(57)【要約】【課題】三相負荷が３以上の場合においても、各三相負荷を独立に制御し、複数の三相負荷を駆動する際に、電源電圧の利用率を向上させる。【解決手段】三相負荷の各相に対応する３つのスイッチによってスイッチ群を形成し、このスイッチ群を複数組み備え、複数の三相負荷の各三相負荷はこれら複数のスイッチ群の中から選択された２組のスイッチ群によって動作する。スイッチ群を２つの三相負荷において共用することで、必要とするスイッチの個数を低減させる。電源電圧を各インバータに対する指令値の大きさに応じて分担させることで、インバータの電圧利用率を向上させる。スイッチインバータは、ｎ個の三相負荷に対して、各相に対する駆動電圧の印加をスイッチングする３個のスイッチを含むスイッチ群を（ｎ＋１）組み備え、スイッチ群間において同相のスイッチを直列接続し、隣接する２つのスイッチ群によって各三相負荷を制御するインバータを構成する。【選択図】図１
2009050042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相負荷に駆動電圧を印加するインバータにおいて、
ｎ個（ｎは３以上の整数）の三相負荷に対して、三相負荷の各相に対する駆動電圧の印加をスイッチングする３個のスイッチを含むスイッチ群を（ｎ＋１）組み備え、
前記スイッチ群間において同相のスイッチを直列接続し、隣接する２つのスイッチ群によって各三相負荷を制御するインバータを構成することを特徴とするスイッチインバータ。
【請求項２】
前記直列接続したスイッチ群において、両端のスイッチ群を除く（ｎ−１）個のスイッチ群は２つの三相負荷に対して共通するスイッチ群とすることを特徴とする、請求項１に記載のスイッチインバータ。
【請求項３】
前記各スイッチを介して三相負荷の各相に印加する駆動電圧の指令値は、三相負荷を単体で駆動する際の各相の指令値に負荷毎に定めたオフセットを加算して得られる値であり、
前記オフセットは、各三相負荷の指令値振幅の割合で定まる分担率に基づいて電源電圧を配分した電圧値であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスイッチインバータ。
【請求項４】
三相負荷に印加する駆動電圧をインバータ制御する制御方法において、
ｎ個（ｎは３以上の整数）の三相負荷に対して、三相負荷の各相に対する駆動電圧の印加をスイッチングする３個のスイッチを含むスイッチ群を（ｎ＋１）組み配し、各三相負荷と前記（ｎ＋１）組みから選択した２組みのスイッチ群とを重複無く対応させ、
前記選択した２組みのスイッチ群により１つの三相負荷を制御する期間は、残りの（ｎ−１）組みのスイッチ群をオン状態に制御し、
前記スイッチ群の選択を順次切り替えることにより複数の三相負荷を駆動制御することを特徴とする、複数の三相負荷の制御方法。
【請求項５】
各三相負荷の指令値振幅の割合に基づいて、各三相負荷に対する電源電圧の分担率を求め、
前記分担率に基づいて、各三相負荷の指令値レベルを定めるオフセットを求め、
三相負荷の各相の指令値に前記求めたオフセットを加算して各相の指令値を求め、
前記求めた指令値により各三相負荷を駆動することを特徴とする、複数の三相負荷の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の三相負荷を制御する制御方法、および制御に用いるスイッチインバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の三相負荷を動作させる場合、従来それぞれの三相負荷を１台のインバータを用いて制御する方法と１台のインバータに複数の三相負荷を並列に接続して制御する方法が用いられている。
【０００３】
１台のインバータを用いて複数の三相負荷を制御する場合には、負荷の個数分のインバータが必要となるため装置全体が大型化し、コストが増大するという問題点がある。
【０００４】
また、１台のインバータに複数の三相負荷を並列接続して制御する場合には、並列接続することから同時に同様の制御を行う場合にしか適用することができず、それぞれの負荷のパラメータが異なる場合に最適な制御ができないという問題点がある。
【０００５】
