JP2021106458A - Inverter device - Google Patents

Inverter device Download PDF

Info

Publication number
JP2021106458A
JP2021106458A JP2019236377A JP2019236377A JP2021106458A JP 2021106458 A JP2021106458 A JP 2021106458A JP 2019236377 A JP2019236377 A JP 2019236377A JP 2019236377 A JP2019236377 A JP 2019236377A JP 2021106458 A JP2021106458 A JP 2021106458A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
motor
lower arm
change
arm switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019236377A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7394619B2 (en
Inventor
辰樹 柏原
Tatsuki Kashiwabara
辰樹 柏原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanden Corp
Original Assignee
Sanden Holdings Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanden Holdings Corp filed Critical Sanden Holdings Corp
Priority to JP2019236377A priority Critical patent/JP7394619B2/en
Publication of JP2021106458A publication Critical patent/JP2021106458A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7394619B2 publication Critical patent/JP7394619B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide an inverter device capable of effectively eliminating or suppressing generation of common mode noise due to an inversion of a phase current even when influence of dead time and delay time of a switching element is taken into consideration.SOLUTION: A control device 21 synchronizes switching timings of upper and lower arm switching elements 18A to 18F of each phase taking dead time and delay time of the switching elements into consideration, and performs a switching operation that cancels change in a phase voltage applied to a motor 8 with change in other phase voltages. In a carrier period in which a direction of a current flowing through the motor 8 is reversed, the switching operation is changed so as to eliminate or suppress fluctuation of a neutral point potential of the motor 8 caused by the dead time and the delay time of the switching elements.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、インバータ回路により三相交流電圧をモータに印加して駆動するインバータ装置に関するものである。 The present invention relates to an inverter device that is driven by applying a three-phase AC voltage to a motor by an inverter circuit.

従来よりモータを駆動するためのインバータ装置は、複数のスイッチング素子により三相のインバータ回路を構成すると共に、UVW各相のスイッチング素子をPWM(Pulse Width Modulation)制御し、正弦波に近い電圧波形をモータに印加して駆動するものである。 Conventionally, an inverter device for driving a motor has a three-phase inverter circuit composed of a plurality of switching elements, and PWM (Pulse Width Modulation) control of the switching elements of each phase of UVW to obtain a voltage waveform close to a sine wave. It is driven by applying it to a motor.

図19はモータに流れる各相電流(モータ電流)の位相を示している。尚、iuはU相電流(実線)、ivはV相電流(一点鎖線)、iwはW相電流(破線)である(何れも−1〜1に補正して正規化した値)。各相電流iu、iv、iw(モータ電流)は何れも正弦波状であるため、180°毎にゼロクロスし、電流の向きが反転する。この例では、例えばV相電流ivが30°の位相でゼロクロスし、負の値(モータから流出する方向)から正の値(モータに流れ込む方向)に反転している。 FIG. 19 shows the phases of each phase current (motor current) flowing through the motor. In addition, iu is a U-phase current (solid line), iv is a V-phase current (dashed-dotted line), and iwa is a W-phase current (broken line) (all are corrected to -1 to 1 and normalized values). Since each phase current iu, iv, and iwa (motor current) has a sinusoidal shape, zero crossing occurs every 180 ° and the direction of the current is reversed. In this example, for example, the V-phase current iv crosses zero in a phase of 30 ° and is inverted from a negative value (direction flowing out of the motor) to a positive value (direction flowing into the motor).

次に、図20は従来のインバータ装置における三相変調電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’とキャリア信号、U相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwの各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位Vcを示した図である。図示しない相電圧指令演算部は、モータの電気角、電流指令値と相電流に基づいてモータの各相の電機子コイルに印加する三相変調電圧指令値Vu’(U相電圧指令値)、Vv’(V相電圧指令値)、Vw’(W相電圧指令値)を演算する。尚、図20の三相変調電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’は、直流電圧Vdcで正規化(−1〜1に補正)した後の値である。 Next, FIG. 20 shows the three-phase modulation voltage command values Vu', Vv', Vw' and the carrier signal, the U-phase voltage Vu, the V-phase voltage Vv, and the W-phase voltage Vw in each phase voltage (PWM signal) in the conventional inverter device. ), It is a figure which showed the neutral point potential Vc of a motor. The phase voltage command calculation unit (not shown) is a three-phase modulated voltage command value Vu'(U-phase voltage command value) applied to the armature coil of each phase of the motor based on the electric angle, current command value and phase current of the motor. Calculate Vv'(V-phase voltage command value) and Vw'(W-phase voltage command value). The three-phase modulation voltage command values Vu', Vv', and Vw' in FIG. 20 are values after normalization (corrected to -1 to 1) with the DC voltage Vdc.

また、実施例では鋸波のキャリア信号を使用しているため、U相電圧指令値Vu’には1キャリア周期内に立ち上げ指令値Vu’upと立ち下げ指令値Vu’downが存在する。同様に、V相電圧指令値Vv’にも1キャリア周期内に立ち上げ指令値Vv’upと立ち下げ指令値Vv’downが存在し、W相電圧指令値Vw’にも1キャリア周期内に立ち上げ指令値Vw’upと立ち下げ指令値Vw’downが存在する。 Further, since the carrier signal of the sawtooth wave is used in the embodiment, the U-phase voltage command value Vu'has a start command value Vu'up and a start command value Vu'down within one carrier cycle. Similarly, the V-phase voltage command value Vv'also has a start-up command value Vv'up and a start-up command value Vv'down within one carrier cycle, and the W-phase voltage command value Vw'also has a start-up command value Vv'down within one carrier cycle. There are a start-up command value Vw'up and a start-up command value Vw'down.

