値に至った後は、前記スイッチに前記全波整流回路を選択させつつ前記電力変換器に前記モータに対して弱め磁束制御をさせ、その後前記スイッチに前記倍電圧整流回路を選択させ、
前記弱め磁束制御の実行時に得られる前記モータ（１３）及びインバータ（１２）の効率（η）が低下して、前記倍電圧整流回路の選択時に得られる前記効率（η０）とほぼ等しくなった後で、前記スイッチ（Ｓ）に前記倍電圧整流回路を選択させ、
前記モータ（１３）に流れる電流のｑ軸からの位相のずれである電流位相（β）を制御して前記弱め磁束制御を行い、
前記弱め磁束制御の実行時の前記効率は、前記電流位相にのみ、または前記電流位相と前記モータの回転速度（ω）とに基づいて求められ、
前記弱め磁束制御を実行した後、前記電流位相（β）を小さくしてから前記スイッチ（Ｓ）に前記倍電圧整流回路を選択させる、電力変換器の制御方法。
【請求項３】
前記モータ（１３）の回転速度を所定値まで低下させる制御に並行して、または当該制御を行った後で、前記電流位相（β）を小さくする、請求項１又は請求項２に記載の電力変換器の制御方法。
【請求項４】
前記スイッチ（Ｓ）に前記倍電圧整流回路を選択させた後も前記回転速度を前記所定値のまま維持し、その後前記回転速度を上昇させる、請求項３記載の電力変換器の制御方法。
【請求項５】
交流電圧が供給される一対の入力端子（１１ａ，１１ｂ）と、
前記交流電圧を全波整流する全波整流回路（１１）と、
前記交流電圧を倍電圧整流する倍電圧整流回路（１１）と、
前記全波整流回路及び倍電圧整流回路のいずれか一方からの出力をある電圧に変換し、前記電圧をモータ（１３）に供給するインバータ（１２）と、
前記入力端子と前記インバータとの間で前記全波整流回路及び前記倍電圧整流回路のいずれを接続するかを選択可能なスイッチ（Ｓ）と、
を備え、前記モータに対して弱め磁束制御が実行可能な電力変換器（１）を、制御する方法であって、
前記モータ及び前記インバータの効率（η）が低下して、前記電圧が同じ場合の前記効率が前記倍電圧整流回路の選択時よりも前記全波整流回路の選択時（η１）の方が小さい間は、前記スイッチに前記倍電圧整流回路を選択させ、
前記効率が更に低下して、前記電圧が同じ場合の前記効率が前記倍電圧整流回路の選択時よりも前記全波整流回路の選択時の方が大きくなった後に、前記スイッチに前記全波整流回路を選択させつつ前記電力変換器に前記モータに対して前記弱め磁束制御を実行し、
前記効率が低下して、前記電圧が同じ場合の前記効率が前記倍電圧整流回路の選択時と前記全波整流回路の選択時とでほぼ等しくなった時またはそれ以降に、前記モータの回転速度を所定値まで低下させてから、前記スイッチに前記全波整流回路を選択させ、
その後、前記回転速度を前記所定値のまま所定の期間だけ維持してから、前記回転速度を上昇させる、電力変換器の制御方法。
【請求項６】
交流電圧が供給される一対の入力端子（１１ａ，１１ｂ）と、
前記交流電圧を全波整流する全波整流回路（１１）と、
前記交流電圧を倍電圧整流する倍電圧整流回路（１１）と、
前記全波整流回路及び倍電圧整流回路のいずれか一方からの出力をある電圧に変換し、前記電圧をモータ（１３）に供給するインバータ（１２）と、
前記入力端子と前記インバータとの間で前記全波整流回路及び前記倍電圧整流回路のいずれを接続するかを選択可能なスイッチ（Ｓ）と、
を備え、前記モータに対して弱め磁束制御が実行可能な電力変換器（１）を、制御する方法であって、
前記モータ及び前記インバータの効率（η）が低下して、前記電圧が同じ場合の前記効率が前記倍電圧整流回路の選択時よりも前記全波整流回路の選択時（η１）の方が小さい間は、前記スイッチに前記倍電圧整流回路を選択させ、
前記効率が更に低下して、前記電圧が同じ場合の前記効率が前記倍電圧整流回路の選択時よりも前記全波整流回路の選択時の方が大きくなった後に、前記スイッチに前記全波整流回路を選択させつつ前記電力変換器に前記モータに対して前記弱め磁束制御を実行し、
