JP3276135B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電圧をパルス
幅変調（以下、ＰＷＭという。）制御により交流電圧に
変換する電力変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＷＭ制御により直流電力を交流電力に
変換する電力変換装置（以下、インバータという。）の
制御方法としては、２種類の方法がある。１つは、出力
電圧の周期に同期して１周期あたりｎ個（ｎは任意の正
の整数で、例えばｎ＝１，３，５…）のパルス数で動作
するようにする方法で同期ＰＷＭモードと呼ばれる。

【０００３】パルス数５の動作モード（以下、５パルス
モードという。）では、直流電圧を相電圧が正負２レベ
ルの交流電圧に変換する２レベル出力のインバータの相
電圧のレベルは、出力電圧１周期あたり10回変化するた
め、インバータを構成するスイッチング素子は出力電圧
１周期あたり10回のＯＮ／ＯＦＦ切替動作（スイッチン
グ）を行う。又直流電圧を相電圧が正負３レベルの交流
電圧に変換する３レベル出力のインバータの相電圧のレ
ベルは、正のパルス数５、負のパルス数５となり、出力
電圧１周期あたり20回変化するが、インバータを構成す
るスイッチング素子各々をみると、出力電圧１周期あた
り10回のスイッチングを行っている。

【０００４】このように５パルスモードでは、インバー
タの出力電圧の周波数（以下、出力周波数という。）に
対して、スイッチング素子のスイッチング周波数は５倍
となるため、例えばインバータの出力周波数が 100〔H
z〕であれば、スイッチング素子のスイッチング周波数
は 500〔Hz〕となる。同様にパルス数３の動作モード
（以下、３パルスモードという。）では、インバータの
出力周波数に対して、スイッチング素子のスイッチング
周波数は３倍となり、パルス数ｎの動作モード（以下、
ｎパルスモードという。）では、インバータの出力周波
数に対して、スイッチング素子のスイッチング周波数は
ｎ倍となる。

【０００５】もう１つは、インバータの出力周波数に関
係なくスイッチング素子のスイッチング周波数を常に一
定とする方法で、スイッチングがインバータの出力電圧
の周期に同期しない意味で非同期ＰＷＭモードと呼ばれ
る。

【０００６】一般に同一のインバータの出力周波数に対
しては、スイッチング周波数を高くした方がインバータ
の出力電流の高調波成分によるリップルを抑えることが
できる。また、インバータの負荷として電動機を接続し
た時には、電動機のトルクリップルを小さくすることが
できる。従って同期ＰＷＭモードでは、インバータは、
同一のインバータの出力周波数に対してスイッチング周
波数が高くなる動作モード、例えば１パルスモードより
も３パルスモード、３パルスモードよりも５パルスモー
ドで制御されることが望ましい。

【０００７】一方非同期ＰＷＭモードでは、出力周波数
が０に近いときにはスイッチング周波数とインバータの
出力周波数との比は非常に大きくなり、非同期ＰＷＭモ
ードのスイッチング周波数がインバータの出力周波数よ
りも十分に高くなる出力周波数の範囲では、非同期ＰＷ
Ｍモードが負荷の制御の面で有利となる。しかし、非同
期ＰＷＭモードの一定のスイッチング周波数がインバー
タの出力周波数の数倍程度と近いときには、出力電圧の
高調波成分が大きくなるとともに、スイッチングがイン
バータの出力電圧と同期していないために、出力電圧の
半周期ごとの正の電圧と負の電圧の大きさが等しくなら
なくなり、出力電圧に直流成分が上乗せされて出力電圧
の基本波成分が大きく歪むことになる。従って、非同期
ＰＷＭモードが適用できるインバータの出力周波数の範
囲を大きくするには、スイッチング周波数はできるだけ
高い方が望ましい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらインバー
タを構成するスイッチング素子にはスイッチング周波数
の上限が定められているため、非同期ＰＷＭモードで動
作中のインバータにおいて、インバータの出力周波数が
上昇過程にあった場合には、インバータの出力周波数が
スイッチング周波数に近づき出力電圧の歪が過大になる
前に、同期ＰＷＭモードに切り替えなければならない。
このようにインバータはインバータの出力周波数に対応
してＰＷＭモードの切りかえを行うが、この際インバー
タの全ての相（例えば３相の場合、ｕ相、ｖ相、ｗ相）
を同時に切りかえていた。しかしながらＰＷＭモードを
インバータの全ての相で同時に切りかえると、切りかえ
る２つのＰＷＭモード間の出力電圧の高調波成分の不連
続性のために、インバータの出力電流に過渡的な変動が
生じ、インバータの負荷に影響を与えるという問題が生
じていた。

【０００９】そこで本発明は上述した問題点を解決する
ためになされたもので、インバータのＰＷＭモードの切
りかえ時にインバータの出力電流の過渡的な変動を防止
し、負荷への影響を抑制することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、請求項１に記載の発明は、複数のスイッチング
素子で構成され、直流電圧を多相の交流電圧に変換する
変換手段を、非同期モ−ドまたは同期モ−ドのパルス幅
変調モ−ドでパルス幅変調制御する電力変換装置におい
て、変換手段の出力する交流電圧の周期にパルスが同期
しないパルス幅変調電圧を出力する非同期パルス幅変調
電圧発生手段と、変換手段の出力する交流電圧の周期に
同期した１周期あたり任意の数のパルスを有するパルス
幅変調電圧を出力する同期パルス幅変調電圧発生手段
と、パルス幅変調モ−ドを非同期モ−ドから同期モ−ド
へ、または同期モ−ドから非同期モ−ドに切り換える際
に、変換手段の出力の過渡変動が最も小さく切り替えら
れる位相角の範囲に入った相から各相独自にパルス幅変
調モ−ドの切り替えを行ない、非同期パルス幅変調電圧
発生手段の出力と同期パルス幅変調電圧発生手段の出力
のいずれか一方に基づいて、変換手段の複数のスイッチ
ング素子を制御する制御手段を有してなる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、複数のスイッチ
ング素子で構成され、直流電圧を出力電圧振幅指令値と
出力電圧位相角指令値に基づいて多相の交流電圧に変換
する変換手段と、この変換手段が出力する交流電圧のパ
ルス幅変調モードを、非同期モ−ドまたは同期モ−ドの
一方に設定し出力するパルス幅変調モード指令発生手段
と、出力電圧振幅指令値と出力電圧位相角指令値から、
変換手段の出力する交流電圧の周期にパルスが同期しな
いパルス幅変調電圧を出力する非同期パルス幅変調電圧
発生手段と、出力電圧振幅指令値と出力電圧位相角指令
値から、変換手段の出力する交流電圧の周期に同期した
１周期あたり任意の数のパルスを有するパルス幅変調電
圧を出力する同期パルス幅変調電圧発生手段と、非同期
パルス幅変調電圧発生手段と同期パルス幅変調電圧発生
手段とから出力されるそれぞれのパルス幅変調電圧か
ら、パルス幅変調モードを切り替える際の変換手段の出
力の過渡変動が最も小さく切り替えられる位相角を求
め、この位相角と出力電圧位相角指令値を比較し、パル
ス幅変調モードを各相独自に切り替えるためのパルス幅
変調モード切り替え指令を出力するパルス幅変調モード
相別切り替え指令発生手段と、パルス幅変調モード切り
替え指令に対応して、非同期パルス幅変調電圧発生手段
の出力と同期パルス幅変調電圧発生手段の出力のいずれ
か一方を出力する切り替え手段と、この切り替え手段の
出力を入力し、変換手段の複数のスイッチング素子への
ゲート信号を各相ごとに出力するゲート信号発生手段と
を有してなる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、パルス幅変調モード相別切り替え指令
発生手段は、非同期パルス幅変調電圧発生手段と同期パ
ルス幅変調電圧発生手段とから出力されるそれぞれのパ
ルス幅変調電圧の代わりに、出力電圧振幅指令値から位
相角を求めることを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項２または
請求項３に記載の発明において、位相角を予め求めて記
憶しておくことを特徴とする。請求項５に記載の発明
は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明にお
いて、同期パルス幅変調電圧制御手段を複数備え、変換
手段の出力する交流電圧の周期に同期した１周期あたり
任意の数のパルスを有するパルス幅変調電圧を複数それ
ぞれ出力することを特徴とする。

【００１４】請求項６に記載の発明は、複数のスイッチ
ング素子で構成され、直流電圧を出力電圧振幅指令値と
出力電圧出力電圧位相角指令値に基づいて多相の交流電
圧に変換する変換手段と、変換手段が出力する交流電圧
のパルス幅変調モードを、非同期モ−ドまたは同期モ−
ドの一方に設定し出力するパルス幅変調モード指令発生
手段と、出力電圧振幅指令値と出力電圧位相角指令値か
ら、変換手段の出力する交流電圧の周期にパルスが同期
しないパルス幅変調電圧を出力する非同期パルス幅変調
電圧発生手段と、出力電圧振幅指令値から、パルス幅変
調モードを切り替える際の変換手段の出力の過渡変動が
最も小さく切り替えられる位相角を求め、この位相角と
出力電圧位相角指令値を比較し、パルス幅変調モードを
各相独自に切り替えるためのパルス幅変調モード切り替
え指令を出力するパルス幅変調モード相別切り替え指令
発生手段と、出力電圧位相角指令値と出力電圧振幅指令
値から、変換手段の出力する交流電圧の周期に同期した
１周期あたりパルス幅変調モード切り替え指令に対応し
た数のパルスを有するパルス幅変調電圧を出力する同期
パルス幅変調電圧発生手段と、パルス幅変調モード切り
替え指令に対応して、非同期パルス幅変調電圧発生手段
の出力と同期パルス幅変調電圧発生手段の出力のいずれ
か一方を出力する切り替え手段と、この切り替え手段の
出力を入力し、変換手段の複数のスイッチング素子への
ゲート信号を各相ごとに出力するゲート信号発生手段と
を有してなる。