２台のＰＭモータを独立に制御するインバータとして、５レグインバータが提案されている（特許文献１，２，３参照）。この５レグインバータは、通常３つのレグからなるインバータに２つのレグを追加したものである。５つのレグのうち１つを２つのインバータの共有Ｗ相とし、残り４つのレグをそれぞれのＵ相、Ｖ相としている。このインバータでは、スイッチ総数を通常の三相インバータを２台用いた場合に比べて２台減らすことができコストを下げることができる。
【０００６】
また、本出願の発明者は、２つの三相負荷を独立に制御することが可能なインバータを提案している（非特許文献１参照）。このインバータは９個のスイッチを組み合わせることで構成し、通常の三相インバータを２台用いた構成よりもスイッチ総数を３個減らすことができる。２つの三相負荷を独立に制御することが可能であることをシミュレーションおよび実験によって確認している。
【０００７】
【特許文献１】日爪基喜、横溝真一、松瀬貢規、“５レグインバータのPWM制御法と並列接続誘導電動機の独立ベクトル制御法”、電気学会産業応用部門大会、2003．
【特許文献２】野沢祐介、日爪基喜、木村裕太、岡和男、松瀬貢規、“拡張２アーム変調を用いた５レグインバータによる２台の永久磁石型同期電動機の独立位置制御”、電気学会産業応用部門大会、2005．
【特許文献３】岡和男、日爪基喜、木村裕太、野沢祐介、松瀬貢規、“５レグインバータの電圧利用率改善法"、電気学会産業応用部門大会、2005．
【非特許文献１】小南勉，藤本康孝，“2台のPMモータを独立制御可能な9スイッチインバータの提案” 平成１８年電気学会産業応用部門大会  vol．1 pp187-190,2006．8
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が提案したインバータは、２台のＰＭモータ等の２つの三相負荷を、９個のスイッチからなるインバータによって、独立に制御することが可能なインバータを提案し、これによってスイッチ総数を低減している。この構成は、２つの三相負荷について適応することができるが、３以上の三相負荷を対象とする構成ではない。
【０００９】
また、一つの直流電源によって複数の三相負荷を駆動する際に、電源電圧の利用率を向上させることが求められる。
【００１０】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、三相負荷が３以上の場合においても、各三相負荷を独立に制御することを目的とする。
【００１１】
また、複数の三相負荷を駆動する際に、電源電圧の利用率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、複数の三相負荷をそれぞれ独立して制御する制御方法の態様、およびこの制御に好適なインバータの態様を含む。本発明は、各態様において、三相負荷の各相に対応する３つのスイッチによってスイッチ群を形成し、このスイッチ群を複数組み備え、複数の三相負荷の各三相負荷はこれら複数のスイッチ群の中から選択された２組のスイッチ群によって動作する。本発明は、スイッチ群を２つの三相負荷において共用することで、必要とするスイッチの個数を低減させる。
【００１３】
また、電源電圧を各インバータに対する指令値の大きさに応じて分担させることで、インバータの電圧利用率を向上させる。
【００１４】
本発明のスイッチインバータは、複数の三相負荷をそれぞれ独立して制御するインバータの態様であり、三相負荷に駆動電圧を印加するインバータにおいて、ｎ個の三相負荷に対して、三相負荷の各相に対する駆動電圧の印加をスイッチングする３個のスイッチを含むスイッチ群を（ｎ＋１）組み備える。このスイッチ群間において同相のスイッチを直列接続し、隣接する２つのスイッチ群によって各三相負荷を制御する各インバータを構成する。ここで、ｎを３以上の整数とすることで、３個以上の複数の三相負荷について制御することができる。
【００１５】
本発明のスイッチインバータは、ｎ個の三相負荷に対して３（ｎ＋１）個のスイッチを用いて（ｎ＋１）組みのスイッチ群を構成し、このスイッチ群によって各インバータを構成する。例えば、３個の三相負荷を駆動する場合には、総個数が１２個のスイッチを用いて４組みのスイッチ群を形成し、これらのスイッチ群によって各三相負荷に対応する３個のインバータを構成する。