前記モータ（１３）に流れる電流のｑ軸からの位相のずれである電流位相（β）を制御して前記弱め磁束制御を行い、
前記弱め磁束制御の実行時の前記効率は、前記電流位相にのみ、または前記電流位相と前記モータの回転速度（ω）とに基づいて求められ、
前記効率が低下して、前記電圧が同じ場合の前記効率が前記倍電圧整流回路の選択時と前記全波整流回路の選択時とでほぼ等しくなった時またはそれ以降に、前記モータの回転速度を所定値まで低下させてから、前記スイッチに前記全波整流回路を選択させ、
その後、前記回転速度を前記所定値のまま所定の期間だけ維持してから、前記回転速度を上昇させる、電力変換器の制御方法。
【請求項７】
前記モータ（１３）はロータコアを有するＰＭ（Permanent Magnet）モータであって、
前記ロータコアは逆突極性を有する、請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の電力変換器の制御方法。
【請求項８】
前記ロータコアについてｑ軸インダクタンスがｄ軸インダクタンスより大きい、請求項７記載の電力変換器の制御方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の電力変換器の制御方法を実行する、電力変換器の制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御装置（２）と、
電力変換器（１）と
を備え、
前記電力変換器は、前記モータに対して弱め磁束制御が実行可能であって、
交流電圧が供給される一対の入力端子（１１ａ，１１ｂ）と、
前記交流電圧を全波整流する全波整流回路（１１）と、
前記交流電圧を倍電圧整流する倍電圧整流回路（１１）と、
前記全波整流回路及び倍電圧整流回路のいずれか一方からの出力をある電圧に変換し、前記電圧をモータ（１３）に供給するインバータ（１２）と、
前記入力端子と前記インバータとの間で前記全波整流回路及び前記倍電圧整流回路のいずれを接続するかを選択可能なスイッチ（Ｓ）と
を有する、モータの制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のモータの制御装置と、
前記制御装置で制御される前記モータ（１３）と
を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力変換器の制御に関し、特に二種の整流回路を切り換えるスイッチの切換えに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換器は、入力された電圧を整流するコンバータと、整流された電圧をある電圧に変換するインバータとを備える。そして、インバータから出力された電圧をモータに供給することで、モータを駆動することができる。
【０００３】
コンバータは、倍電圧整流回路と、全波整流回路とを有し、これらのいずれか一方がスイッチによって切換え可能に選択される。つまり、選択された一方がインバータに接続される。
【０００４】
かかる制御は、例えば後掲の特許文献１に開示されている。特許文献１では、当該制御により、低速時のモータ効率の向上を図っている。
【０００５】
特許文献１の電力変換器は、モータの回転速度が所定値よりも小さい場合に全波整流回路を、所定値よりも大きい場合に倍電圧整流回路を、それぞれ選択している。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１１２５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、回転速度にのみ従って全波整流回路と倍電圧整流回路との切換えを行う場合には、次のような問題がある。つまり、負荷が大きくなると全波整流回路の選択時の最大回転速度は小さくなる。このため、切換えの基準となる回転速度の所定値は、想定される最大負荷時での最大回転速度以下に設定しなければならない。よって、全波整流回路の選択時において低負荷の場合には、回転速度が最大回転速度に至っていない場合であっても、全波整流回路から倍電圧整流回路への切換えが実行され、以って効率を高めることが困難であった。