【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、位相角を予め求めて記憶しておくこと
を特徴とする。請求項８に記載の発明は、複数のスイッ
チング素子で構成され、直流電圧を出力電圧振幅指令値
と出力電圧出力電圧位相角指令値に基づいて多相の交流
電圧に変換する変換手段と、変換手段が出力する交流電
圧のパルス幅変調モードを、非同期モ−ドまたは同期モ
−ドの一方に設定し出力するパルス幅変調モード指令発
生手段と、出力電圧位相角指令値と出力電圧振幅指令値
から、変換手段の出力する交流電圧の周期にパルスが同
期しないパルス幅変調電圧を出力する非同期パルス幅変
調電圧発生手段と、出力電圧位相角指令値と、パルス幅
変調モードを切り替える際の変換手段の出力の過渡変動
が最も小さく切り替えられる位相角を比較し、パルス幅
変調モードを各相独自に切り替えるためのパルス幅変調
モード切り替え指令を出力するパルス幅変調モード相別
切り替え指令発生手段と、出力電圧位相角指令値と出力
電圧振幅指令値から、変換手段の出力する交流電圧の周
期に同期した１周期あたりパルス幅変調モード切り替え
指令に対応した数のパルスを有するパルス幅変調電圧を
出力する同期パルス幅変調電圧発生手段と、パルス幅変
調モード切り替え指令に対応して、非同期パルス幅変調
電圧発生手段の出力と同期パルス幅変調電圧発生手段の
出力のいずれか一方を出力する切り替え手段と、この切
り替え手段の出力を入力し、変換手段の複数のスイッチ
ング素子へのゲート信号を各相ごとに出力するゲート信
号発生手段とを有してなる。

【００１６】上述した構成より、請求項１乃至請求項８
のいずれかに記載の発明では、パルス幅変調モードを非
同期モ−ドから同期モ−ドへ、または同期モ−ドから非
同期モ−ドへ切り替える際に、変換手段の出力の過渡変
動が最も小さい位相角の範囲内で、各相ごとに切り替え
るため、変換手段の出力電流の過渡的な変動を抑制する
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を画面
を参照して詳細に説明する。図１、図２は本発明の第１
の実施の形態を示す図で、図１はインバータの構成図、
図２は制御装置の構成図である。

【００１８】インバータの主回路は、直流電源Ｅ、直流
電圧分圧コンデンサＣ1 、Ｃ2 、導通制御端子を有する
スイッチング素子、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate B
ipolar Transister ）ＳU1，ＳU2，ＳU3，ＳU4，ＳV1，
ＳV2，ＳV3，ＳV4，ＳW1，ＳW2，ＳW3，ＳW4、各スイッ
チング素子に並列接続されたダイオードＤU1，ＤU2，Ｄ
U3，ＤU4，ＤV1，ＤV2，ＤV3，ＤV4，ＤW1，ＤW2，ＤW
3，ＤW4、および直流電圧中性点クランプダイオードＤC
U1 ，ＤCU2 ，ＤCV1 ，ＤCV2 ，ＤCW1 ，ＤCW2で構成さ
れ、直流電圧Ｖdcを相電圧が正，０，負の３レベルの３
相交流電圧に変換し、負荷の交流電動機（例えば誘導電
動機）ＭにＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３相交流電圧を供給す
る。

【００１９】Ｕ相相電圧は、スイッチング素子ＳU1、Ｓ
U2がＯＮ，スイッチング素子ＳU3、ＳU4がＯＦＦのとき
＋Ｖdc／2 となり、スイッチング素子ＳU2、ＳU3がＯ
Ｎ，スイッチング素子ＳU1、ＳU4がＯＦＦのとき０、ま
たスイッチング素子ＳU1、ＳU2がＯＦＦ，スイッチング
素子ＳU3、ＳU4がＯＮのとき−Ｖdc／2 となる。同様に
Ｖ相相電圧，Ｗ相相電圧として＋Ｖdc／2 ，０，−Ｖdc
／2 の３レベルの電圧が出力される。

【００２０】制御装置 100は、インバータ出力電圧指令
発生手段１，非同期ＰＷＭ電圧発生手段２，同期ＰＷＭ
電圧発生手段３，ＰＷＭモード指令発生手段４，ＰＷＭ
モード相別切り替え指令発生手段５，切り替え手段６，
ゲート信号発生手段７で構成されている。

【００２１】インバータ出力電圧指令発生手段１は、イ
ンバータの負荷が誘導電動機の場合には例えば図３に示
す構成であり、トルク指令値ＴorqRefと回転角周波数検
出器Ｓ2 で検出された電動機回転角周波数ωr と電流検
出器Ｓ1 で検出された出力電流実際値Ｉを入力とし、イ
ンバータ出力電圧振幅指令値ＶmRef，インバータ出力電
圧出力電圧位相角指令値θRef ，インバータ出力角周波
数指令値ωoRefを出力する。まずトルク指令値ＴorqRef
は割算器10に入力され、予め設定されている磁束値Φか
ら数１で表される出力電流指令値ＩRef が演算される。

【００２２】

【数１】ＩRef ＝ＴorqRef／Φ電流制御手段12は、加算
器11で演算された出力電流指令値ＩRef と出力電流実際
値Ｉとの偏差を入力として数２で表される比例積分制御
によりすべり周波数ωsを出力する。

【００２３】

【数２】 ただし、ｓ：微分演算子，Ｋp ：比例ゲイン，Ｋi ：積
分ゲインである。そして加算器13によって、数３で表さ
れるインバータ出力角周波数指令値ωoRefが演算され
る。

【００２４】

【数３】ωoRef＝ωs ＋ωr 又乗算器14によって数４で表されるインバータ出力電圧
振幅指令値ＶmRefが演算される。

【００２５】

【数４】ＶmRef＝ωoRef×Φ 更に積分器15によってインバータ出力電圧出力電圧位相
角指令値θRef がインバータ出力電圧周波数指令値ωoR
efを積分することによって演算される。

【００２６】非同期ＰＷＭ電圧発生手段２は、例えば図
４に示す構成であり、インバータ出力電圧指令値発生手
段１から出力されたインバータ出力電圧振幅指令値ＶmR
efとインバータ出力電圧出力電圧位相角指令値θRef を
入力し、Ｕ相非同期ＰＷＭ電圧ＶuASY，Ｖ相非同期ＰＷ
Ｍ電圧ＶvASY，Ｗ相非同期ＰＷＭ電圧ＶwASY，各相に対
応する切り替え位相角信号θCHGa＿u ，θCHGa＿v ，θ
CHGa＿w を出力する。相電圧指令発生手段21は、インバ
ータ出力電圧振幅指令値ＶmRefとインバータ出力電圧出
力電圧位相角指令値θRef を入力し、数５で表される演
算により各相の相電圧指令ＶuRef，ＶvRef，ＶwRefを出
力する。

【００２７】

【数５】ＶuRef＝ＶmRef・sin （θRef ） ＶvRef＝ＶmRef・sin （θRef −(2π／3)） ＶwRef＝ＶmRef・sin （θRef −(4π／3)） 過変調モード判別手段22はインバータの入力電圧Ｖdc、
相電圧指令発生手段21から出力された各相の相電圧指令
ＶuRef，ＶvRef，ＶwRefを入力し、数６に表される演算
により新たな各相の相電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖw と各相
に対応する切り替え位相角信号θCHGa＿u ，θCHGa＿v
，θCHGa＿w を出力する。なお、数６に示される条件
Ａ〜Ｇは、各相の相電圧指令ＶuRef，ＶvRef，ＶwRefが
例えば図５に示される場合である。

【００２８】

【数６】条件Ａ：Ｖdc／2 ≧ＶuRef≧−Ｖdc／2 かつ、 Ｖdc／2 ≧ＶvRef≧−Ｖdc／2 かつ、 Ｖdc／2 ≧ＶwRef≧−Ｖdc／2 のとき、 Ｖu ＝ＶuRef，Ｖv ＝ＶvRef，Ｖw ＝ＶwRef， θCHGa＿u ＝0 ，θCHGa＿v ＝0 ，θCHGa＿z ＝0 条件Ｂ：ＶuRef≧Ｖdc／2 のとき、 Ｖu ＝Ｖdc／2 ， Ｖv ＝ＶvRef−（ＶuRef−Ｖdc／2 ）， Ｖw ＝ＶwRef−（ＶuRef−Ｖdc／2 ）， θCHGa＿u ＝1 ，θCHGa＿v ＝0 ，θCHGa＿z ＝0 条件Ｃ：ＶvRef≧Ｖdc／2 のとき、 Ｖu ＝ＶuRef−（ＶvRef−Ｖdc／2 ）， Ｖv ＝Ｖdc／2 ， Ｖw ＝ＶwRef−（ＶvRef−Ｖdc／2 ）， θCHGa＿u ＝0 ，θCHGa＿v ＝1 ，θCHGa＿z ＝0 条件Ｄ：ＶwRef≧Ｖdc／2 のとき、 Ｖu ＝ＶuRef−（ＶwRef−Ｖdc／2 ）， Ｖv ＝ＶvRef−（ＶwRef−Ｖdc／2 ）， Ｖw ＝Ｖdc／2 ， θCHGa＿u ＝0 ，θCHGa＿v ＝0 ，θCHGa＿z ＝1 条件Ｅ：ＶuRef≦−Ｖdc／2 のとき、 Ｖu ＝−Ｖdc／2 ， Ｖv ＝ＶvRef−（ＶuRef＋Ｖdc／2 ）， Ｖw ＝ＶwRef−（ＶuRef＋Ｖdc／2 ）， θCHGa＿u ＝1 ，θCHGa＿v ＝0 ，θCHGa＿z ＝0 条件Ｆ：ＶvRef≦−Ｖdc／2 のとき、 Ｖu ＝ＶuRef−（ＶvRef＋Ｖdc／2 ）， Ｖv ＝−Ｖdc／2 ， Ｖw ＝ＶwRef−（ＶvRef＋Ｖdc／2 ）， θCHGa＿u ＝0 ，θCHGa＿v ＝1 ，θCHGa＿z ＝0 条件Ｇ：ＶwRef≦−Ｖdc／2 のとき、 Ｖu ＝ＶuRef−（ＶwRef＋Ｖdc／2 ）， Ｖv ＝ＶvRef−（ＶwRef＋Ｖdc／2 ）， Ｖw ＝−Ｖdc／2 ， θCHGa＿u ＝0 ，θCHGa＿v ＝0 ，θCHGa＿z ＝１ ただし、各条件が重ならないようにインバータ出力電圧
振幅指令値ＶｍＲｅｆとインバータの入力電圧Ｖdcとの
関係は 0.575Ｖdc≧ＶmRef≧0 である。キャリア三角波
発生手段は、３レベル出力のインバータ用の数７で表さ
れる正負２つの一定角周波数ωswの三角波TRIpとTRImを
発生し出力する。

