(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭ制御される複数のインバータを有する回転機制御装置であって、
前記インバータの入出力状態とキャリア周波数との関係を１つのＰＷＭパターンとし、
前記入出力状態の領域に応じて２つ以上の前記ＰＷＭパターンが組合された組合せパターンを有し、
前記インバータごとに異なる前記組合せパターンに従って前記ＰＷＭパターンを切り替えるＰＷＭパターン決定部を備えたことを特徴とする回転機制御装置。
【請求項２】
前記組合せパターンは、複数の前記インバータの間で特定のキャリア周波数の領域が重ならないことを特徴とする請求項１記載の回転機制御装置。
【請求項３】
前記入出力状態は、前記インバータの基本波周波数であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転機制御装置。
【請求項４】
前記入出力状態は、前記インバータの出力電流であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転機制御装置。
【請求項５】
前記組合せパターンとして組合される前記ＰＷＭパターンは、同期ＰＷＭと非同期ＰＷＭであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転機制御装置。
【請求項６】
前記組合せパターンとして組合される前記ＰＷＭパターンは、ランダムＰＷＭと非ランダムＰＷＭであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転機制御装置。
【請求項７】
前記ＰＷＭパターンが組合された前記組合せパターンは、ノイズを回避するキャリア周波数の領域が複数の前記インバータに共通に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
【請求項８】
前記ＰＷＭパターンが組合された前記組合せパターンは、前記インバータごとにノイズを回避するキャリア周波数の領域が設定されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、回転機制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のインバータを並列に動作させる場合、インバータの入出力状態とキャリア周波数の関係であるＰＷＭパターンは複数のインバータに共通とすることが一般的である。しかし、複数のインバータで動作するキャリア周波数が一致するとインバータ素子のスイッチングによって発生するノイズが重なり、騒音が大きくなるという課題がある。
【０００３】
上記課題の対策として、例えば下記の特許文献１のような技術が知られている。特許文献１では複数のインバータ間で特定の周波数幅を持ったキャリア周波数が互いに重ならないように設定することにより、インバータ素子のスイッチングによって発生する騒音を低減することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１３５６８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
キャリア周波数が高くなればＰＷＭ制御によるスイッチング損失が増加し、キャリア周波数が低くなれば電流リプルが悪化して、制御が不安定になるというＰＷＭ制御による回転機制御装置の問題がある。安定したＰＷＭ制御を行うため、ＰＷＭパターンの設定にはスイッチング損失および電流リプルを考慮する必要があり、インバータの基本周波数または出力電流に応じてスイッチング損失と電流リプルが大きくならないように適切な設定をする必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の回転機制御装置では、ノイズの低減のみに着目しており、高めのキャリア周波数を使用する電動機はスイッチング損失が常に悪化し、低めのキャリア周波数を使用する電動機では電流リプルが常に悪化してしまうという問題があった。
【０００７】