【０００８】
また、回転速度が最大回転速度に至る前に、全波整流回路から倍電圧整流回路へとスイッチが切り換えられるので、スイッチの切換え回数が増加していた。スイッチの切換え回数が増加すると、スイッチの磨耗しやすくなり、以ってスイッチの寿命が短くなる可能性があった。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、スイッチの寿命を延ばすことが目的とされる。その他の目的として、効率を向上することが挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の請求項１にかかる電力変換器の制御方法及び請求項２にかかる電力変換器の制御方法は、交流電圧が供給される一対の入力端子（１１ａ，１１ｂ）と、前記交流電圧を全波整流する全波整流回路（１１）と、前記交流電圧を倍電圧整流する倍電圧整流回路（１１）と、前記全波整流回路及び倍電圧整流回路のいずれか一方からの出力をある電圧（Ｖａ）に変換し、前記電圧をモータ（１３）に供給するインバータ（１２）と、前記入力端子と前記インバータとの間で前記全波整流回路及び前記倍電圧整流回路のいずれを接続するかを選択可能なスイッチ（Ｓ）とを備え、前記モータに対して弱め磁束制御が実行可能な電力変換器（１）を、制御する方法であって、前記電圧が増大して所定値に至る迄は、前記弱め磁束制御を実行せずに前記スイッチに前記全波整流回路を選択させ、前記電圧が前記所定値に至った後は、前記スイッチに前記全波整流回路を選択させつつ前記電力変換器に前記モータに対して弱め磁束制御をさせ、その後前記スイッチに前記倍電圧整流回路を選択させる。
【００１１】
この発明の請求項１にかかる電力変換器の制御方法は、前記モータ（１３）に流れる電流のｑ軸からの位相のずれである電流位相（β）を制御して前記弱め磁束制御を行う。
そして前記弱め磁束制御を実行した後、前記電流位相（β）を小さくしてから前記スイッチ（Ｓ）に前記倍電圧整流回路を選択させる。
【００１２】
この発明の請求項２にかかる電力変換器の制御方法は、前記弱め磁束制御の実行時に得られる前記モータ（１３）及びインバータ（１２）の効率（η）が低下して、前記倍電圧整流回路の選択時に得られる前記効率（η０）とほぼ等しくなった後で、前記スイッチ（Ｓ）に前記倍電圧整流回路を選択させる。
【００１３】
そして、前記モータ（１３）に流れる電流のｑ軸からの位相のずれである電流位相（β）を制御して前記弱め磁束制御を行い、前記弱め磁束制御の実行時の前記効率は、前記電流位相にのみ、または前記電流位相と前記モータの回転速度（ω）とに基づいて求められる。
【００１４】
そして、前記弱め磁束制御を実行した後、前記電流位相（β）を小さくしてから前記スイッチ（Ｓ）に前記倍電圧整流回路を選択させる。
【００１５】
この発明の請求項３にかかる電力変換器の制御方法は、請求項１又は２記載の電力変換器の制御方法であって、前記モータ（１３）の回転速度を所定値まで低下させる制御に並行して、または当該制御を行った後で、前記電流位相（β）を小さくする。
【００１６】
この発明の請求項４にかかる電力変換器の制御方法は、請求項３記載の電力変換器の制御方法であって、前記スイッチ（Ｓ）に前記倍電圧整流回路を選択させた後も前記回転速度を前記所定値のまま維持し、その後前記回転速度を上昇させる。
【００１７】