【００２９】

【数７】

【００３０】三角波比較手段24は、過変調モード判別手
段22から出力された各相の電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖw と
キャリア三角波発生手段から出力された三角波TRIp，TR
Imを入力として、数８に表される演算により各相の非同
期ＰＷＭ電圧を出力する。

【００３１】

【数８】 Ｕ相の場合：Ｖu ≧TRIpのとき：ＶuASY＝Ｖdc／2 TRIp＞Ｖu ＞TRImのとき：ＶuASY＝0 Ｖu ≦TRImのとき：ＶuASY＝−Ｖdc／2 Ｖ相の場合：Ｖv ≧TRIpのとき：ＶvASY＝Ｖdc／2 TRIp＞Ｖv ＞TRImのとき：ＶvASY＝0 Ｖv ≦TRImのとき：ＶvASY＝−Ｖdc／2 Ｗ相の場合：Ｖw ≧TRIpのとき：ＶwASY＝Ｖdc／2 TRIp＞Ｖw ＞TRImのとき：ＶwASY＝0 Ｖw ≦TRImのとき：ＶwASY＝−Ｖdc／2 同期ＰＷＭ電圧発生手段３は、例えば図６に示す構成で
あり、インバータ出力電圧指令値発生手段１から出力さ
れたインバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefとインバータ
出力電圧出力電圧位相角指令値θRef とを入力として、
図７に示すインバータ出力電圧１周期あたり正負１つず
つのパルスがある３レベル出力の１パルスモードのＵ
相，Ｖ相，Ｗ相の同期ＰＷＭ電圧と、切り替え位相角θ
CHGsを出力する。

【００３２】３レベル出力の１パルスモード同期ＰＷＭ
波形は、１つの相電圧において図７に示すように、イン
バータ出力電圧周期に同期して１周期あたり正負１つず
つのパルスがある波形で、例として示した図７の波形で
はインバータの出力相電圧基本波Ｖs は、

【００３３】

【数９】 で表され、スイッチング位相角θαを変えてＰＷＭ制御
を行うことにより、インバータの出力電圧基本波の振幅
を制御する。スイッチング位相角演算手段31では数10に
よりスイッチング位相角θαを演算する。

【００３４】

【数１０】 またこのスイッチング位相角θαを切り替え位相角θCH
Gsとして出力する。１パルスモード相電圧波形発生手段
32では、数11に表される演算によりＵ相，Ｖ相，Ｗ相の
１パルスモード同期ＰＷＭ電圧を出力する。

【００３５】

【数１１】θu ＝θRef ，θv ＝θRef −(2π／3)，θ
w ＝θRef −(4π／3) Ｕ相の場合： θα＞θu ≧0 のとき：ＶuSYN＝0 （π−θα）＞θu ≧θαのとき：ＶuSYN＝Ｖdc／２ （π＋θα）＞θｕ ≧（π−θα）のとき：ＶuSYN＝
0 （ 2π−θα）＞θu ≧（π＋θα）のとき：ＶuSYN＝
−Ｖdc／2 2π＞θu ≧（ 2π−θα）のとき：ＶuSYN＝0 Ｖ相の場合： θα＞θv ≧0 のとき：ＶvSYN＝0 （π−θα）＞θv ≧θαのとき：ＶvSYN＝Ｖdc／2 （π＋θα）＞θv ≧（π−θα）のとき：ＶvSYN＝0 （ 2π−θα）＞θv ≧（π＋θα）のとき：ＶvSYN＝
−Ｖdc／2 2π＞θv ≧（ 2π−θα）のとき：ＶvSYN＝0 Ｗ相の場合： θα＞θw ≧0 のとき：ＶwSYN＝0 （π−θα）＞θw ≧θαのとき：ＶwSYN＝Ｖdc／2 （π＋θα）＞θw ≧（π−θα）のとき：ＶwSYN＝0 （ 2π−θα）＞θw ≧（π＋θα）のとき：ＶwSYN＝
−Ｖdc／2 2π＞θw ≧（ 2π−θα）のとき：ＶwSYN＝0 ＰＷＭモード指令発生手段４は、例えば図８に示す構成
であり、インバータ出力電圧指令値発生手段１から出力
されたインバータ出力角周波数ωoRefを入力として、イ
ンバータ出力周波数ωoRefの絶対値｜ωoRef｜を絶対値
演算部41により求め、ＰＷＭモード指令出力部42で数12
に表される条件判別によりＰＷＭモード指令Ｃmodeを出
力する。

【００３６】

【数１２】 非同期ＰＷＭモード：Ｃmode＝0 ，同期ＰＷＭモード：Ｃmode＝1 Ｃmode＝0 のとき、｜ωoRef｜≧ωCHG2ならば、Ｃmode＝1 ｜ωoRef｜＜ωCHG2ならば、Ｃmode＝0 Ｃmode＝1 のとき、｜ωoRef｜≧ωCHG1ならば、Ｃmode＝1 ｜ωoRef｜＜ωCHG1ならば、Ｃmode＝0 ＰＷＭモード相別切り替え指令発生手段５は、例えば図
９に示す構成であり、インバータ出力電圧指令値発生手
段１から出力されたインバータ出力電圧出力電圧位相角
指令値θRef とＰＷＭモード指令発生手段４から出力さ
れたＰＷＭモード指令Cmode と、同期ＰＷＭ電圧発生手
段３から出力された切り替え位相角θCHGsと、非同期Ｐ
ＷＭ電圧発生手段２から出力された切り替え位相角信号
θCHGa＿u ，θCHGa＿v ，θCHGa＿w を入力として、Ｕ
相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeU，Ｖ相ＰＷＭモード
切り替え指令CmodeV，Ｗ相ＰＷＭモード切り替え指令Cm
odeWを出力する。

【００３７】Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeUにつ
いて説明すると、例えば今、ＰＷＭモード指令Cmode が
0 ，Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeU＝0 の状態で
あるとする。ＰＷＭモード指令Cmode が0 から1 へ変化
したとき、

【００３８】

【数１３】 （π−θCHGs）＞θu ＞θCHGs かつ、θCHGa＿u ＝1 または、 （ 2π−θCHGs）＞θu ＞（π＋θCHGs） かつ、θCH
Ga＿u ＝1 の条件が成立したときにはじめてＵ相ＰＷＭモード切り
替え指令CmodeUは0 から1 へ変化し、それまでは0 のま
まである。また、ＰＷＭモード指令Cmode が1 ，Ｕ相Ｐ
ＷＭモード切り替え指令CmodeU＝1 の状態からＰＷＭモ
ード指令Cmode が1 から0 へ変化したときも、数13に示
す条件が成立したときＵ相ＰＷＭモード切り替え指令Cm
odeUは0 へ変化する。同様に、ＰＷＭモード指令Cmode
の変化に対してＶ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeVが
変化する条件は、

【００３９】

【数１４】 （π−θCHGs）＞θv ＞θCHGs かつ、θCHGa＿v ＝1 または、 （ 2π−θCHGs）＞θv ＞（π＋θCHGs） かつ、θCH
Ga＿v ＝1 であり、同様に、ＰＷＭモード指令Cmode の変化に対し
てＷ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeWが変化する条件
は、

【００４０】

【数１５】 （π−θCHGs）＞θw ＞θCHGs かつ、θCHGa＿w ＝1 または、 （ 2π−θCHGs）＞θw ＞（π＋θCHGs） かつ、θCH
Ga＿w ＝1 である。

【００４１】切り替え手段６は、例えばＵ相について図
10に示す構成であり、非同期ＰＷＭ電圧発生手段２から
出力されたＵ相非同期ＰＷＭ電圧ＶuASYと同期ＰＷＭ電
圧発生手段３から出力されたＵ相同期ＰＷＭ電圧ＶuSYN
とＰＷＭモード相別切り替え指令発生手段５から出力さ
れたＵ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeUを入力し、数
16に表される条件判別によりＵ相ＰＷＭ電圧ＶuPWMを出
力する。

【００４２】

【数１６】 CmodeU＝0 のとき：ＶuPWM＝ＶuASY CmodeU＝1 のとき：ＶuPWM＝ＶuSYN ゲート信号発生手段７は、切り替え手段６から出力され
るＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ電圧を入力とし、
インバータのＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのスイッチング
素子へゲート信号を出力する。

【００４３】上述した構成によるＰＷＭモード切り替え
時のインバータ出力相電圧波形の例を図11に示す。ＰＷ
Ｍモード指令発生手段４から出力されるＰＷＭモード指
令Cmode が時刻Ｔ1 において0 （非同期ＰＷＭモード）
から1 （同期ＰＷＭモード）へ変化すると、ＰＷＭモー
ド相別切り替え指令発生手段５では以下のとおり各相の
ＰＷＭモード切り替え指令を出力する。