【００１６】
３個の三相負荷の内に１つの三相負荷を駆動するときには、４組みのスイッチ群から駆動対象の三相負荷に対応して２組のスイッチ群を選択し、この２組のスイッチ群を用いてインバータを構成し、三相負荷に駆動電圧を印加する。駆動電圧は、例えば、指令値に応じてＰＷＭ制御し、三相負荷の各相に印加する電圧のパルス幅を変調することで行うことができる。このとき、その他のスイッチ群の各スイッチはオン状態とすることで、直流電源とインバータの直列回路を形成する。
【００１７】
ここで、直列接続したスイッチ群において、両端のスイッチ群を除く（ｎ−１）個のスイッチ群は三相負荷に対して共通して用いられる。これによって、１つのスイッチ群は、異なる三相負荷に対して共有して用いることによって、スイッチ群の個数を減らし、スイッチインバータが備えるスイッチの総個数を低減させる。
【００１８】
また、各スイッチを介して三相負荷の各相に印加する駆動電圧の指令値は、三相負荷を単体で駆動する際の各相の指令値に、負荷毎に定めたオフセットを加算して得られる値とする。このオフセットは、各三相負荷の指令値振幅の割合で定まる分担率に基づいて電源電圧を配分した電圧値である。オフセットを指令値振幅の割合に応じて定めることで、直流電源の電圧を、各三相負荷を駆動する振幅に応じて割る振り、インバータの電圧利用率を向上させる。
【００１９】
本発明の複数の三相負荷の制御方法は、三相負荷に印加する駆動電圧をインバータ制御する制御方法であり、ｎ個の三相負荷に対して、三相負荷の各相に対する駆動電圧の印加をスイッチングする３個のスイッチを含むスイッチ群を（ｎ＋１）組み配して、各三相負荷と（ｎ＋１）組みから選択した２組みのスイッチ群とを重複無く対応させ、選択した２組みのスイッチ群によって１つの三相負荷を制御する期間は、残りの（ｎ−１）組みのスイッチ群をオン状態に制御し、スイッチ群の選択を順次切り替えることにより複数の三相負荷を駆動制御する。
【００２０】
三相負荷のｎ個の個数を３以上の整数とすることで、３個以上の複数の三相負荷について各三相負荷を独立して制御することができる。
【００２１】
また、本発明の複数の三相負荷の制御方法において、各三相負荷の指令値振幅の割合に基づいて、各三相負荷に対する電源電圧の分担率を求め、求めた分担率に基づいて、各三相負荷の指令値レベルを定めるオフセットを求め、求めたオフセットを三相負荷の各相の指令値に加算して各相の指令値を求め、求めた指令値により各三相負荷を駆動する。
【００２２】
本発明は、複数のスイッチ群を直列接続し、隣接する２組のスイッチ群の組み合わせによって複数のインバータを構成し、各インバータを各三相負荷に対応付けることで、各三相負荷は各インバータによって独立して電圧制御を行うことができる。
【００２３】
各三相負荷への電圧印加は、共通の一つの直流電源を用いて行う。このとき、各三相負荷に効率よく電圧を印加するために、各三相負荷に対する分担率を定め、この分担率に応じて各三相負荷に対する電源電圧の割り振りを行う。
【００２４】
直流電源、および複数のスイッチ群を直列接続してなる複数のインバータによって駆動電圧を印加する構成において、三相負荷に対して分担率に応じた電源電圧を印加するために、本発明は、各三相負荷に対応するインバータに印加する電圧指令を調整する。この電圧指令の調整は、各インバータの電圧レベルを変更するオフセット量を分担率に応じて変更することで行う。
【００２５】
例えば、三相負荷に対する分担率は、各三相負荷に対する指令値の振幅の比率で定め、この分担率に応じて、各三相負荷における指令電圧の基準電圧を定めるオフセットを定める。このオフセットは、直流電源の基準電圧からの電圧レベルを定める電圧レベルであり、指令電圧にこのオフセットを加算することで、直列接続された各インバータに対して分担率に応じた指定電圧を設定することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、三相負荷が３以上の複数の場合においても、各三相負荷を独立に制御することができる。また、複数の三相負荷を駆動する際に、各三相負荷の各負荷の大きさに応じて印加電圧を割り振ることによって電源電圧の利用率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明のスイッチインバータの主回路の構成例を説明するための回路図である。なお、ここでは、３つの三相負荷２a〜２c（Load1，Load2 ，Load3）を総個数１２個のスイッチ４で構成されるスイッチインバータ１で駆動制御する例を示している。