この発明の請求項５にかかる電力変換器の制御方法及び請求項６にかかる電力変換器の制御方法は、交流電圧が供給される一対の入力端子（１１ａ，１１ｂ）と、前記交流電圧を全波整流する全波整流回路（１１）と、前記交流電圧を倍電圧整流する倍電圧整流回路（１１）と、前記全波整流回路及び倍電圧整流回路のいずれか一方からの出力をある電圧に変換し、前記電圧をモータ（１３）に供給するインバータ（１２）と、前記入力端子と前記インバータとの間で前記全波整流回路及び前記倍電圧整流回路のいずれを接続するかを選択可能なスイッチ（Ｓ）と、を備え、前記モータに対して弱め磁束制御が実行可能な電力変換器（１）を、制御する方法であって、前記モータ及び前記インバータの効率（η）が低下して、前記電圧が同じ場合の前記効率が前記倍電圧整流回路の選択時よりも前記全波整流回路の選択時（η１）の方が小さい間は、前記スイッチに前記倍電圧整流回路を選択させ、前記効率が更に低下して、前記電圧が同じ場合の前記効率が前記倍電圧整流回路の選択時よりも前記全波整流回路の選択時の方が大きくなった後に、前記スイッチに前記全波整流回路を選択させつつ前記電力変換器に前記モータに対して前記弱め磁束制御を実行する。
この発明の請求項５にかかる電力変換器の制御方法は、前記効率が低下して、前記電圧が同じ場合の前記効率が前記倍電圧整流回路の選択時と前記全波整流回路の選択時とでほぼ等しくなった時またはそれ以降に、前記モータの回転速度を所定値まで低下させてから、前記スイッチに前記全波整流回路を選択させ、その後、前記回転速度を前記所定値のまま所定の期間だけ維持してから、低下させる直前の前記回転速度まで上昇させる。
【００１８】
この発明の請求項６にかかる電力変換器の制御方法は、前記モータ（１３）に流れる電流のｑ軸からの位相のずれである電流位相（β）を制御して前記弱め磁束制御を行い、前記弱め磁束制御の実行時の前記効率は、前記電流位相にのみ、または前記電流位相と前記モータの回転速度（ω）とに基づいて求められる。
【００１９】
そして、前記効率が低下して、前記電圧が同じ場合の前記効率が前記倍電圧整流回路の選択時と前記全波整流回路の選択時とでほぼ等しくなった時またはそれ以降に、前記モータの回転速度を所定値まで低下させてから、前記スイッチに前記全波整流回路を選択させ、その後、前記回転速度を前記所定値のまま所定の期間だけ維持してから、低下させる直前の前記回転速度まで上昇させる。
【００２０】
この発明の請求項７にかかる電力変換器の制御方法は、請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の電力変換器の制御方法であって、前記モータ（１３）はロータコアを有するＰＭ（Permanent Magnet）モータであって、前記ロータコアは逆突極性を有する。
【００２１】
この発明の請求項８にかかる電力変換器の制御方法は、請求項７記載の電力変換器の制御方法であって、前記ロータコアについてｑ軸インダクタンスがｄ軸インダクタンスより大きい。
【００２２】
この発明の請求項９にかかる電力変換器の制御装置は、請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の電力変換器の制御方法を実行する。
【００２３】
この発明の請求項１０にかかるモータの制御装置は、請求項９に記載の制御装置（２）と、電力変換器（１）とを備え、前記電力変換器は、前記モータに対して弱め磁束制御が実行可能であって、交流電圧が供給される一対の入力端子（１１ａ，１１ｂ）と、前記交流電圧を全波整流する全波整流回路（１１）と、前記交流電圧を倍電圧整流する倍電圧整流回路（１１）と、前記全波整流回路及び倍電圧整流回路のいずれか一方からの出力をある電圧に変換し、前記電圧をモータ（１３）に供給するインバータ（１２）と、前記入力端子と前記インバータとの間で前記全波整流回路及び前記倍電圧整流回路のいずれを接続するかを選択可能なスイッチ（Ｓ）とを有する。
【００２４】