【００４４】すなわち、インバータははじめ非同期ＰＷ
Ｍモードで制御されているが、図８及び数12に示すよう
に、インバータ出力周波数ωoRefの絶対値が上昇してイ
ンバータのスイッチング周波数に近づいて出力電圧の歪
が過大となる前の上限周波数ωCHG2となると、同期ＰＷ
Ｍモードに切り替わる指令がＰＷＭモード指令発生手段
４より出力される。ＰＷＭモード相別切り替え指令発生
手段５では、ＰＷＭモード指令発生手段４からＰＷＭモ
ード指令として“１”（非同期ＰＷＭモード→同期ＰＷ
Ｍモード）が入力されると、その時点の非同期ＰＷＭ電
圧発生手段２から入力された切り替え位相角信号θCHGa
＿u ，θCHGa＿v ，θCHGa＿w が数13乃至数15の条件式
を満足し、かつ同期ＰＷＭ電圧発生手段３から入力され
た切り替え位相角θCHGsが数13乃至数15の条件式を満足
するかどうか判断する。

【００４５】つまり、同期ＰＷＭ電圧発生手段３による
１パルスモード同期波形は図７に示す通りであるが、出
力電圧が一定である切り替え可能領域は、１周期に４回
ある（０→Ｖdc／2 、Ｖdc／2 →０、０→−Ｖdc／2 、
−Ｖdc／2 →０）範囲外であり、この領域に入っている
ことをスイッチング位相角θa すなわち切り替え位相角
θCHGsで判断することが第１の条件である。

【００４６】次に、非同期ＰＷＭ電圧発生手段２による
非同期波形は、図11の時刻Ｔ1 以前に示す通りである
が、この波形は、図５及び数６に示した条件Ａ〜Ｇによ
って決まる。つまり、ｕ相を例にとって説明すると、図
５（ｂ）に示す通り相電圧指令ＶuRefの絶対値がインバ
ータの入力電圧Ｖdcの半分を越えた領域（Ｂ，Ｅ）で
は、新たな相電圧指令Ｖu はＶdc／2 一定となるが、他
の相の相電圧指令ＶvRef，ＶwRefの絶対値がＶdc／2 を
越えた領域（Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇ）では新たな相電圧指令Ｖ
u は変動する。このため非同期波形は領域Ｂ，Ｅ外では
変動し、領域Ｂ，Ｅでは一定となる。従ってこの一定と
なる領域Ｂ，Ｅを切り替え位相角信号θCHGa＿u で判断
し、この時に同期ＰＷＭモードでの切り替え可能領域に
切り替えれば切り替え時に電圧変動を生じることはな
い。

【００４７】従って図11に示す例では、時刻Ｔ1 におい
ては数13に表される条件が成立しているため、Ｕ相ＰＷ
Ｍモード切り替え指令CmodeUは時刻Ｔu （＝Ｔ1 ）にお
いて0 から1 へ変化するが、数14と数15に表される条件
は成立していないため、Ｖ相ＰＷＭモード切り替え指令
CmodeV，Ｗ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeWはともに
0 のままとなる。その後、数14に示される条件が成立す
る時刻Ｔv においてＶ相ＰＷＭモード切り替え指令Cmod
eVが、また数15に示される条件が成立する時刻Ｔw にお
いてＷ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeWがそれぞれ0
から1 へ変化する。

【００４８】上述したように、ＰＷＭモード切り換えに
おいて、インバータ出力電圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞ
れのＰＷＭ電圧を、切り替え時のインバータの出力電流
の過渡変動が最も小さくなる位相角において各相独立に
切り替えられるため、切り替え時の電動機のトルクショ
ックをなくすことができる。

【００４９】なお、本実施の形態では非同期ＰＷＭモー
ドと同期１パルスＰＷＭモードとを切り替える場合の例
を示したが、同期ＰＷＭモードが他のパルスモードであ
る場合でも、ＰＷＭモードの切り替え動作は本実施の形
態と同様に行うことができる。

【００５０】次に図12は本発明の第２の実施の形態を示
すインバータの構成図である。インバータの主回路は、
直流電源Ｅ、導通制御端子を有するスイッチング素子、
例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transister
）ＳU1，ＳU2，ＳV1，ＳV2，ＳW1，ＳW2、各スイッチ
ング素子に並列接続されたダイオードＤU1，ＤU2，ＤV
1，ＤV2，ＤW1，ＤW2で構成され、直流電圧を相電圧が
正負２レベルの３相交流電圧に変換し、交流電動機Ｍに
Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相交流電圧を供給する。

【００５１】Ｕ相相電圧は、スイッチング素子ＳU1がＯ
Ｎ、スイッチング素子ＳU2がＯＦＦのとき＋Ｖdc／2 と
なり、スイッチング素子ＳU1がＯＦＦ，スイッチング素
子ＳU2がＯＮのとき−Ｖdc／2 となる。同様にＶ相相電
圧，Ｗ相相電圧として＋Ｖdc／2 と−Ｖdc／2 の２レベ
ルの電圧が出力される。

【００５２】本実施の形態が第１の実施の形態と異なる
点は、第１の実施の形態が３レベル出力のインバータが
対象であったのに対して、本実施の形態が２レベル出力
のインバータが対象となっている点にあるが、制御装置
100の各構成は第１の実施の形態と同様に図２に示され
る構成からなり、各構成の詳細もほぼ第１の実施の形態
と同様で、インバータに対する指令が３レベル用か２レ
ベル用かの違いがある。従って各信号の違いについて説
明し、第１の実施の形態と同様のものは説明を省略す
る。

【００５３】非同期ＰＷＭ電圧発生手段２においては、
キャリア三角波発生手段23、三角波比較手段24から出力
される各信号が第１の実施の形態とは異なる。すなわち
第１の実施の形態ではキャリア三角波発生手段23から
は、三角波TRIp，TRImが出力されるのに対して、本実施
の形態では図示は省略するが１種類の三角波（以下、三
角波TRI という。）が出力される。キャリア三角波発生
手段23においては、２レベル出力のインバータ用の一定
角周波数ωswの三角波TRI を発生し出力する。

【００５４】

【数１７】 三角波比較手段24では、各相の電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖ
w と三角波TRI を入力として、次の演算により各相の非
同期ＰＷＭ電圧を出力する。

【００５５】

【数１８】 Ｕ相の場合：Ｖu ≧TRI のとき：ＶuASY＝Ｖdc／2 Ｖu ＜TRI のとき：ＶuASY＝−Ｖdc／2 Ｖ相の場合：Ｖv ≧TRI のとき：ＶvASY＝Ｖdc／2 Ｖv ＜TRI のとき：ＶvASY＝−Ｖdc／２ Ｗ相の場合：Ｖｗ ≧TRI のとき：ＶwASY＝Ｖdc／2 Ｖw ＜TRI のとき：ＶwASY＝−Ｖdc／2 同期ＰＷＭ電圧発生手段３は、例えば図13に示す構成で
あり、インバータ出力電圧指令値発生手段１から出力さ
れたインバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefとインバータ
出力電圧出力電圧位相角指令値θRef とを入力として、
図14に示すインバータ出力電圧１周期あたり３つのパル
スがある２レベル出力の３パルスモードのＵ相，Ｖ相，
Ｗ相の同期ＰＷＭ電圧と、切り替え位相角θCHGsを出力
する。

【００５６】２レベル出力の３パルスモード同期ＰＷＭ
波形は、１つの相電圧において図14に示すように、イン
バータ出力電圧周期に同期して１周期あたり３つのパル
スがある波形で、例として示した図14の波形ではインバ
ータの出力相電圧基本波Ｖsは、

【００５７】

【数１９】 で表され、スイッチング位相角θαを変えてＰＷＭ制御
を行うことにより、インバータの出力電圧基本波の振幅
を制御する。スイッチング位相角演算手段31では数20に
よりスイッチング位相角θαを演算する。

【００５８】

【数２０】 またこのスイッチング位相角θαを切り替え位相角θCH
Gaとして出力する。３パルスモード相電圧波形発生手段
33では、数21に表される演算によりＵ相，Ｖ相，Ｗ相の
３パルスモード同期ＰＷＭ電圧を出力する。

【００５９】

【数２１】θu ＝θRef ，θv ＝θRef −(2π／3)，θ
w ＝θRef −(4π／３） Ｕ相の場合： θα＞θｕ ≧0 のとき：ＶuSYN＝−Ｖdc／2 （π−θα）＞θu ≧θαのとき：ＶuSYN＝Ｖdc／2 π＞θu ≧（π−θα）のとき：ＶuSYN＝−Ｖdc／2 （π＋θα）＞θu ≧πのとき：ＶuSYN＝Ｖdc／2 （ 2π−θα）＞θu ≧（π＋θα）のとき：ＶuSYN＝
−Ｖdc／2 2π＞θu ≧（ 2π−θα）のとき：ＶuSYN＝Ｖdc／2 Ｖ相の場合： θα＞θv ≧0 のとき：ＶvSYN＝−Ｖdc／2 （π−θα）＞θv ≧θαのとき：ＶvSYN＝Ｖdc／2 π＞θv ≧（π−θα）のとき：ＶvSYN＝−Ｖdc／2 （π＋θα）＞θv ≧πのとき：ＶvSYN＝Ｖdc／2 （ 2π−θα）＞θv ≧（π＋θα）のとき：ＶvSYN＝
−Ｖdc／2 2π＞θv ≧（ 2π−θα）のとき：ＶvSYN＝Ｖdc／2 Ｗ相の場合： θα＞θw ≧0 のとき：ＶwSYN＝−Ｖdc／2 （π−θα）＞θw ≧θαのとき：ＶwSYN＝Ｖdc／2 π＞θw ≧（π−θα）のとき：ＶwSYN＝−Ｖdc／2 （π＋θα）＞θw ≧πのとき：ＶwSYN＝Ｖdc／2 （ 2π−θα）＞θw ≧（π＋θα）のとき：ＶwSYN＝
−Ｖdc／2 2π＞θw ≧（ 2π−θα）のとき：ＶwSYN＝Ｖdc／2 その他の構成，動作については第１の実施の形態と同様
である。