【００２９】
なお、本発明のスイッチインバータは、下記に示す３つの三相負荷に限らず複数の三相負荷に適用することができるが、以下では主に３つの三相負荷を例として説明する。
【００３０】
スイッチインバータ１は、各三相負荷２a〜２cに対応する複数の三相インバータ３a，３b，３cを備え、直流電源６の電圧をＰＷＭ制御して各三相負荷２a〜２cに印加する。スイッチインバータ１は、１２個のスイッチ４（UH、VH、WH、UM1、VM1、WM1、UM2、VM2、WM2、UL、VL、WL）を備え、各三相インバータ３a〜３cを構成する。各スイッチ４はスイッチング素子により構成することができる。
【００３１】
三相インバータ３aは、６個のスイッチUH、VH、WH、UM1、VM1、WM1から形成され、３個のスイッチUH、VH、WHからなるスイッチ群５aと、３個のUM1、VM1、WM1からなるスイッチ群５bとによって構成される。
【００３２】
三相インバータ３bは、６個のスイッチUM1、VM1、WM1、UM2、VM2、WM2から形成され、３個のスイッチUM1、VM1、WM1からなるスイッチ群５bと、３個のスイッチUM2、VM2、WM2からなるスイッチ群５cとによって構成される。
【００３３】
三相インバータ３cは、６個のスイッチUM2、VM2、WM2、UL、VL、WLから形成され、３個のスイッチUM2、VM2、WM2からなるスイッチ群５cと、３個のスイッチUL、VL、WLからなるスイッチ群５dとによって構成される。
【００３４】
三相負荷２aは三相インバータ３aによって駆動制御され、三相負荷２aの各相にはスイッチ群５aとスイッチ群５ｂの各相の接続点が接続される。また、三相負荷２bは三相インバータ３bによって駆動制御され、三相負荷２bの各相にはスイッチ群５bとスイッチ群５cの各相の接続点が接続される。また、三相負荷２cは三相インバータ３cによって駆動制御され、三相負荷２cの各相にはスイッチ群５cとスイッチ群５dの各相の接続点が接続される。この構成によって、スイッチ群５bは三相インバータ５aと三相インバータ５bとで共用され、また、スイッチ群５cは三相インバータ５bと三相インバータ５cとで共用される。
【００３５】
スイッチインバータ１は、３台の三相インバータ３a、３b、３cを６個のスイッチ（UM1、VM1、WM1、UM2、VM2、WM2）を共有することによって組み合わせることで１台のインバータを構成している。
【００３６】
スイッチインバータ１は、各三相インバータ３a，３b，３cをそれぞれ駆動して行う３つの動作モードを有する。
【００３７】
図２は三相インバータ３aのみを駆動する動作モード（mode1）である。このmode1では、三相インバータ３aを構成するスイッチ群５aとスイッチ群５bのみをＰＷＭ制御して駆動し、残りのスイッチ群５cとスイッチ群５dを常に閉じた状態（オン状態）とする。従って、このmode1の状態では、６個のスイッチUM2、VM2、WM2、UL、VL、WLは常に閉じた状態（オン状態）にあり、６個のスイッチUH、VH、WH、UM1、VM1、WM1のみが制御されて、三相負荷２aに駆動電圧を印加する。図２では、常閉状態にあるスイッチ群５cとスイッチ群５dを破線で示している。
【００３８】
図３は三相インバータ３bのみを駆動する動作モード（mode2）である。このmode2では、三相インバータ３bを構成するスイッチ群５bとスイッチ群５cのみをＰＷＭ制御して駆動し、残りのスイッチ群５aとスイッチ群５dを常に閉じた状態（オン状態）とする。従って、このmode2の状態では、６個のスイッチUH、VH、WH、UL、VL、WLは常に閉じた状態（オン状態）にあり、６個のスイッチUM1、VM1、WM1、UM2、VM2、WM2のみが制御されて、三相負荷２bに駆動電圧を印加する。図３では、常閉状態にあるスイッチ群５aとスイッチ群５dを破線で示している。