この発明の請求項１１にかかるシステムは、請求項１０に記載のモータの制御装置と、前記制御装置で制御される前記モータ（１３）とを備える。
【発明の効果】
【００２５】
この発明の請求項１又は請求項２にかかる電力変換器の制御方法によれば、電圧が所定値に達した場合であっても、全波整流回路を選択したまま弱め磁束制御を行うので、全波整流回路の選択時に制御できるモータの回転速度の上限値を大きくすることができる。よって、スイッチの切換えの回数が低減でき、以ってスイッチの寿命が延びる。しかも、弱め磁束制御を行った後、倍電圧整流回路に切り換えるので、モータに供給する電圧を高めることができる。
【００２６】
この発明の請求項１にかかる電力変換器の制御方法によれば、弱め磁束制御を精度良く実行することができる。
【００２７】
この発明の請求項２にかかる電力変換器の制御方法によれば、効率を高めることができる。
【００２８】
この発明の請求項２にかかる電力変換器の制御方法によれば、電流位相に基づいて効率を求めることで、効率の精度が良好である。また、電流位相と回転速度とに基づいて効率を求めることで、効率の精度がさらに高まる。しかも、求められた効率に基づいてスイッチの切換えを行うことで、モータの効率が高まる。
【００２９】
この発明の請求項１又は請求項２にかかる電力変換器の制御方法によれば、スイッチの切換え時の制御を安定して行うことができる。
【００３０】
この発明の請求項３にかかる電力変換器の制御方法によれば、回転速度を所定値まで低下させることで逆起電力を小さくすることができる。よって、電流位相を小さくできる。
【００３１】
この発明の請求項４にかかる電力変換器の制御方法によれば、スイッチの切換え直後の制御を安定して行うことができる。
【００３２】
この発明の請求項５または請求項６にかかる電力変換器の制御方法によれば、倍電圧整流回路で制御した場合よりも、全波整流回路の制御と弱め磁束制御とを並行して行った方が、効率を高めることができる。
【００３３】
この発明の請求項６にかかる電力変換器の制御方法によれば、電流位相に基づいて効率を求めることで、効率の精度が良好である。また、電流位相と回転速度とに基づいて効率を高めることで、効率の精度がさらに高まる。しかも、求められた効率に基づいてスイッチの切換えを行うことで、モータの効率が高まる。
【００３４】
この発明の請求項５にかかる電力変換器の制御方法又は請求項６にかかる電力変換器の制御方法によれば、倍電圧整流回路から全波整流回路への接続の切換え時及びその直後において、制御を安定して行うことができる。
【００３５】
この発明の請求項７または請求項８にかかる電力変換器の制御方法によれば、モータ及びインバータの効率が高まる。
【００３６】
この発明の請求項９にかかる電力変換器の制御装置、請求項１０にかかるモータの制御装置、もしくは請求項１１にかかるシステムによれば、請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の制御方法を実行できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、本発明にかかるシステムを概念的に示す。当該システムは、電力変換装置及びモータ１３を備える。電力変換装置は、電力変換器１及び制御装置２を備える。モータ１３には、電力変換器１の出力が供給される。なお、図１では、電力変換器１に交流電圧Ｖｃを供給する電源も示されている。
【００３８】
電力変換器１は、入力端子１１ａ，１１ｂ、コンバータ１１、インバータ１２及びスイッチＳを備え、モータ１３に対して弱め磁束制御が実行可能である。
【００３９】
入力端子１１ａ，１１ｂは、その間に交流電圧Ｖｃが印加され、交流電圧Ｖｃをコンバータ１１に供給する。
【００４０】