本願は、このような課題を踏まえて、複数のインバータを並列に動作させる場合において、スイッチング損失の低減と電流リプルの低減を考慮した安定なＰＷＭ制御を行いながらもノイズ低減を図ることが可能な回転機制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願に係わる回転機制御装置は、ＰＷＭ制御される複数のインバータを有する回転機制御装置であって、前記インバータの入出力状態とキャリア周波数との関係を１つのＰＷＭパターンとし、前記入出力状態の領域に応じて２つ以上の前記ＰＷＭパターンが組合された組合せパターンを有し、前記インバータごとに異なる前記組合せパターンに従って前記ＰＷＭパターンを切り替えるＰＷＭパターン決定部を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願の回転機制御装置によれば、インバータごとに２つ以上のＰＷＭパターンを設定できるので、入出力状態の領域に応じて適切なＰＷＭパターンに切り替えることにより安定したＰＷＭ制御ができる。また、インバータごとにＰＷＭパターンが組合された組合せパターンが異なるため、インバータ間のキャリア周波数の重なりによるノイズ低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係わる回転機制御装置を示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係わるインバータ制御部の処理回路を説明する図である。
【図３】実施の形態１に係わるインバータの基本波周波数によるＰＷＭパターンの設定例を示す図である。
【図４】実施の形態１に係わるインバータの出力電流によるＰＷＭパターンの設定例を示す図である。
【図５】実施の形態１に係わるインバータの基本波周波数によるＰＷＭパターンの設定例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係わるインバータのランダムＰＷＭを用いたＰＷＭパターンの設定例を示す図である。
【図７】実施の形態１に係わる複数のインバータ間のＰＷＭパターンの設定例を示す図である。
【図８Ａ】実施の形態１に係わるインバータのＰＷＭパターンによる動作を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】実施の形態１に係わるインバータのＰＷＭパターンによる動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１に係わる複数のインバータ間のＰＷＭパターンの設定例を示す図である。
【図１０】実施の形態１に係わるインバータのＰＷＭパターンによる動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態１に係わるインバータの基本波周波数によるＰＷＭパターンの設定例を示す図である。
【図１２】実施の形態１に係わる複数のインバータ間のＰＷＭパターンの設定例を示す図である。
【図１３】実施の形態１に係わる複数のインバータ間のＰＷＭパターンの設定例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１に係わるインバータと回転機について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係わる複数のインバータを含む回転機制御装置と、それによって駆動される複数の回転機との構成図である。以下の実施の形態の説明では、インバータとそれによって駆動される回転機がそれぞれ２台であることを例にとり説明を行う。
【００１２】
例えば、第一の回転機１ａは、ステータに複数相（本例では、３相）の巻線を有し、ロータに永久磁石を有した永久磁石式同期回転機であり、第二の回転機１ｂは、ステータに複数相（本例では、３相）の巻線を有し、ロータに永久磁石を有した永久磁石式同期回転機である。
【００１３】
回転機制御装置１００は、第一の回転機１ａの駆動用に、第一のインバータ２０ａと、第一のインバータ２０ａを制御する第一のインバータ制御部３０ａとを有している。また、回転機制御装置１００は、第二の回転機１ｂ駆動用に、第二のインバータ２０ｂと、第二のインバータ２０ｂを制御する第二のインバータ制御部３０ｂとを有している。
【００１４】