【００３９】
図４は三相インバータ３cのみを駆動する動作モード（mode3）である。このmode3では、三相インバータ３cを構成するスイッチ群５cとスイッチ群５dのみをＰＷＭ制御して駆動し、残りのスイッチ群５aとスイッチ群５bを常に閉じた状態（オン状態）とする。従って、このmode３の状態では、６個のスイッチUH、VH、WH、UM1、VM1、WM1は常に閉じた状態（オン状態）にあり、６個のスイッチUM2、VM2、WM2、UL、VL、WLのみが制御されて、三相負荷２cに駆動電圧を印加する。図４では、常閉状態にあるスイッチ群５aとスイッチ群５bを破線で示している。
【００４０】
三相インバータ３a，３b，３cは、各インバータを構成するスイッチ群のスイッチ４を、指令信号をＰＷＭ変調して得られるパルス幅に応じて開閉制御することで動作する。
【００４１】
図５は、指令信号のＰＷＭ変調およびゲート信号を説明するための図である。
【００４２】
各指令信号のＰＷＭ変調は、各指令信号（図中においてReference1,2,3で示す信号）をキャリア信号（図中において三角波で示す信号）と比較することで行い、これによって各スイッチに与えるゲート信号を生成する。
【００４３】
図５（ａ）中において、Ｖcは三角波キャリア波形の振幅である。各三相負荷２a，２b，２cの三相インバータ３a，３b，３cのゲート信号を生成するために、各三相インバータ３a，３b，３cへの指令信号（図中においてReference1,2,3で示す信号）のそれぞれオフセット（図中においてoffset1,2,3で示す信号）を加える。このオフセットを加えた指定信号と三角波キャリア波形とを比較することによって、三相インバータ３a，３b，３cのゲート信号を生成する。
【００４４】
図５（ｂ）はＵ相について示し、スイッチ群５a〜スイッチ群５dの各Ｕ相のスイッチに対するゲート信号を示している。
【００４５】
スイッチ群５aの各スイッチUH、VH、WHへのゲート信号は、三相インバータ３の指令信号（Reference1）のオフセットoffset1を加えて得られる信号と三角波キャリア波形とを比較し、比較で得られた正論理値を得ることで生成される。
【００４６】
また、スイッチ群５bの各スイッチUM1、VM1、WM1へのゲート信号は、三相インバータ３aの指令信号（Reference1）にオフセットoffset1を加えて得られる信号と三角波キャリア波形とを比較して得られる負論理値と、三相インバータ３bの指令信号（Reference2）にオフセットoffset2を加えて得られる信号を三角波キャリア波形とを比較して得られる正論理値との論理和を得ることで生成される。
【００４７】
また、スイッチ群５cの各スイッチUM2、VM2、WM2へのゲート信号は、三相インバータ３ｂの指令信号（Reference2）にオフセットoffset2を加えて得られる信号と三角波キャリア波形とを比較して得られる負論理値と、三相インバータ３cの指令信号（Reference3）にオフセットoffset3を加えて得られる信号を三角波キャリア波形とを比較して得られる正論理値との論理和を得ることで生成される。
【００４８】
スイッチ群５dの各スイッチUL、VL、WLへのゲート信号は、三相インバータ３dの指令信号（Reference3）のオフセットoffset3を加えて得られる信号と三角波キャリア波形とを比較し、比較で得られた負論理値を得ることで生成される
【００４９】
図６は、指令信号（Reference1,2,3）と三角波キャリア波形とを比較することによって、各スイッチへのゲート信号を生成するドライブ回路の一例である。
【００５０】
本発明は、各インバータにおける電圧利用率を高めるために、電源電圧を三相インバータ３a，３b，３cへの指令値の大きさに応じて分担する。
【００５１】
電源電圧に対して、三相インバータ３a，３b，３cの割合をそれぞれα1、α2、α3（α1＋α2＋α3＝1)と定義する。これによって、キャリア波形に対するそれぞれの指令値の割合は図５（ａ）に示すように定まる。
【００５２】
それぞれの三相インバータ３a，３b，３cヘのＵ相指令値を以下の式で定義する。
【００５３】
【数１】