コンバータ１１は、全波整流回路と倍電圧整流回路とを有し、入力端子１１ａ，１１ｂとインバータ１２との間に接続される。全波整流回路は交流電圧Ｖｃを全波整流し、倍電圧整流回路は交流電圧Ｖｃを倍電圧整流する。
【００４１】
スイッチＳは、全波整流回路及び倍電圧整流回路のいずれを入力端子１１ａ，１１ｂとインバータ１２との間に接続するかを選択することができる。スイッチＳには、例えばラッチリレーを採用することが望ましい。なぜなら、スイッチＳで消費される電力が小さくなるからである。また、比較的寿命の短いラッチリレーであっても良い。
【００４２】
コンバータ１１及びスイッチＳの具体的な構成について以下に説明する。
【００４３】
コンバータ１１は、ブリッジダイオード１１１とコンデンサＣ１，Ｃ２とを有する。
【００４４】
ブリッジダイオード１１１はダイオードＤ１〜Ｄ４を有する。ダイオードＤ１のカソード及びダイオードＤ２のアノードは各々、入力端子１１ａに接続される。ダイオードＤ３については、カソードが入力端子１１ｂに、アノードがダイオードＤ１のアノードに、それぞれ接続される。ダイオードＤ４については、アノードが入力端子１１ｂに、カソードがダイオードＤ２のカソードに、それぞれ接続される。
【００４５】
コンデンサＣ１，Ｃ２は、ダイオードＤ１のアノードとダイオードＤ２のカソードとの間で直列に接続される。
【００４６】
スイッチＳは、コンデンサＣ１，Ｃ２が相互に接続される位置ｒ１と、入力端子１１ｂとの間に接続される。
【００４７】
そして、スイッチＳをオンに制御することで、位置ｒ１と入力端子１１ｂとの間が短絡するので、コンバータ１１は全波整流回路として機能する。他方、スイッチＳをオフに制御することで、位置ｒ１と入力端子１１ｂとの間が開放されるので、コンバータ１１は倍電圧整流回路として機能する。つまり、スイッチＳの切換えによって倍電圧整流回路への接続と全波整流回路への接続とを相互に切り換えることができる。なお、スイッチＳの制御は、後述するように制御装置２によって行われる。
【００４８】
インバータ１２には、コンバータ１１の出力が供給される。インバータ１２は、当該出力を交流電圧に変換し、当該交流電圧をモータ１３に供給する。図１では、インバータ１２がコンバータ１１の出力を３相交流電圧に変換し、これをモータ１３に供給する場合が示されている。
【００４９】
制御装置２は、スイッチ切換部２１及び電流位相制御部２２を有する。スイッチ切換部２１は、スイッチＳのオン／オフを制御する。
【００５０】
電流位相制御部２２は、電力変換器１に対してモータ１３に弱め磁束制御を実行させる。具体的には、モータ１３に流れる電流のｑ軸からの位相のずれである電流位相βを、０°〜９０°の間で変化させる。かかる制御によれば、弱め磁束制御を精度良く実行することができる。
【００５１】
以下では、制御装置２による電力変換器の制御について説明する。
【００５２】
第１の実施の形態．
図２には、（ａ）電流位相β、（ｂ）モータ１３の回転速度ω、（ｃ）インバータ１２に入力する直流電圧Ｖｄ、（ｄ）モータ１３及びインバータ１２の効率η、（ｅ）スイッチＳの切換え及び（ｆ）インバータ１２から出力される電圧Ｖａがそれぞれ示されている。
【００５３】
回転速度ωが小さいある時刻ｔ０で（同図（ｂ））、スイッチ切換部２１によってスイッチＳがオンに制御されている（同図（ｅ））。つまり、コンバータ１１において全波整流回路が選択されている（同図（ｃ））。
【００５４】
そして、時刻ｔ０から回転速度ωを上昇させる制御が実行される。このとき、電流位相制御部２２によって、電流位相βは０°に制御される（同図（ａ））。つまり、電力変換器１は、モータ１３に対して弱め磁束制御を実行しない。
【００５５】
回転速度ωが上昇し、時刻ｔ１で、インバータ１２から出力される電圧Ｖａが、全波整流回路の選択時における電圧Ｖａの上限値Ｖａ０に至っている（同図（ｆ））。このときの回転速度が、図２（ｂ）では符号ω１で表されている。