【００６０】上述した構成によるＰＷＭモード切り替え
時のインバータ出力相電圧波形の例を図15に示す。つま
り、同期ＰＷＭ電圧発生手段３による１パルスモード同
期波形は図14に示す通りであるが出力電圧が一定である
切り替え可能領域に入っていることをスイッチング位相
角θa すなわち切り替え位相角θCHGsで判断することが
第１の条件である。

【００６１】次に、非同期ＰＷＭ電圧発生手段２による
非同期波形は、図15の時刻Ｔ1 以前に示す通りである
が、この波形は、図５及び数６に示した条件Ａ〜Ｇによ
って決まる。つまり、ｕ相を例にとって説明すると、図
５（ｂ）に示す通り相電圧指令ＶuRefの絶対値がインバ
ータの入力電圧Ｖdcの半分を越えた領域（Ｂ，Ｅ）で
は、新たな相電圧指令Ｖu はＶdc／2 一定となるが、他
の相の相電圧指令ＶvRef，ＶwRefの絶対値がＶdc／2 を
越えた領域（Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇ）では新たな相電圧指令Ｖ
u は変動する。このため非同期波形は領域Ｂ，Ｅ外では
変動し、領域Ｂ，Ｅでは一定となる。従ってこの一定と
なる領域Ｂ，ｕを切り替え位相角信号θCHGa＿u で判断
し、この時に同期ＰＷＭモードでの切り替え可能領域に
切り替えれば切り替え時に電圧変動を生じることはな
い。従って図15に示す例では、ＰＷＭモード指令発生手
段４から出力されるＰＷＭモード指令Cmode が時刻Ｔ1
において0 （非同期ＰＷＭモード）から1 （同期モー
ド）へ変化すると、Ｕ相のＰＷＭモードは時刻Ｔu （＝
Ｔ1 ）において、Ｖ相のＰＷＭモードは時刻Ｔv におい
て、Ｗ相のＰＷＭモードは時刻Ｔw においてそれぞれ切
り替わっている。

【００６２】この構成により第１の実施の形態と同様
に、ＰＷＭモード切り換えにおいて、インバータ出力電
圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ電圧を、切り替
え時のインバータの出力電流の過渡変動が最も小さくな
る位相角において各相独立に切り替えられるため、切り
替え時の電動機のトルクショックをなくすことができ
る。

【００６３】なお、本実施の形態では非同期ＰＷＭモー
ドと同期３パルスＰＷＭモードとを切り替える場合の例
を示したが、同期ＰＷＭモードが他のパルスモードであ
る場合でも、ＰＷＭモードの切り替え動作は本実施の形
態と同様に行うことができる。

【００６４】図16，図17は本発明の第３の実施の形態を
示す図で、図16は図１に示した主回路の制御装置の構成
図、図17はＰＷＭモード相別切り替え指令発生手段の構
成図である。

【００６５】本実施の形態が図２に示した第１の実施の
形態の構成と異なる点は、ＰＷＭモード相別切り替え指
令発生手段５にインバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefが
入力されることである。

【００６６】ＰＷＭモード相別切り替え指令発生手段５
は、インバータ出力電圧指令値発生手段１から出力され
たインバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefとインバータ出
力電圧出力電圧位相角指令値θRef と、ＰＷＭモード指
令発生手段４から出力されたＰＷＭモード指令Cmode を
入力とし、Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeU，Ｖ相
ＰＷＭモード切り替え指令CmodeV，Ｗ相ＰＷＭモード切
り替え指令CmodeWを出力する。

【００６７】切り替え位相角発生手段52は、インバータ
出力電圧振幅指令値ＶmRedから、各相電圧に対する切り
替え位相角θCHG を求めて出力する。電圧位相角θに対
して非同期ＰＷＭ電圧がＶdc／2 となるθの範囲は、

【００６８】

【数２２】ＶmRef・ sinθ＝（Ｖdc／2 ） の２つの解θa1，θa2を用いて

【００６９】

【数２３】θa2≧θ≧θa1 ただし、θa2≧θa1 で表される。また、位相角θに対して非同期ＰＷＭ電圧
が−Ｖdc／2 となるθの範囲は、

【００７０】

【数２４】ＶmRef・ sinθ＝−Ｖdc／2 の２つの解θa3，θa4を用いて

【００７１】

【数２５】θa4≧θ≧θa3 ただし、θa4≧θa3 で表される。また、数10から同期１パルスモードＰＷＭ
電圧のスイッチング位相角θαが得られる。これらの値
から、切り替え位相角θCHG は、数23とπ−θα＞θ≧
θαを同時に満たすθの範囲と、数25と 2π−θα＞θ
≧π＋θαを同時に満たすθの範囲となる。各ＰＷＭ電
圧とインバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefとの関係が上
記のように明かな場合には、この構成により切り替え位
相角θCHGが求められる。

【００７２】Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeUにつ
いて説明すると、例えば今、ＰＷＭモード指令modeが0
，Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeU＝0 の状態で
あるとする。ＰＷＭモード指令Cmode が0 から1 へ変化
したとき、位相角θu が切り替え位相角θCHG の範囲と
なったときはじめてＵ相ＰＷＭモード切り替え指令Cmod
eUは0 から1 へ変化し、それまでは0 のままとなる。ま
た、ＰＷＭモード指令Cmode が1 ，Ｕ相ＰＷＭモード切
り替え指令CmodeU＝1 の状態からＰＷＭモード指令Cmod
e が1 から0 へ変化したときも、上記の条件が成立した
ときＵ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeUは0 へ変化す
る。

【００７３】同様にＰＷＭモード切り替え指令Cmode の
変化に対して、位相角θv が切り替え位相角θCHG の範
囲となったときＶ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeVが
変化し、位相角θw が切り替え位相角θCHG の範囲とな
ったときＷ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeWが変化す
る。

【００７４】その他の構成および動作は第１の実施の形
態と同様である。この構成により第１の実施の形態と同
様に、ＰＷＭモード切り換えにおいて、インバータ出力
電圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ電圧を、切り
替え時のインバータの出力電流の過渡変動が最も小さく
なる位相角において各相独立に切り替えられるため、切
り替え時の電動機のトルクショックをなくすことができ
る。

【００７５】なお、本実施の形態では非同期ＰＷＭモー
ドは同期１パルスＰＷＭモードとを切り替える場合の例
を示したが、同期ＰＷＭモードが他のパルスモードであ
る場合でも、ＰＷＭモードの切り替え動作は本実施の形
態と同様に行うことができる。

【００７６】図18は本発明の第４の実施の形態を示す図
で、図17の切り替え位相角発生手段52の構成図である。
切り替え位相角記憶部 521は、切り替えようとする非同
期ＰＷＭ電圧と同期１パルスモードＰＷＭ電圧に対し
て、インバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefと各ＰＷＭ電
圧波形から予め演算して求めた切り替え位相角θCHG を
記憶しておき、入力されるインバータ出力電圧振幅指令
値ＶmRefに対応する切り替え位相角θCHGの値を出力す
る。

【００７７】その他の構成および動作は第１の実施の形
態と同様である。この構成により第１の実施の形態と同
様に、ＰＷＭモード切り換えにおいて、インバータ出力
電圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ電圧を、切り
替え時のインバータの出力電流の過渡変動が最も小さく
なる位相角において各相独立に切り替えられるため、切
り替え時の電動機のトルクショックをなくすことができ
る。

【００７８】なお、本実施の形態では非同期ＰＷＭモー
ドと同期１パルスＰＷＭモードとを切り替える場合の例
を示したが、同期ＰＷＭモードが他のパルスモードであ
る場合でも、ＰＷＭモードの切り替え動作は本実施の形
態と同様に行うことができる。

【００７９】図19，図20は本発明の第５の実施の形態を
示す図で、図19は図１に示した主回路の制御装置の構成
図、また図20はＰＷＭモード相別切り替え指令発生手段
の構成図である。

【００８０】本実施の形態では、ＰＷＭモード相別切り
替え指令発生手段５において位相角θu ，θv ，θw そ
れぞれと比較する切り替え位相角θCHG は、切り替える
各ＰＷＭ電圧波形から予め求めた一定値を用いる。これ
は例えば切り替え位相角θCHG をθ＝π／2 および 3π
／2 の一定値とすれば、この構成によるＰＷＭモード切
り替え時のインバータ出力相電圧波形は第１の実施の形
態の場合の図11と同様になる。

【００８１】その他の構成および動作は第１の実施の形
態と同様である。この構成により第１の実施の形態と同
様に、ＰＷＭモード切り換えにおいて、インバータ出力
電圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ電圧を、切り
替え時のインバータの出力電流の過渡変動が最も小さく
なる位相角において各相独立に切り替えられるため、切
り替え時の電動機のトルクショックをなくすことができ
る。

【００８２】なお、本実施の形態では非同期ＰＷＭモー
ドは同期１パルスＰＷＭモードとを切り替える場合の例
を示したが、同期ＰＷＭモードが他のパルスモードであ
る場合でも、ＰＷＭモードの切り替え動作は本実施の形
態と同様に行うことができる。

【００８３】図21は本発明の第６の実施の形態を示す図
で、図１に示した主回路の制御装置の構成図である。本
実施の形態は、同期ＰＷＭモードに同期３パルスＰＷＭ
モードと同期１パルスＰＷＭモードの２種類を有してい
る例である。