2009050042.tif 000003
【００５４】
ここでＡ１、Ａ２、Ａ３は指令値振幅、ｆ1、ｆ2、ｆ3は指令値周波数、φ1、φ2、φ3は位相である。
【００５５】
三相インバータ３a，３b，３cの各分担率α1、α2、α3は指令値振幅を用いて、以下の式（４）〜（６）で表される。
【００５６】
【数２】
2009050042.tif 000004
【００５７】
それぞれの指令値に対するオフセットoffset1、offset2、offset3は、分担率α1、α2、α3を用いて以下の式（７）〜（９）で表される。
【００５８】
【数３】
2009050042.tif 000005
【００５９】
式（７）〜（９）で表されるオフセットoffset1、offset2、offset3を、式(１)〜(３)の指令値に加えることによって新たな指令値Ｖnewrefを得る。
【００６０】
【数４】
2009050042.tif 000006
【００６１】
また、オフセットを加えた後の指令値Ｖnewrefにより変調率ｍが得られ、次のように表される。
【００６２】
【数５】
2009050042.tif 000007
【００６３】
ここでＶ1ref、Ｖ2ref、Ｖ3refはそれぞれ三相インバータ３a，３b，３cへの各相指令値ベクトルであり、
【数６】
2009050042.tif 000008
で表される。
【００６４】
式（１３）〜（１５）において、第２項の（１−α1）、（α3−α2）（１−α3）はオフセット分を表しており、このαの値を変動させることによって三相インバータの電圧利用率を調整することができる。図５（ａ）において、分担率α1、α2、α3の割合を変動させることで、Ｖc〜−Ｖc間の電源電圧における各三相インバータの電圧の割合が調整される。  また、図７は等価変調率を生成するブロック図の一例を示している。
【００６５】
以下、本発明のスイッチインバータの回路およびＰＷＭ変調のシミュレーション結果について示す。ここで、シミュレーション条件として、表1に示すパラメータのY結線された三相LR負荷を接続したものを用いる。
【００６６】
【表１】
2009050042.tif 000009
【００６７】
図８は、電圧指令値として三相インバータ３aに振幅１０[V]、１５０[Hz] の三相正弦波を与え、三相インバータ３bに振幅１０[V]、４５０[Hz] の三相正弦波を与え、三相インバータ３cに振幅１０[V]、３００[Hz]の三相正弦波を与えたときのシミュレーション結果を示している。
【００６８】
図５（ａ）は三相インバータ３、３b、３cの電流波形を示している。このシミュレーション結果によって、三相インバータ３a、３b、３cがそれぞれの指令値通りの電圧、周波数で独立に制御していることを確認することができる。
【００６９】
また、次に、各三相インバータの独立性について示す。ここでは、それぞれの三相インバータの独立性を確認するために、複数の三相インバータの内で1つの三相インバータのみを駆動させるシミュレーションを行う。
【００７０】
図９は三相インバータ３aのみを駆動させたときの電流波形を示し、図１０は三相インバータ３bのみを駆動させたときの電流波形を示し、図１１は三相インバータ３cのみを駆動させたときの電流波形を示している。
【００７１】
図９〜図１１に示すシミュレーション結果により、１台の三相インバータのみによる駆動が可能であることが確認できる。また、1台の三相インバータのみでの駆動では、電源電圧を１００％使用することが可能である。
【００７２】
上記した例は、３個の三相負荷についての構成を示しているが、本発明は、３個の三相負荷に限らず、ｎ個（ｎは整数）の三相負荷についても同様に適用することができる。
【００７３】
ｎ個（ｎは整数）の三相負荷への拡張は、インバータスイッチを構成するスイッチ群を追加することで行い、これによってｎ個の三相負荷を独立に駆動制御することができる。
【００７４】
図１２は、ｎ個の三相負荷に拡張したインバータスイッチの主回路を示している。図１２において、ｎ個の三相負荷に対して(ｎ+1)個のスイッチ群５a〜５n+1を設け、このスイッチ群から２つのスイッチ群を選択して３ｎ個の三相インバータ３a〜３nを形成する。この例では、３（ｎ＋１）個のスイッチを用いてインバータスイッチを構成することになる。