第一のインバータ２０ａは、直流電源の直流電力を交流電力に変換して、第一の回転機１ａの複数相の巻線に供給する電力変換装置であり、複数のスイッチング素子を有している。第二のインバータ２０ｂは、直流電源の直流電力を交流電力に変換して、第二の回転機１ｂの複数相の巻線に供給する電力変換装置であり、複数のスイッチング素子を有している。第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂのそれぞれは、各相の巻線に対応して、直流電源の正極側に接続される正極側のスイッチング素子と、直流電源の負極側に接続される負極側のスイッチング素子とが、直列に接続された直列回路を設けている。各直列回路のおける２つのスイッチング素子の接続点が、第一および第二の回転機１ａ、１ｂのそれぞれの対応する相の巻線に接続される。第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂのそれぞれは、各巻線に流れる出力電流を検出する電流センサを有している。検出された出力電流は、３相交流電流の実効値としてそれぞれ第一および第二のインバータ制御部３０ａ、３０ｂに入力される。
【００１５】
スイッチング素子は、ダイオードが逆並列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ダイオードが逆並列接続されたバイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等が用いられる。各スイッチング素子のゲート端子は、ゲート駆動回路等を介して、第一および第二のインバータ制御部３０ａ、３０ｂのそれぞれに設けられた第一および第二のＰＷＭ制御部３１ａおよび３１ｂに接続されている。このようにして、各スイッチング素子は、第一および第二のインバータ制御部３０ａ、３０ｂのそれぞれに設けられた第一および第二のＰＷＭ制御部３１ａおよび３１ｂによってオンまたはオフされる。
【００１６】
第一のインバータ制御部３０ａは第一のＰＷＭ制御部３１ａと、第一のＰＷＭパターン決定部３２ａと、を有している。第一のＰＷＭ制御部３１ａは、第一のインバータ制御部３０ａに指令値として与えられた基本波周波数により、基本波周波数の正弦波の位相を１２０度ずつずらした３相交流に展開した交流電圧パターンを生成する。これらの交流電圧各相の交流電圧パターンと、ＰＷＭパターン決定部から指示されたキャリア周波数により生成したキャリア波（例えば、三角波）とを比較し、比較結果に基づいて、スイッチング信号を生成する。第一のＰＷＭ制御部３１ａのキャリア周波数は、第一のインバータ制御部３０ａにセンシング情報として入力された入出力状態３３ａに基づいて、第一のＰＷＭパターン決定部３２ａにて決定される。詳細は後述する。
【００１７】
第二のインバータ制御部３０ｂは第二のＰＷＭ制御部３１ｂと、第二のＰＷＭパターン決定部３２ｂと、を有している。第二のＰＷＭ制御部３１ｂは、第二のインバータ制御部３０ｂに指令値として与えられた基本波周波数により、基本波周波数の正弦波の位相を１２０度ずつずらした３相交流に展開した交流電圧パターンを生成する。これらの交流電圧各相の交流電圧パターンと、ＰＷＭパターン決定部から指示されたキャリア周波数により生成したキャリア波（例えば、三角波）とを比較し、比較結果に基づいて、スイッチング信号を生成する。第二のＰＷＭ制御部３１ｂのキャリア周波数は、第二のインバータ制御部３０ｂにセンシング情報として入力された入出力状態３３ｂに基づいて、第二のＰＷＭパターン決定部３２ｂにて決定される。詳細は後述する。
【００１８】
第一のインバータ制御部３０ａおよび第二のインバータ制御部３０ｂは図２に示すようにプロセッサ２０１および記憶装置２０２を中核とする処理回路を備えており、各部の処理は、処理回路によって実現される。処理回路としてＡＳＩＣ（Application Specific integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、および各種の信号処理回路等が備えられてもよい。
【００１９】
第一のインバータ制御部３０ａは、第一のインバータ２０ａおよび第一の回転機１ａを含めて様々な装置およびセンサから入出力状態３３ａに情報を集める。例えば、第一のインバータ制御部３０ａに与えられる指令値である基本波周波数３３ａ１、また、第一のインバータ２０ａの出力電流３３ａ２である。基本波周波数３３ａ１は、第一の回転機１ａの回転速度に比例する指令値であり、第一の回転機１ａからセンシングした回転速度を代用してもよい。また、出力電流３３ａ２は、上述した第一のインバータ２０ａの各相の出力電流の実効値として第一のインバータ制御部３０ａに入力されたものである。この電流値は第一のインバータ２０ａに供給される直流電源の電流値を代用してもよい。また、出力電流３３ａ２はトルク成分の電流でもよいし、電流振幅でもよい。