【００８４】制御装置は、インバータ出力電圧指令値発
生手段１と、非同期ＰＷＭ電圧発生手段２と、同期３パ
ルスモードＰＷＭ電圧発生手段８と、同期１パルスモー
ドＰＷＭ電圧発生手段９と、ＰＷＭモード指令発生手段
４と、ＰＷＭモード相別切り替え指令発生手段５と、切
り替え手段６と、ゲート信号発生手段７とで構成され
る。

【００８５】同期３パルスモードＰＷＭ電圧発生手段８
は、インバータ出力電圧指令値発生手段１から出力され
たインバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefとインバータ出
力電圧出力電圧位相角指令値θRef とを入力として、図
22に示すインバータ出力電圧１周期あたり正負３つずつ
のパルスがある３レベル出力の３パルスモードのＵ相，
Ｖ相，Ｗ相の同期ＰＷＭ電圧と、切り替え位相角θCHGs
3 を出力する。

【００８６】３レベル出力の３パルスモード同期ＰＷＭ
電圧波形は、１つの相電圧において図22に示すように、
インバータ出力電圧周期に同期して１周期あたり正負３
つずつのパルスがある波形で、例として示した図22の波
形ではインバータの出力相電圧基本波Ｖs は、

【００８７】

【数２６】 で表され、スイッチング位相角θα〜θγを変えてＰＷ
Ｍ制御を行うことにより、インバータの出力電圧基本波
の振幅を制御する。同期３パルスモードＰＷＭ電圧発生
手段８では、数27に表される演算によりＵ相，Ｖ相，Ｗ
相の同期３パルスモードＰＷＭ電圧を出力する。

【００８８】

【数２７】θu ＝θRef ，θv ＝θRef −(2π／3)，θ
w ＝θRef −(4π／3) Ｕ相の場合： θα＞θu ≧0 のとき：ＶuSYN3 ＝0 θβ＞θu ≧θαのとき：ＶuSYN3 ＝Ｖdc／2 θγ＞θu ≧θβのとき：ＶuSYN3 ＝0 （π−θγ）＞θu ≧θγのとき：ＶuSYN3 ＝Ｖdc／2 （π−θβ）＞θu ≧（π−θγ）のとき：ＶuSYN3 ＝
０ （π−θα）＞θｕ ≧（π−θβ）のとき：ＶuSYN3
＝Ｖdc／2 （π＋θα）＞θu ≧（π−θα）のとき：ＶuSYN3 ＝
0 （π＋θβ）＞θu ≧（π＋θα）のとき：ＶuSYN3 ＝
−Ｖdc／2 （π＋θγ）＞θu ≧（π＋θβ）のとき：ＶuSYN3 ＝
0 （ 2π−θγ）＞θu ≧（π＋θγ）のとき：ＶuSYN3
＝−Ｖdc／2 （ 2π−θβ）＞θu ≧（ 2π−θγ）のとき：ＶuSYN
3 ＝0 （ 2π−θα）＞θu ≧（ 2π−θβ）のとき：ＶuSYN
3 ＝−Ｖdc／2 2π＞θu ≧（ 2π−θα）のとき：ＶuSYN3 ＝0 Ｖ相の場合： θα＞θv ≧0 のとき：ＶvSYN3 ＝0 θβ＞θv ≧θαのとき：ＶvSYN3 ＝Ｖdc／2 θγ＞θv ≧θβのとき：ＶvSYN3 ＝0 （π−θγ）＞θv ≧θγのとき：ＶvSYN3 ＝Ｖdc／2 （π−θβ）＞θv ≧（π−θγ）のとき：ＶvSYN3 ＝
0 （π−θα）＞θv ≧（π−θβ）のとき：ＶvSYN3 ＝
Ｖdc／2 （π＋θα）＞θv ≧（π−θα）のとき：ＶvSYN3 ＝
0 （π＋θβ）＞θv ≧（π＋θα）のとき：ＶvSYN3 ＝
−Ｖdc／2 （π＋θγ）＞θv ≧（π＋θβ）のとき：ＶvSYN3 ＝
0 （ 2π−θγ）＞θv ≧（π＋θγ）のとき：ＶvSYN3
＝−Ｖdc／2 （ 2π−θβ）＞θv ≧（ 2π−θγ）のとき：ＶvSYN
3 ＝0 （ 2π−θα）＞θv ≧（ 2π−θβ）のとき：ＶvSYN
3 ＝−Ｖdc／2 2π＞θv ≧（ 2π−θα）のとき：ＶvSYN3 ＝0 Ｗ相の場合： θα＞θw ≧0 のとき：ＶwSYN3 ＝0 θβ＞θw ≧θαのとき：ＶwSYN3 ＝Ｖdc／2 θγ＞θw ≧θβのとき：ＶwSYN3 ＝0 （π−θγ）＞θw ≧θγのとき：ＶvSYN3 ＝Ｖdc／2 （π−θβ）＞θw ≧（π−θγ）のとき：ＶwSYN3 ＝
0 （π−θα）＞θw ≧（π−θβ）のとき：ＶwSYN3 ＝
Ｖdc／２ （π＋θα）＞θｗ ≧（π−θα）のとき：ＶwSYN3
＝0 （π＋θβ）＞θw ≧（π＋θα）のとき：ＶwSYN3 ＝
−Ｖdc／2 （π＋θγ）＞θw ≧（π＋θβ）のとき：ＶwSYN3 ＝
0 （ 2π−θγ）＞θw ≧（π＋θγ）のとき：ＶwSYN3
＝−Ｖdc／2 （ 2π−θβ）＞θw ≧（ 2π−θγ）のとき：ＶwSYN
3 ＝0 （ 2π−θα）＞θw ≧（ 2π−θβ）のとき：ＶwSYN
3 ＝−Ｖdc／2 2π＞θw ≧（ 2π−θα）のとき：ＶwSYN3 ＝0 また、スイッチング位相角θγを切り替え位相角θCHGs
3 として出力する。

【００８９】同期１パルスモードＰＷＭ電圧発生手段９
は、インバータ出力電圧指令値発生手段１から出力され
たインバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefとインバータ出
力電圧出力電圧位相角指令値θRef とを入力として、第
１の実施の形態と同様にインバータ出力電圧１周期あた
り正負１つずつのパルスがある３レベル出力の１パルス
モードのＵ相，Ｖ相，Ｗ相の同期ＰＷＭ電圧を出力する
とともに、スイッチング位相角θαを切り替え位相角θ
CHGs1 として出力する。

【００９０】ＰＷＭモード指令発生手段４は、例えば図
23に示す構成であり、インバータ出力電圧指令値発生手
段１から出力されたインバータ出力角周波数ωoRefを入
力として、インバータ出力角周波数ωoRefの絶対値｜ω
oRef｜を絶対値演算部41により求めＰＷＭモード指令出
力部43で数28に表される条件判別によりＰＷＭモード指
令Cmode を出力する。

【００９１】

【数２８】非同期ＰＷＭモード：Cmode ＝0 ， 同期３パルスＰＷＭモード：Cmode ＝3 ， 同期１パルスＰＷＭモード：Cmode ＝1 Cmode ＝0 のとき、｜ωoRef｜≧ωCHG12 ならば、Cmode ＝3 ｜ωoRef｜＜ωCHG12 ならば、Cmode ＝0 Cmode ＝3 のとき、｜ωoRef｜≧ωCHG22 ならば、Cmode ＝１ ωＣＨＧ２２ ＞｜ωoRef｜≧ωCHG11 ならば、Cmode
＝3 ｜ωoRef｜＜ωCHG11 ならば、Cmode ＝0 Cmode ＝1 のとき、｜ωoRef｜≧ωCHG21 ならば、Cmode ＝1 ｜ωoRef｜＜ωCHG21 ならば、Cmode ＝3 ＰＷＭモード相別切り替え指令発生手段５は、インバー
タ出力電圧指令値発生手段１から出力されたインバータ
出力電圧出力電圧位相角指令値θRef とＰＷＭモード指
令発生手段４から出力されたＰＷＭモード指令Cmode
と、非同期ＰＷＭ電圧発生手段から出力された切り替え
位相角信号θCHGa＿u ，θCHGa＿v ，θCHGa＿w と、同
期３パルスモードＰＷＭ電圧発生手段から出力された切
り替え位相角θCHGs3 と、同期１パルスモードＰＷＭ電
圧発生手段から出力された切り替え位相角θCHGs1 を入
力として、Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeU，Ｖ相
ＰＷＭモード切り替え指令CmodeV，Ｗ相ＰＷＭモード切
り替え指令CmodeWを出力する。

【００９２】Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeUにつ
いて説明すると、例えば今、ＰＷＭモード指令Cmode が
0 ，Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeU＝0 の状態で
あるとする。ＰＷＭモード指令Cmode が0 から3 へ変化
したとき、

【００９３】

【数２９】 （π−θCHGs3)＞θu ＞θCHGs3 かつ、θCHGa＿u ＝
1 または、 (2π−θCHGs3)＞θu ＞（π＋θCHGs3) かつ、θCHGa
＿u ＝1 の条件が成立したときにはじめてＵ相ＰＷＭモード切り
替え指令CmodeUは0 から3 へ変化し、それまでは0 のま
まとなる。また、ＰＷＭモード指令Cmode が3 ，Ｕ相Ｐ
ＷＭモード切り替え指令CmodeU＝3 の状態からＰＷＭモ
ード指令Cmode が3 から0 へ変化したときも、数29に示
す条件が成立したときＵ相ＰＷＭモード切り替え指令Cm
odeUは0 へ変化する。また、ＰＷＭモード指令Cmode が
3 ，Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令cmodeU＝3 の状態で
において、ＰＷＭモード指令Cmode が3 から1 へ変化し
たとき、