【００５６】
電圧Ｖａが上限値Ｖａ０に至った後は、スイッチ切換部２１によってスイッチＳがオンに制御されたまま（同図（ｅ））、電流位相制御部２２によって電流位相βが高められる（同図（ａ））。つまり、電力変換器１は、コンバータ１１において全波整流回路を選択したまま、モータ１３に対して弱め磁束制御を実行する。弱め磁束制御を実行することで、電圧Ｖａを上限値Ｖａ０に維持したまま回転速度ωを回転速度ω１から更に上昇させることができる（同図（ｆ）、（ｂ））。ただし、効率ηは、電流位相βの増大に伴い、減少する（同図（ｄ））。図２（ｂ）では、回転速度ωを回転速度ω２まで上昇させた場合が示されている。
【００５７】
その後時刻ｔ３で、スイッチ切換部２１によってスイッチＳがオンからオフに切り換えられる（同図（ｅ））。つまり、コンバータ１１において倍電圧整流回路が選択される（同図（ｃ））。
【００５８】
本実施の形態にかかる制御によれば、電圧Ｖａが上限値Ｖａ０に達した場合であっても、全波整流回路を選択したまま弱め磁束制御を行うので、全波整流回路の選択時に制御できるモータ１３の回転速度ωの上限値を回転速度ω１まで大きくすることができる。そうすると、回転速度ω１を超えてモータ１３を駆動する場合であっても、回転速度ω２までであればスイッチＳを切り換えなくて良い。よって、スイッチＳの切換え回数が低減でき、以ってスイッチＳの寿命が延びる。しかも、弱め磁束制御を行った後、倍電圧整流回路に切り換えるので、モータ１３に供給できる電圧Ｖａを高めることができる。
【００５９】
全波整流回路を選択しつつ弱め磁束制御を実行した場合には、回転速度ωが上昇すると電流位相βが増加するため効率ηが低下する。他方、倍電圧整流回路を選択した場合には、回転速度ωが低下すると電圧利用率が低下するので、効率ηが低下する。よって、効率ηを高めるという観点からは、全波整流回路を選択しつつ弱め磁束制御を実行した場合の効率ηと、倍電圧整流回路を選択した場合の効率ηとがほぼ等しくなる回転速度ω２（効率η０）で、全波整流回路から倍電圧整流回路へとスイッチＳを切り換えることが望ましい。
【００６０】
全波整流回路を選択しつつ弱め磁束制御を実行した場合の効率ηは、例えば電流位相βと回転速度ωに基づいて求めることができる。電流位相βのみを用いて効率ηを求めても良い。
【００６１】
本実施の形態では、スイッチＳを切り換える時刻ｔ３の前に、弱め磁束制御を実行して回転速度ω２に達した時刻ｔ２で、電流位相βが０°に制御されている。つまり、電力変換器１は、モータ１３に対して実行していた弱め磁束制御を停止している。かかる制御によれば、時刻ｔ３でスイッチＳを切り換えた時に、倍電圧整流回路での制御を安定して行うことができる。なお、倍電圧整流回路での制御を安定して行うことができれば、電流位相βを０°まで低下させなくても良い。
【００６２】
また、時刻ｔ２では、弱め磁束制御の停止に並行して、回転速度ωが回転速度ω３まで低下されている。かかる制御によれば、回転速度ωを低下することで逆起電力を小さくすることができる。よって、電流位相βを小さくすることができる。また回転速度ωを低下することに代えて、負荷を小さくすることで、逆起電力を小さくしても良い。本実施の形態では、時刻ｔ２で弱め磁束制御の停止と回転速度ωの低下とを並行して行っているが、例えば回転速度ωを低下させてから、電流位相βを低下させても良い。
【００６３】
スイッチＳを切り換えた後（時刻ｔ３後）の時刻ｔ４で、回転速度ωを回転速度ω２まで上昇させる。そして、本実施の形態では、時刻ｔ３と時刻ｔ４との間では回転速度ωが回転速度ω３のまま維持されている。かかる制御によれば、スイッチＳの切換え直後の制御を安定して行うことができる。
【００６４】
第２の実施の形態．
図３には、（ａ）電流位相β、（ｂ）モータ１３の回転速度ω、（ｃ）インバータ１２に入力する直流電圧Ｖｄ、（ｄ）モータ１３及びインバータ１２の効率η及び（ｅ）スイッチＳの切換えがそれぞれ示されている。