【００２０】
第二のインバータ制御部３０ｂは、第二のインバータ２０ｂおよび第二の回転機１ｂを含めて様々な装置およびセンサから入出力状態３３ｂに情報を集める。例えば、第二のインバータ制御部３０ｂに与えられる指令値である基本波周波数３３ｂ１、また、第二のインバータ２０ｂの出力電流３３ｂ２である。基本波周波数３３ｂ１は、第二の回転機１ｂの回転速度に比例する指令値であり、第二の回転機１ｂからセンシングした回転速度を代用してもよい。また、出力電流３３ｂ２は、上述した第二のインバータ２０ｂの各相の出力電流の実効値として第二のインバータ制御部３０ｂに入力されたものである。この電流値は第二のインバータ２０ｂに供給される直流電源の電流値を代用してもよい。また、出力電流３３ｂ２はトルク成分の電流でもよいし、電流振幅でもよい。
【００２１】
以下、図３から図６において、第一のインバータ２０ａに対応した第一のＰＷＭパターン決定部３２ａと、第二のインバータ２０ｂに対応した第二のＰＷＭパターン決定部３２ｂと、に設けられるそれぞれのＰＷＭパターンについて説明する。第一および第二のＰＷＭパターンのどちらでもそれぞれの入出力状態３３ａ、３３ｂに対する第一および第二のＰＷＭパターン決定部３２ａ、３２ｂのそれぞれの動作および機能に違いはないので、以下の説明では、特に断りがある場合を除き、第一のＰＷＭパターン決定部３２ａと、その入出力状態３３ａを例にして説明を行う。
【００２２】
図３はＰＷＭパターンを２つ設定し、第一のインバータ２０ａの基本波周波数３３ａ１によってＰＷＭパターンを切り替える例を示す。この時のＰＷＭパターンは非同期ＰＷＭと同期ＰＷＭの２つとなる。基本波周波数３３ａ１が低い状態ではキャリア周波数を一定に保ち、キャリア周波数が閾値ａ以上になるとキャリア周波数を基本波周波数３３ａ１の増加に比例させて高くしている。
【００２３】
ＰＷＭパターンを決定するにはいくつかの制約条件が存在する。まず、キャリア周波数を高く設定した場合はキャリアの周期がとても細かくなるため、より連続波形に近い状態でＰＷＭ制御が可能となり制御の安定性が向上する。その反面、ＰＷＭ制御による素子のスイッチング回数が多くなり、スイッチング損失が増加してしまうという懸念がある。逆にキャリア周波数を低く設定するとスイッチング損失は低減されるが、制御が不安定になるという懸念がある。このようにキャリア周波数の設定にはスイッチング損失と制御安定性のトレードオフの関係があり、適切に設定する必要がある。
【００２４】
第一のインバータ２０ａの基本波周波数３３ａ１が高くなるに連れて、安定した制御を実施するためにはキャリア周波数を高く設定する必要がある。そのための有効なＰＷＭパターンとして同期ＰＷＭがある。第一のインバータ２０ａの基本波周波数３３ａ１に同期してキャリア周波数を変化させることで１つのＰＷＭパターンで基本波周波数が高い領域を制御することが可能となる。
【００２５】
しかし、基本波周波数３３ａ１が低い領域でも同期ＰＷＭを実施してしまうとキャリア周波数が低くなりすぎてしまい、制御破綻を引き起こす恐れがある。そのため、基本波周波数が低い領域ではキャリア周波数を一定に設定する非同期ＰＷＭを使用することで安定した制御を実施することが可能になる。基本波周波数の変化によって非同期ＰＷＭと同期ＰＷＭの２つのＰＷＭパターンを組合せパターンとして設定した例が図３である。
【００２６】
図４は入出力状態３３ａとして第一のインバータ２０ａの出力電流３３ａ２に応じて切り替えるＰＷＭパターンの２つの組合せパターンを示す例である。この時のＰＷＭパターンは非同期ＰＷＭのキャリア周波数の違いで２つとしている。出力電流３３ａ２に応じてＰＷＭパターンを切り替えるようにすることで、出力電流３３ａ２の大きい状態ではキャリア周波数を高く設定でき、より安定したＰＷＭ制御を実施することが可能となる。
【００２７】
本願実施例では、第一のＰＷＭパターン決定部３２ａと第二のＰＷＭパターン決定部３２ｂとで、異なるＰＷＭパターンの組合せパターンを持たせ、第一および第二のインバータ間でキャリア周波数の重なる状況を減らしている。制御対象である第一および第二の回転機１ａ、１ｂのそれぞれの特性に合わせて、第一および第二のＰＷＭパターン決定部３２ａ、３２ｂのそれぞれで、適合する組合せパターンをどれか一つ選定してＰＷＭ制御を実施する。そのため、ＰＷＭパターンの組合せとして種々の組合せパターンを想定しており、それらの組合せパターンについて説明する。