【００９４】

【数３０】（π−θCHGs3)＞θu ＞θCHGs3 かつ（π−
θCHGs1)＞θu ＞θCHGs1 または、 (2π−θCHGs3)＞θu ＞（π＋θCHGs3)かつ(2π−θCH
Gs1)＞θu ＞（π＋θCHGs1) の条件が成立したときはじめてＵ相ＰＷＭモード切り替
え指令CmodeUは3 から1へ変化し、それまでは3 のまま
となる。また、ＰＷＭモード指令Cmode が1 ，Ｕ相ＰＷ
Ｍモード切り替え指令CmodeU＝1 の状態からＰＷＭモー
ド指令Cmode が1から3 へ変化したときも、数30に示す
条件が成立したときＵ相モード切り替え指令CmodeUは0
へ変化する。

【００９５】同様に、Ｖ相ＰＷＭモード切り替え指令Cm
odeV，Ｗ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeWも、Ｖ相，
Ｗ相それぞれの位相角θv ，θw についてＵ相ＰＷＭモ
ード切り替え指令CmodeUと同様の条件判別を行って出力
される。

【００９６】切り替え手段６は、例えばＵ相については
図24に示す構成であり、非同期ＰＷＭ電圧発生手段２か
ら出力されたＵ相非同期ＰＷＭ電圧ＶuASYと同期３パル
スモードＰＷＭ電圧発生手段８から出力されたＵ相同期
３パルスモードＰＷＭ電圧ＶuSYN3 と同期パルスモード
ＰＷＭ電圧発生手段９から出力されたＵ相同期１パルス
モードＰＷＭ電圧ＶuSYN1 、およびＰＷＭモード指令発
生手段４から出力されたＵ相ＰＷＭモード切り替え指令
CmodeUを入力し、数31に表される条件判別によりＵ相Ｐ
ＷＭ電圧ＶuPWMを出力する。

【００９７】

【数３１】CmodeU＝0 のとき：ＶuPWM＝ＶuASY CmodeU＝3 のとき：ＶuPWM＝ＶuSYN3 CmodeU＝1 のとき：ＶuPWM＝ＶuSYN1 その他の構成および動作は第１の実施の形態と同様であ
る。

【００９８】この構成により第１の実施の形態と同様
に、ＰＷＭモード切り換えにおいて、インバータ出力電
圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ電圧を、切り替
え時のインバータの出力電流の過渡変動が最も小さくな
る位相角において各相独立に切り替えられるため、切り
替え時の電動機のトルクショックをなくすことができ
る。

【００９９】なお、本実施の形態では非同期ＰＷＭモー
ドは同期３パルスＰＷＭモードと同期１パルスＰＷＭモ
ードとを切り替える場合の例を示したが、同期ＰＷＭモ
ードが他のパルスモードである場合または３つ以上の同
期ＰＷＭモードを有する場合でも、ＰＷＭモードの切り
替え動作は本実施の形態と同様に行うことができる。

【０１００】図25と図26は本発明の第７の実施の形態を
示す図で、図25は図１に示した主回路の制御装置の構成
図で、図26はＰＷＭモード相別切り替え指令発生手段５
の構成図である。

【０１０１】本実施の形態では、ＰＷＭモード相別切り
替え指令発生手段５にインバータ出力電圧振幅指令値Ｖ
mRefが直接入力される。切り替え位相角発生手段52で
は、インバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefから、非同期
ＰＷＭ電圧と同期３パルスモードＰＷＭ電圧とを切り替
える際の切り替え位相角θCHG1と、同期３パルスモード
ＰＷＭ電圧と同期１パルスモードＰＷＭ電圧とを切り替
える際の切り替え位相角θCHG2を演算して出力する。各
ＰＷＭ電圧とインバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefとの
関係が明かな場合には、この構成により切り替え位相角
θCHG1，θCHG2が求められる。

【０１０２】Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeUにつ
いて説明ると、例えば今、ＰＷＭモード指令Cmode が0
，Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeU＝0 の状態で
あるとする。ＰＷＭモード指令Cmode が0 から3 へ変化
したとき、位相角θu が切り替え位相角θCHG1の範囲と
なったときにはじめてＵ相ＰＷＭモード切り替え指令Cm
odeUは0 から3 へ変化し、それまでは0 のままとなる。
また、ＰＷＭモード指令Cmode が3 ，Ｕ相ＰＷＭモード
切り替え指令CmodeU＝3 の状態からＰＷＭモード指令Cm
ode が3 から0 へ変化したときも、上記の条件が成立し
たときＵ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeUは0 へ変化
する。

【０１０３】また、ＰＷＭモード指令Cmode が3 ，Ｕ相
ＰＷＭモード切り替え指令CmodeU＝3 の状態からＰＷＭ
モード指令Cmode が3 から1 へ変化したとき、位相角θ
u が切り替え位相角θCHG2の範囲となったときにＵ相Ｐ
ＷＭモード切り替え指令CmodeUは3 から1 へ変化し、そ
れまでは3 のままとなる。また、ＰＷＭモード指令Cmod
e が1 ，Ｕ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeU＝1 の状
態からＰＷＭモード指令Cmode が1 から3 へ変化したと
きも、上記の条件が成立したときＵ相ＰＷＭモード切り
替え指令CmodeUは3 へ変化する。

【０１０４】同様にＶ相，Ｗ相においても、ＰＷＭモー
ド指令Cmode の変化に対して、それぞれの位相角θv ，
θw と切り替え位相角θCHG1，θCHG2とを比較して、Ｖ
相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeVとＷ相ＰＷＭモード
切り替え指令CmodeWが変化する。

【０１０５】更に、図26に示した切り替え位相角発生手
段52の内部は、図18のように構成してもよい。切り替え
位相角記憶部 521は、インバータ出力電圧振幅指令値Ｖ
mRefと各ＰＷＭ電圧波形から、非同期ＰＷＭ電圧と同期
３パルスモードＰＷＭ電圧を切り替える際の切り替え位
相角θCHG1と同期３パルスモードＰＷＭ電圧と同期１パ
ルスモードＰＷＭ電圧を切り替える際の切り替え位相角
θCHG2を予め演算して求めて記憶しておき、入力される
インバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefに対応する切り替
え位相角θCHG1，θCHG2の値を出力する。

【０１０６】その他の構成および動作は図21で示した第
６の実施の形態と同様である。この構成により第１の実
施の形態と同様に、ＰＷＭモード切り換えにおいて、イ
ンバータ出力電圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ
電圧を、切り替え時のインバータの出力電流の過渡変動
が最も小さくなる位相角において各相独立に切り替えら
れるため、切り替え時の電動機のトルクショックをなく
すことができる。

【０１０７】なお、本実施の形態では同期ＰＷＭモード
は同期３パルスＰＷＭモードと同期１パルスＰＷＭモー
ドとを切り替える場合の例を示したが、同期ＰＷＭモー
ドが他のパルスモードである場合、また３つ以上の同期
ＰＷＭモードを有する場合でも、ＰＷＭモードの切り替
え動作は本実施の形態と同様に行うことができる。

【０１０８】図27は本発明の第８の実施の形態を示す図
で、図１に示した主回路の制御装置の構成図である。本
実施の形態では、非同期ＰＷＭ電圧と同期３パルスモー
ドＰＷＭ電圧とを切り替える際の切り替え位相角θCHG1
と、同期３パルスモードＰＷＭ電圧と同期１パルスモー
ドＰＷＭ電圧とを切り替える際の切り替え位相角θCHG2
は、各ＰＷＭ電圧から予め求めた一定値を用いる。

【０１０９】その他の構成および動作は図21で示した第
６の実施の形態と同様である。この構成により第１の実
施の形態と同様に、ＰＷＭモード切り換えにおいて、イ
ンバータ出力電圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ
電圧を切り替え時のインバータの出力電流の過渡変動が
最も小さくなる位相角において各相独立に切り替えられ
るため、切り替え時の電動機のトルクショックをなくす
ことができる。

【０１１０】なお、本実施の形態では同期ＰＷＭモード
は同期３パルスＰＷＭモードと同期１パルスＰＷＭモー
ドとを切り替える場合の例を示したが、同期ＰＷＭモー
ドが他のパルスモードである場合、また３つ以上の同期
ＰＷＭモードを有する場合でも、ＰＷＭモードの切り替
え動作は本実施の形態と同様に行うことができる。

【０１１１】図28は本発明の第９の実施の形態を示す図
で、図１に示した主回路の制御装置の構成図である。制
御装置は、インバータ出力電圧指令値発生手段１と、非
同期ＰＷＭ電圧発生手段２と、同期ＰＷＭ電圧発生手段
３と、ＰＷＭモード指令発生手段４と、ＰＷＭモード相
別切り替え指令発生手段５と、切り替え手段６と、ゲー
ト信号発生手段７とで構成される。

【０１１２】本実施の形態では、同期ＰＷＭ電圧発生手
段３には、インバータ出力電圧指令値発生手段１から出
力されたインバータ出力電圧振幅指令値ＶmRefとインバ
ータ出力電圧出力電圧位相角指令値θRef 、およびＰＷ
Ｍモード相別切り替え指令発生手段５から出力されたＵ
相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeU，Ｖ相ＰＷＭモード
切り替え指令CmodeV，Ｗ相ＰＷＭモード切り替え指令Cm
odeWが入力される。各相の同期ＰＷＭ電圧は、

【０１１３】

【数３２】 ＶuSYN：CmodeU＝0 のとき：同期３パルスモードＰＷＭ電圧 CmodeU＝3 のとき：同期３パルスモードＰＷＭ電圧 CmodeU＝1 のとき：同期１パルスモードＰＷＭ電圧 ＶvSYN：CmodeV＝0 のとき：同期３パルスモードＰＷＭ電圧 CmodeV＝3 のとき：同期３パルスモードＰＷＭ電圧 CmodeV＝1 のとき：同期１パルスモードＰＷＭ電圧 ＶwSYN：CmodeW＝0 のとき：同期３パルスモードＰＷＭ電圧 CmodeW＝3 のとき：同期３パルスモードＰＷＭ電圧 CmodeW＝1 のとき：同期１パルスモードＰＷＭ電圧 がそれぞれ出力される。