【００７５】
三相インバータ３a、３b、…、３nに対して、指令値が電源電圧へ占める割合をそれぞれα1、α2、…、αn(α1+α2+・・・+αn=1)と定義する。これにより、キャリア波形に対する指令値の割合は、図１３のように定まる。図１３は３（ｎ＋１）の個数の三相インバータで構成されるスイッチインバータにおける各オフセットを説明するための図である。図１３では、指令値が電源電圧へ占める各割合α1、α2、…、αnに対して、オフセットの電圧値としてそれぞれoffset1、offset2、…、offsetnを設定している。
【００７６】
ここで、それぞれの指令値に対するオフセットは以下の式（１８）で求められる。また、変調率は、式 (１８)式によって求められたオフセットをそれぞれの指令値に加えることによって得ることができ、次の式（１９）で表される。
【００７７】
【数７】
2009050042.tif 000010
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のスイッチインバータは、ＰＭモータに適用することができる他、一台のインバータで複数の負荷を駆動制御する制御態様に適用することができる。例えば、２つの独立した固定子巻き線を制御することによって並進と回転の２つの運動自由度を有するスパイラルモータの制御に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明のスイッチインバータの主回路の構成例を説明するための回路図である。
【図２】本発明の三相インバータ３aのみを駆動する動作モード（mode1）を示す図である。
【図３】本発明の三相インバータ３bのみを駆動する動作モード（mode2）を示す図である。
【図４】本発明の三相インバータ３cのみを駆動する動作モード（mode3）を示す図である。
【図５】本発明の指令信号のＰＷＭ変調およびゲート信号を説明するための図である。
【図６】本発明の指令信号（Reference1,2,3）と三角波キャリア波形との比較、ゲート信号を生成するドライブ回路を説明するための図である。
【図７】本発明の等価変調率を生成するブロック図の一例を示す図である。
【図８】本発明のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】本発明の三相インバータ３aのみを駆動させたときの電流波形を示す図である。
【図１０】本発明の三相インバータ３bのみを駆動させたときの電流波形を示す図である。
【図１１】本発明の三相インバータ３cのみを駆動させたときの電流波形を示す図である。
【図１２】本発明のｎ個の三相負荷に拡張したインバータスイッチの主回路を示す図である。
【図１３】本発明の３（ｎ＋１）の個数の三相インバータで構成されるスイッチインバータにおける各オフセットを説明するための図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…スイッチインバータ、２…三相負荷、３，３a，３b，３c，３ｄ，３n…三相インバータ負荷、４…スイッチ、５、５a〜５d、５n+1…スイッチ群、６…直流電源。
【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６】
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【図７】
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【図１２】
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【図１３】
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【図５】
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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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