【００２８】
非同期ＰＷＭのキャリア周波数を異なる値に設定することも異なるＰＷＭパターンである。同期ＰＷＭのパルス数を異なるパルス数に設定することもＰＷＭパターンの異なる組合せパターンと言える。図５は図３とは異なるＰＷＭパターンの組合せパターンの例であり、図３の場合に比べて非同期ＰＷＭのキャリア周波数が低く、同期ＰＷＭ領域での基本波周波数３３ａ１に対するキャリア周波数増加の勾配が大きい例である。また、図３とは、非同期ＰＷＭから同期ＰＷＭのＰＷＭパターンを切り替える基本波周波数３３ａ１の値を閾値ａと閾値ｂとで異ならせている。
【００２９】
インバータ２０ａが同じキャリア周波数で動作し続けるとインバータ単独でも特定の周波数のノイズが発生してしまうため、ノイズ低減手法として特定の周波数範囲内でキャリア周波数をランダムに変化させる技術が知られている。設定するＰＷＭパターンとしてキャリア周波数をある特定の周波数範囲でランダムに変動させるランダムＰＷＭを使用してもよい。基本波周波数３３ａ１の変化応じてランダムＰＷＭと非ランダムＰＷＭのＰＷＭパターンを組合せパターンとして切り替える例を図６に示す。
【００３０】
第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂと第一および第二の回転機１ａ、１ｂはそれぞれペアになるように設定されており、回転機固有の特性に起因するパラメータによって適切なキャリア周波数の設定も変わってくる。そのため、第一および第二の回転機１ａ、１ｂのそれぞれに合わせて適切なキャリア周波数を設定しようとする場合に、ＰＷＭパターンも異なる設定とした方が、共通のＰＷＭパターンとして設定するよりも効率よく制御することが可能となる。そのため、複数のインバータで設定するＰＷＭパターンが全てで一致することがないように、ＰＷＭパターンの組合せパターンを変えて異なる設定としている。
【００３１】
図７では第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂのそれぞれの基本波周波数３３ａ１、３３ｂ１に対するキャリア周波数の設定例を示している。それぞれのＰＷＭパターン決定部３２ａ、と３２ｂには非同期ＰＷＭと同期ＰＷＭの２パターンを有し、ＰＷＭパターンが切り替わるタイミングが２つのインバータで異なるように設定されている。図８Ａで図７の第一のインバータ２０ａのＰＷＭパターンを決定する第一のＰＷＭパターン決定部３２ａの動作フローを示す。ステップＳ１１では第一のインバータ２０ａの基本波周波数３３ａ１が閾値ａより小さいか判断してステップＳ１２で非同期ＰＷＭとなるＰＷＭパターンａを選択し、インバータの基本波周波数が閾値ａ以上であればステップＳ１３で同期ＰＷＭとなるＰＷＭパターンｂを選択する。同様に、図８Ｂで図７の第二のインバータ２０ｂのＰＷＭパターンを決定する第二のＰＷＭパターン決定部３２ｂの動作フローを示す。ステップＳ２１でインバータ２０ｂの基本波周波数３３ｂ１が閾値ｂより小さいか判断してステップＳ２２ので非同期ＰＷＭとなるＰＷＭパターンｂを選択し、インバータ２０ｂの基本波周波数３３ｂ１が閾値ｂ以上であればステップＳ２３で同期ＰＷＭとなるＰＷＭパターンｂを選択する。
【００３２】
組合されるＰＷＭパターンの数はインバータごとに２つ以上であればいくつあっても良く、図９に第一のインバータ２０ａと第二のインバータ２０ｂのそれぞれに４つのＰＷＭパターンがある場合を示す。図では基本波周波数３３ａ１および３３ｂ１に応じてＰＷＭパターンが切り替えられる組合せパターンの例を示している。
【００３３】
図１０は第一のインバータ２０ａを例にとった第一のＰＷＭパターン決定部３２ａの動作を説明する動作フローであり、ＰＷＭパターンを決定する入出力状態３３ａとして出力電流３３ａ２と基本波周波数３３ａ１の２種類のパラメータを組合せることによってＰＷＭパターンａからｄの４つを切り替える場合の例を示す。まず、ステップＳ３１で出力電流３３ａ２が閾値ａより大きいかどうかを判定する。判定結果として閾値ａより小さい場合は、ステップＳ３２でさらに基本波周波数３３ａ１を閾値ｂと比較した結果によってステップＳ３３でＰＷＭパターンａにステップＳ３４でＰＷＭパターンｂにＰＷＭパターンを切り替える。また、ステップＳ３１で出力電流３３ａ２が閾値ａ以上である場合は、ステップＳ３５でさらに基本波周波数３３ａ１を閾値ｃと比較した結果によってステップＳ３６でＰＷＭパターンｃにステップＳ３７でＰＷＭパターンｄにＰＷＭパターンを切り替える。