【０１１４】また、切り替え手段６は例えばＵ相で説明
すると図10に示す構成であり、Ｕ相非同期ＰＷＭ電圧Ｖ
uASY，Ｕ相同期ＰＷＭ電圧ＶuSYN，Ｕ相ＰＷＭモード切
り替え指令CmoseUを入力として、数33に表される条件判
別によりＵ相ＰＷＭ電圧ＶuPWMを出力する。

【０１１５】

【数３３】CmoseU＝0 のとき：ＶuPWM＝ＶuASY CmoseU＝3 のとき：ＶuPWM＝ＶuSYN CmoseU＝1 のとき：ＶuPWM＝ＶuSYN Ｖ相，Ｗ相についても、それぞれの非同期ＰＷＭ電圧，
同期ＰＷＭ電圧，ＰＷＭモード切り替え指令を入力とし
て、同様の条件判別によりＶ相ＰＷＭ電圧ＶvPWM，Ｗ相
ＰＷＭ電圧ＶwPWMを各々出力する。

【０１１６】ＰＷＭモード相別切り替え指令発生手段５
は例えば図26に示す構成であり、インバータ出力電圧振
幅指令値ＶmRef，インバータ出力電圧出力電圧位相角指
令値θRef ，ＰＷＭモード指令Cmode を入力として、図
25で示した第７の実施の形態と同様にＵ相ＰＷＭモード
切り替え指令CmodeU，Ｖ相ＰＷＭモード切り替え指令Cm
odeV，Ｗ相ＰＷＭモード切り替え指令CmodeWが出力され
る。

【０１１７】更に図26に示した切り替え位相角発生手段
52の内部は、図18のように構成してもよい。切り替え位
相角記憶部 521は、インバータ出力電圧振幅指令値ＶmR
efと各ＰＷＭ電圧波形から、非同期ＰＷＭ電圧と同期３
パルスモードＰＷＭ電圧を切り替える際の切り替え位相
角θCHG1と同期３パルスモードＰＷＭ電圧と同期１パル
スモードＰＷＭ電圧を切り替える際のθCHG2を予め演算
して求めて記憶しておき、入力されるインバータ出力電
圧振幅指令値ＶmRefに対応する切り替え位相角θCHG1，
θCHG2の値を出力する。

【０１１８】その他の構成および動作は図25で示した第
７の実施の形態と同様である。この構成により第１の実
施の形態と同様に、ＰＷＭモード切り換えにおいて、イ
ンバータ出力電圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ
電圧を、切り替え時のインバータの出力電流の過渡変動
が最も小さくなる位相角において各相独立に切り替える
ため、切り替え時の電動機のトルクショックをなくすこ
とができる。

【０１１９】なお、本実施の形態では同期ＰＷＭモード
は同期３パルスＰＷＭモードと同期１パルスＰＷＭモー
ドとを切り替える場合の例を示したが、同期ＰＷＭモー
ドが他のパルスモードである場合また３つ以上の同期Ｐ
ＷＭモードを有する場合でも、ＰＷＭモードの切り替え
動作は本実施の形態と同様に行うことができる。

【０１２０】図29は本発明の第10の実施の形態を示す図
で、図１に示した主回路の制御装置の構成図である。本
実施の形態では、非同期ＰＷＭ電圧と同期３パルスＰＷ
Ｍ電圧とを切り替える際の切り替え位相角θCHG1と、同
期３パルスＰＷＭ電圧と同期１パルスＰＷＭ電圧とを切
り替える際の切り替え位相角θCHG2は、各ＰＷＭ電圧か
ら予め求めた一定値を用いる。

【０１２１】その他の構成および動作は図28で示した第
９の実施の形態と同様である。この構成により第１の実
施の形態と同様に、ＰＷＭモード切り換えにおいて、イ
ンバータ出力電圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ
電圧を、切り替え時のインバータの出力電流の過渡変動
が最も小さくなる位相角において各相独立に切り替える
ため、切り替え時の電動機のトルクショックをなくすこ
とができる。

【０１２２】なお、本実施の形態では同期ＰＷＭモード
は同期３パルスＰＷＭモードと同期１パルスＰＷＭモー
ドとを切り替える場合の例を示したが、同期ＰＷＭモー
ドが他のパルスモードである場合または３つ以上の同期
ＰＷＭモードを有する場合でも、ＰＷＭモードの切り替
え動作は本実施の形態と同様に行うことができる。

【０１２３】また、上述した図16で示した第３の実施の
形態から図29に示した第10の実施の形態において、主回
路の構成を図12に示した２レベル出力のインバータ主回
路と置き換えた場合にも、第１の実施の形態に対する第
２の実施の形態のように、ＰＷＭモードの切り替えを同
様に行うことができる。

【０１２４】よって、主回路の構成を図12に示す２レベ
ル出力インバータ主回路と置き換えた場合にも、インバ
ータ出力電圧のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれのＰＷＭ電圧
を、切り替え時のインバータ出力電流の過渡変動を最も
小さくなる切り替え位相角において各相独立に切り替え
られるため、切り替え時の電動機のトルクショックをな
くすことができる。

【０１２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンバータ出力電圧の過渡的な変動および電動機トルクシ
ョックが起こらずに、ＰＷＭモードの切り替えを行うこ
とができる電力変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すインバータの
主回路構成図である。

【図２】図１の制御装置の構成を示す図である。

【図３】図２のインバータ出力電圧指令値発生手段の構
成を示す図である。

【図４】図２の非同期ＰＷＭ電圧発生手段の構成を示す
図である。

【図５】各相の相電圧指令の一例を示す図である。

【図６】図２の同期ＰＷＭ電圧発生手段の構成を示す図
である。

【図７】ＰＷＭ波形を示す図である。

【図８】図２のＰＷＭモード指令発生手段の構成を示す
図である。

【図９】図２のＰＷＭモード相別切り替え指令発生手段
の構成を示す図である。

【図１０】図２の切り替え手段の構成を示す図である。

【図１１】非同期ＰＷＭモードから同期１パルスＰＷＭ
モードへの切り替え時のインバータ主力電圧波形の例を
示す図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態におけるインバー
タの主回路構成を示す図である。

【図１３】第２の実施の形態の同期ＰＷＭ電圧発生手段
の構成を示す図である。

【図１４】ＰＷＭ波形を示す図である。

【図１５】非同期ＰＷＭモードから同期３パルスＰＷＭ
モードへの切り替え時のインバータ主力電圧波形の例を
示す図である。

【図１６】本発明の第３の実施の形態を示す制御装置の
構成図である。

【図１７】図16のＰＷＭモード相別切り替え指令発生手
段の構成を示す図である。

【図１８】本発明の第４の実施の形態を示す切り替え位
相角発生手段の構成図である。

【図１９】本発明の第５の実施の形態を示す制御装置の
構成図である。

【図２０】図19のＰＷＭモード相別切り替え指令発生手
段の構成を示す図である。

【図２１】本発明の第６の実施の形態を示す制御装置の
構成図である。

【図２２】ＰＷＭ波形を示す図である。

【図２３】図21のＰＷＭモード指令発生手段の構成を示
す図である。

【図２４】図21の切り替え手段の構成を示す図である。

【図２５】本発明の第７の実施の形態を示す制御装置の
構成図である。

【図２６】図25のＰＷＭモード相別切り替え指令発生手
段の構成を示す図である。

【図２７】本発明の第８の実施の形態を示す制御装置の
構成図である。

【図２８】本発明の第９の実施の形態を示す制御装置の
構成図である。

【図２９】本発明の第10の実施の形態を示す制御装置の
構成図である。

【符号の説明】

１…インバータ出力電圧指令値発生手段，２…非同期Ｐ
ＷＭ電圧発生手段，３…同期ＰＷＭ電圧発生手段，４…
ＰＷＭモード指令発生手段，５…ＰＷＭモード相別切り
替え指令発生手段，６…切り替え手段，７…ゲート信号
発生手段，８…同期３パルスモードＰＷＭ電圧発生手
段，９…同期１パルスモードＰＷＭ電圧発生手段，11…
電流制御手段，21…相電圧指令発生手段，22…過変調モ
ード判別手段，23…キャリア三角波発生手段，24…三角
波比較手段，31…スイッチング位相演算手段，32…１パ
ルスモード相電圧波形発生手段，33…３パルスモード相
電圧波形発生手段，51…ＰＷＭモード切り替え指令発生
手段，52…切り替え位相角発生手段， 100…制御装置，
521…切り替え位相角記憶部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスイッチング素子で構成され、直
   流電圧を多相の交流電圧に変換する変換手段を、非同期
   モ−ドまたは同期モ−ドのパルス幅変調モ−ドでパルス
   幅変調制御する電力変換装置において、 前記変換手段の出力する交流電圧の周期にパルスが同期
   しないパルス幅変調電圧を出力する非同期パルス幅変調
   電圧発生手段と、 前記変換手段の出力する交流電圧の周期に同期した１周
   期あたり任意の数のパルスを有するパルス幅変調電圧を
   出力する同期パルス幅変調電圧発生手段と、 前記パルス幅変調モ−ドを非同期モ−ドから同期モ−ド
   へ、または同期モ−ドから非同期モ−ドに切り替える際
   に、前記変換手段の出力の過渡変動が最も小さく切り替
   えられる位相角の範囲に入った相から各相独自に前記パ
   ルス幅変調モ−ドの切り替えを行ない、前記非同期パル
   ス幅変調電圧発生手段の出力と前記同期パルス幅変調電
   圧発生手段の出力のいずれか一方に基づいて、前記変換
   手段の複数のスイッチング素子を制御する制御手段とを
   有する電力変換装置。