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公開番号2025094346
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023209817
出願日2023-12-13
発明の名称電力変換装置
出願人サンデン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250618BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】変調方式またはデッドタイムの変更に伴うショックを緩和する。
【解決手段】モータ2の電流指令値から電圧指令値を演算して出力する電流制御部120と、電圧指令値に基づいてPWM信号を生成するPWM信号生成部160と、PWM信号に基づくスイッチングによりモータ2を駆動させるインバータ3と、を備える電力変換装置1である。電力変換装置1は、インバータ3の変調方式を切り替える変調方式切替部150と、変調方式の切り替えが行われたときに、電圧指令値に補償電圧指令値を加算する誤差成分補償部180と、を備える。誤差成分補償部180は、変調方式の切り替えに起因する電圧指令値の誤差成分を補償電圧指令値で打ち消す。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
モータの電流指令値から電圧指令値を演算して出力する電流制御部と、
前記電圧指令値に基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、
前記ＰＷＭ信号に基づくスイッチングにて前記モータを駆動させるインバータと、を備える電力変換装置であって、
前記インバータの変調方式を切り替える変調方式切替部、および前記インバータのデッドタイムを任意のデッドタイムに指定するデッドタイム設定部の少なくともいずれか一方と、
前記変調方式の切り替えまたは前記デッドタイムの変更が行われたときに、前記電圧指令値に補償電圧指令値を加算する誤差成分補償部と、を備え、
前記誤差成分補償部は、前記変調方式の切り替えまたは前記デッドタイムの変更に起因する前記電圧指令値の誤差成分を前記補償電圧指令値で打ち消す、
ことを特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 300 文字）【請求項２】
前記誤差成分補償部は、前記変調方式の切り替えまたは前記デッドタイムの変更が行われたときに、前記電流制御部の積分要素による遅れで発生する前記誤差成分を補償する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記誤差成分補償部は、前記誤差成分を前記補償電圧指令値にて補償した後、前記補償電圧指令値を時間の経過とともに減衰させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記変調方式切替部は、三相変調方式と二相変調方式とを切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータのＰＷＭ制御に基づいてモータを駆動させる電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、インバータのＰＷＭ制御に基づいてモータを駆動させる電力変換装置が知られている。この種の電力変換装置では、三相変調方式や二相変調方式が採用されている。三相変調方式はスイッチング損失が大きい変調方式であり、二相変調方式は三相変調方式と比べスイッチング損失を２／３に低減できる。しかしながら、二相変調方式では、低速域や高速域において正確な電圧ベクトルの出力が困難であるため、運転条件に応じて三相変調方式と二相変調方式とを切り替えながらモータを駆動させる方式が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５９６２５９１号公報
特許第５２９８００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、モータの駆動中に変調方式を切り替えて変更すると、切り替えショックにて電流が急変し、過電流が流れたり、脱調したりするおそれがある。
【０００５】
本発明は、変調方式またはデッドタイムの変更に伴うショックを緩和できる電力変換装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、モータの電流指令値から電圧指令値を演算して出力する電流制御部と、前記電圧指令値に基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、前記ＰＷＭ信号に基づくスイッチングにて前記モータを駆動させるインバータと、を備える電力変換装置であって、前記インバータの変調方式を切り替える変調方式切替部、および前記インバータのデッドタイムを任意のデッドタイムに指定するデッドタイム指定部の少なくともいずれか一方と、前記変調方式の切り替えまたは前記デッドタイムの変更が行われたときに、前記電圧指令値に補償電圧指令値を加算する誤差成分補償部と、を備え、前記誤差成分補償部は、前記変調方式の切り替えまたは前記デッドタイムの変更に起因する前記電圧指令値の誤差成分を前記補償電圧指令値で打ち消す、ことを特徴とする電力変換装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、変調方式の切り替えまたはデッドタイムの変更に伴うショックを緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る電力変換装置の回路図である。
制御装置の構成を示すブロック図である。
三相変調方式の説明図であり、（ａ）は三相変調方式によるモータの三相波形を示す図、（ｂ）は三相変調方式におけるキャリア信号とＰＷＭ波形の関係を示す図である。
二相変調方式の説明図であり、（ａ）は二相変調方式によるモータの三相波形を示す図、（ｂ）は二相変調方式におけるキャリア信号とＰＷＭ波形の関係を示す図である。
補償電圧指令の説明図である。
従来例に係る電力変換装置において、モータ駆動中に三相変調方式から二相変調方式へ切り替えた場合のモータ回転速度、ｄ軸電流、ｑ軸電流及び三相電流を示す図である。
本実施形態に係る電力変換装置において、モータ駆動中に三相変調方式から二相変調方式へ切り替えた場合のモータ回転速度、ｄ軸電流、ｑ軸電流及び三相電流を示す図である。
従来例に係る電力変換装置において、モータ駆動中に三相変調方式から二相変調方式へ切り替えた場合のｄ軸電圧（ｄ軸のＩ制御要素出力電圧）、ｑ軸電圧（ｑ軸のＩ制御要素出力電圧）及びｄｑ軸電圧指令値を示す図である。
本実施形態に係る電力変換装置において、モータ駆動中に三相変調方式から二相変調方式へ切り替えた場合のｄ軸電圧（ｄ軸のＩ制御要素出力電圧）、ｑ軸電圧（ｑ軸のＩ制御要素出力電圧及び補償電圧）及びｄｑ軸電圧指令値を示す図である。
従来例に係る電力変換装置において、モータ駆動中にデッドタイムを変更した場合のモータ回転速度、ｄ軸電流、ｑ軸電流及び三相電流を示す図である。
本実施形態の変形例に係る電力変換装置において、モータ駆動中にデッドタイムを変更した場合のモータ回転速度、ｄ軸電流、ｑ軸電流及び三相電流を示す図である。
従来例に係る電力変換装置において、モータ駆動中にデッドタイムを変更した場合のｄ軸電圧（ｄ軸のＩ制御要素出力電圧）、ｑ軸電圧（ｑ軸のＩ制御要素出力電圧）及びｄｑ軸電圧指令値を示す図である。
本実施形態の変形例に係る電力変換装置において、モータ駆動中にデッドタイムを変更した場合のｄ軸電圧（ｄ軸のＩ制御要素出力電圧）、ｑ軸電圧（ｑ軸のＩ制御要素出力電圧及び補償電圧）及びｄｑ軸電圧指令値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１０】
［電力変換装置］
本一実施形態の電力変換装置１は、図１に示すように、モータ２に接続されるインバータ３と、インバータ３のＰＷＭ制御に基づいてモータ２を駆動させる制御装置１００と、を備えている。モータ２は、電動車両などの空調装置に用いられる電動コンプレッサを駆動させる三相の永久磁石同期モータであるが、このモータ２の用途はこれに限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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