【００６５】
回転速度ωが大きいある時刻ｔ５で（同図（ｂ））、スイッチ切換部２１によってスイッチＳがオフに制御されている（同図（ｅ））。つまり、コンバータ１１において倍電圧整流回路が選択されている（同図（ｃ））。そして、時刻ｔ５から回転速度ωを低下させる制御が実行される。
【００６６】
その後、回転速度ωが低下して、インバータ１２の出力電圧が同じ場合に倍電圧整流回路を選択した場合の効率ηと、全波整流回路を選択しつつ弱め磁束制御を実行した場合の効率ηとがほぼ等しくなる回転速度ω４（効率η１）で、倍電圧整流回路から全波整流回路へとスイッチＳを切り換える（時刻ｔ７）。なお、全波整流回路を選択しつつ弱め磁束制御を実行した場合の効率ηは、例えば電流位相βと回転速度ωに基づいて求めることができる。電流位相βのみを用いて効率ηを求めても良い。
【００６７】
スイッチＳを切り換えた後は、スイッチ切換部２１によってスイッチＳがオンに制御されたまま（同図（ｅ））、電流位相制御部２２によって電流位相βが高められる（同図（ａ））。つまり、電力変換器１は、コンバータ１１において全波整流回路を選択したまま、モータ１３に対して弱め磁束制御を実行する。
【００６８】
その後、弱め磁束制御を実行しなくても全波整流回路のみで駆動できる回転速度ω１まで回転速度ωが低下すれば（時刻ｔ９）、全波整流回路のみでモータ１３を駆動する。つまり、全波整流回路を選択したまま（同図（ｃ））、それまで実行していた弱め磁束制御を停止する（同図（ａ））。
【００６９】
本実施の形態にかかる制御によれば、全波整流回路のみでの制御を行うまで（時刻ｔ９まで）倍電圧整流回路で制御する場合よりも、全波整流回路の制御と弱め磁束制御とを並行して行ってから全波整流回路のみでの制御を行った方が、効率ηを高めることができる。
【００７０】
本実施の形態では、インバータ１２の出力電圧が同じ場合に倍電圧整流回路を選択した場合の効率ηと、全波整流回路を選択しつつ弱め磁束制御を実行した場合の効率ηとがほぼ等しくなった時刻ｔ６で、回転速度ωを回転速度ω５まで低下させてから、時刻ｔ７でスイッチＳの切換えを行っている。そして、その後、回転速度ωを回転速度ω５のまま時刻ｔ８まで維持してから、回転速度ωを回転速度ω４まで上昇させている。かかる制御によれば、スイッチＳの切換え時及びその直後において、制御を安定して行うことができる。
【００７１】
実施の形態１及び２にかかる制御はいずれも、モータ１３がロータコアを有するＰＭ（Permanent Magnet）モータである場合に適用することが望ましい。特に、当該ロータコアが逆突極性を有する場合、例えばｑ軸インダクタンスがｄ軸インダクタンスより大きい場合に特に望ましく、モータ１３及びインバータ１２の効率を高めることができる。なお、逆突極性を有するＰＭモータの場合において、例えば最大トルク制御などを行う場合には、定常電流位相を０°でない所定値とすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明にかかるシステムを概念的に示す図である。
【図２】第１の実施の形態で説明される、電力変換器の制御を示す図である。
【図３】第２の実施の形態で説明される、電力変換器の制御を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  電力変換器
２  制御装置
１１  コンバータ
１１ａ，１１ｂ  入力端子
１２  インバータ
１３  モータ
Ｓ  スイッチ
Ｖａ  電圧
β  電流位相
η，η０，η１  効率
ω  回転速度
【図１】
0005168808.tif 000002
【図２】
0005168808.tif 000003
【図３】
0005168808.tif 000004