【００３４】
以上のように図１０の制御では出力電流３３ａ２と基本波周波数３３ａ１の両方の変化に応じてＰＷＭパターンを細かく設定でき、より第一のインバータ２０ａと第一の回転機１ａの状態に応じた適切なＰＷＭパターンの設定が可能となる。
【００３５】
図１１は、第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂの双方で異なるＰＷＭパターンの設定とすることにより第二のインバータ２０ｂのみが使用し、第一のインバータ２０ａが使用しないキャリア周波数領域を作り出すことが可能となることを示している。ＰＷＭパターンが重なるとスイッチングノイズが増大してしまう懸念があるが、ノイズ低減を図りたい特定のキャリア周波数の領域に対して複数のインバータのＰＷＭパターンが重ならないように組合せパターンを設定することができる。そうすることでノイズ低減を図りたいキャリア周波数の領域でノイズの増大を防ぐことが可能となる。
【００３６】
以上に示したように実施の形態１の回転機制御装置１００は、第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂのそれぞれに対して、それぞれの入出力状態３３ａ、３３ｂに応じて変化するキャリア周波数の関係を１つのＰＷＭパターンとし、それぞれの入出力状態３３ａ、３３ｂの領域に応じて２つ以上のＰＷＭパターンの組合せパターンを設け、第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂごとに組合された前記ＰＷＭパターンが異なるように設定され、それぞれの入出力状態３３ａ、３３ｂに応じてＰＷＭパターンを切り替える第一および第二のＰＷＭパターン決定部３２ａ、３２ｂを備えたものである。
【００３７】
このように構成することにより、第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂごとに２つ以上のＰＷＭパターンが設定でき、入出力状態の領域に応じてスイッチング損失の低減と電流リプルの低減を考慮したＰＷＭパターンを設定することにより、安定したＰＷＭ制御ができる。また、第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂごとに組合された組合せパターンが異なるため、第一のインバータ２０ａと第二のインバータ２０ｂとの間でのキャリア周波数の重なりによるノイズ低減を図ることができる。
【００３８】
また、ＰＷＭパターンは、第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂのそれぞれの間で、特定のキャリア周波数の領域が重ならないように設定することが可能であり、ノイズ低減を図りたいキャリア周波数の領域でノイズの増大を防ぐことが可能となる。
【００３９】
実施の形態２．
実施の形態２では、図１に示す複数の第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂを含む回転機制御装置１００と、それによって駆動される第一および第二の回転機１ａ、１ｂと、が搭載されたシステム全体（例えば、搭載された車全体）のノイズ低減を考慮したＰＷＭパターンの設定について説明する。
【００４０】
ＰＷＭパターンを設定する際に、第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂごとにノイズを回避する周波数領域をそれぞれ設定している。ノイズを回避するキャリア周波数の領域は図１の構成が搭載されたシステム全体として、ノイズが増長し易い周波数領域などから決定してもよい。もし、システム全体としてノイズを回避すべき周波数領域で第一のインバータ２０ａと第二のインバータ２０ｂとが同じキャリア周波数のＰＷＭパターンで動作してしまうとＰＷＭのスイッチングノイズが重なり、システム全体としてのノイズがより増長する懸念がある。そのため、回避するキャリア周波数の領域が重ならないように第一および第二のインバータ２０ａ、２０ｂのそれぞれにＰＷＭパターンの組合せパターンを設定することで、システム全体としてのノイズの増長を防ぐことができる。
【００４１】
図１２ではシステム全体としてノイズを回避するキャリア周波数の領域を第一のインバータ２０ａと第二のインバータ２０ｂの両方で回避している。可能であれば回避すべきキャリア周波数の領域を全てのインバータで回避することでそのキャリア周波数の領域でのノイズの増長を防ぐことができる。
【００４２】
しかしながら、第一のインバータ２０ａおよび第二のインバータ２０ｂの入出力状態に応じて適切に設定したＰＷＭパターンと、システム全体でノイズを回避すべきキャリア周波数の領域とがそれぞれ重なった場合は、全てのインバータで同じキャリア周波数の領域を回避しようとすると、効率よく動作できなくなる懸念がある。
【００４３】
図１３では図１２と比較して、ノイズを回避する周波数領域を第二のインバータ２０ｂのみが回避する場合のＰＷＭパターンの設定例を示している。システム全体としてノイズを回避する周波数領域に対して、回避するインバータを１つだけに設定することで効率よく動作させることが可能であり、かつ、ノイズの低減も図ることができる。
【００４４】
システム全体としてのノイズを回避するインバータは、複数あるインバータのうち１つだけとしても良いし、全てのインバータで回避しても良い。回避するインバータの数を１つずつ増やしていき、求めるノイズの大きさまでノイズ低減が達成されれば、残りのインバータは回避するキャリア周波数の領域を気にせずに効率の良いＰＷＭパターンの組合せパターンを設定することで、目標とするノイズ低減効果もあり効率良く動作させることが可能となるので望ましい。
【００４５】
本実施の形態によれば、実施の形態１で設定したインバータの入出力状態に合わせたＰＷＭパターンに加え、図１の構成が搭載されたシステム全体を想定して発生するノイズの低減も考慮したＰＷＭパターンの組合せパターンが設定可能となる。また、システム全体を高効率かつ低ノイズで動作させることが可能となる。
【００４６】
実施の形態１および実施の形態２では、図１に示すように第一のインバータ２０ａおよび第二のインバータ２０ｂ、第一の回転機１ａおよび第二の回転機１ｂの各２台のシステム構成の場合の回転機制御装置１００について説明したが、インバータおよび回転機の数は３台以上の複数台であってもよく、それらの場合であっても、同様な効果が得られる。
【００４７】
本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組合せで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組合せる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００４８】
１ａ  第一の回転機、１ｂ  第二の回転機、２０ａ  第一のインバータ、２０ｂ  第二のインバータ、３０ａ  第一のインバータ制御部、３０ｂ  第二のインバータ制御部、３１ａ  第一のＰＷＭ制御部、３１ｂ  第二のＰＷＭ制御部、３２ａ  第一のＰＷＭパターン決定部、３２ｂ  第二のＰＷＭパターン決定部、３３ａ，３３ｂ  入出力状態、３３ａ１，３３ｂ１  基本波周波数、３３ａ２、３３ｂ２  出力電流、１００  回転機制御装置、２０１  プロセッサ、２０２  記憶装置
【要約】
【課題】ＰＷＭ制御される複数のインバータを並列に運転する場合に、ノイズの低減に着目してインバータごとにキャリア周波数の領域を限定すると、高めのキャリア周波数を使用する電動機はスイッチング損失が常に悪化し、低めのキャリア周波数を使用する電動機では電流リプルが常に悪化してしまうという問題があった。
【解決手段】インバータの入出力状態とキャリア周波数との関係を１つのＰＷＭパターンとし、前記入出力状態の領域に応じて２つ以上の前記ＰＷＭパターンが組合された組合せパターンを有し、前記インバータごとに異なる前記組合せパターンに従って前記ＰＷＭパターンを切り替えるＰＷＭパターン決定部を備えたものである。
【選択図】  図１【図１】
0006921273.tif 000002
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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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