次に、図示しないPWM信号生成部が、U相電圧指令値Vu’の立ち上げ指令値Vu’up、立ち下げ指令値Vu’down、V相電圧指令値Vv’の立ち上げ指令値Vv’up、立ち下げ指令値Vv’down、W相電圧指令値Vw’の立ち上げ指令値Vw’up、Vw’downとキャリア信号(鋸波キャリア)の大小を比較することで、インバータ回路の駆動指令信号となるPWM信号を生成する。このPWM信号が正規化後のU相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwの各相電圧となる。 Next, a PWM signal generation unit (not shown) has a U-phase voltage command value Vu'start-up command value Vu'up, a start-up command value Vu'down, and a V-phase voltage command value Vv'start-up command value Vv'up. By comparing the magnitude of the carrier signal (saw wave carrier) with the start-up command values Vw'up and Vw'down of the start-up command values Vv'down and W-phase voltage command value Vw', the drive command signal of the inverter circuit Is generated as a PWM signal. This PWM signal becomes each phase voltage of the U-phase voltage Vu, the V-phase voltage Vv, and the W-phase voltage Vw after normalization.

そして、モータの中性点電位Vcは、各相電圧の平均値である(Vu+Vv+Vw)/3で算出されるが、従来では図20の最下段に示すようにこの中性点電位Vcが変動するため、コモンモードノイズが発生する問題があった。 The neutral point potential Vc of the motor is calculated by the average value of each phase voltage (Vu + Vv + Vw) / 3, but conventionally, the neutral point potential Vc fluctuates as shown in the lowermost stage of FIG. Therefore, there is a problem that common mode noise is generated.

このコモンモードノイズは、例えば電動コンプレッサを構成するモータの場合、コンプレッサの筐体と接地間の浮遊容量を通して漏洩するコモンモード電流によって発生する。従来では大型のノイズフィルタを設置するなどの対策が採られていたが、その他に、電圧ベクトルの選択やスイッチングのタイミングにより対処するものや、特殊なキャリア信号を使用することで中性点電位の変動を抑制するもの等が提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。 In the case of a motor constituting an electric compressor, for example, this common mode noise is generated by a common mode current leaking through a stray capacitance between the compressor housing and the ground. In the past, measures such as installing a large noise filter were taken, but in addition to this, measures are taken by selecting the voltage vector and switching timing, and by using a special carrier signal, the neutral point potential can be increased. Those that suppress fluctuations have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4).

特開平10−23760号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-23760 特開2003−18853号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-18853 特許第4389446号公報Japanese Patent No. 4389446 特許第5045137号公報Japanese Patent No. 5045137

特許文献1では3相2レベルインバータでのスイッチング動作に関しては、2相のみ駆動させるため滑らかな正弦波電圧の印加が困難になり騒音の発生の原因となる。また、特許文献2ではPWM整流回路の動作を考慮したスイッチング動作をする必要があり、使用できる運転範囲及び製品が限定される。また、特許文献3では制御装置がPWM信号生成部の機能を利用するものを前提としていないため、高価な制御装置を用いる必要があり、量産品への適用が困難である。また、特許文献4では二つのキャリア信号をもったマイクロコンピュータでなければ実装できない。また、特許文献4ではキャリアカウントをクリアするタイミングでスイッチングさせているため、相電流の向きが等しいときにはデッドタイムの影響によりスイッチングのタイミングがずれてしまい、中性点電位の変動を抑制できないという問題がある。 In Patent Document 1, regarding the switching operation in the three-phase two-level inverter, since only two phases are driven, it becomes difficult to apply a smooth sine wave voltage, which causes noise. Further, in Patent Document 2, it is necessary to perform a switching operation in consideration of the operation of the PWM rectifier circuit, and the usable operating range and products are limited. Further, since Patent Document 3 does not assume that the control device utilizes the function of the PWM signal generation unit, it is necessary to use an expensive control device, and it is difficult to apply it to mass-produced products. Further, in Patent Document 4, it can be implemented only by a microcomputer having two carrier signals. Further, in Patent Document 4, since switching is performed at the timing of clearing the carrier count, when the directions of the phase currents are the same, the switching timing is shifted due to the influence of the dead time, and the fluctuation of the neutral point potential cannot be suppressed. There is.

そこで、各相の電圧指令値Vu’、Vv’Vw’に補正を加えて電圧指令補正値Cu、Cv、Cwとし、図21や図22に示すように、各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングタイミングを同期させ、モータに印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消すことで、中性点電位Vcを変動しないようにする方策が考えられる。尚、図22は図21の枠Z1部分を拡大したものである。また、この場合の条件は、キャリア周波数20kHz、電気角周波数800Hzの場合である。 Therefore, the voltage command values Vu'and Vv'Vw'of each phase are corrected to obtain the voltage command correction values Cu, Cv, and Cw, and as shown in FIGS. 21 and 22, the switching of the upper and lower arm switching elements of each phase is performed. It is conceivable to synchronize the timing and cancel the change in the phase voltage applied to the motor by the change in the other phase voltage so that the neutral point potential Vc does not fluctuate. Note that FIG. 22 is an enlarged view of the frame Z1 portion of FIG. 21. The conditions in this case are a carrier frequency of 20 kHz and an electric angular frequency of 800 Hz.

各図中CuupはU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値、CudownはU相電圧指令補正値Cuの立ち下げ指令値である。同様に、CvupはV相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値、CvdownはV相電圧指令補正値Cvの立ち下げ指令値、CwupはW相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値、CwdownはW相電圧指令補正値Cwの立ち下げ指令値であり、この場合も、前述したPWM信号生成部がそれら(立ち上げ指令値Cuup、立ち下げ指令値Cudown、立ち上げ指令値Cvup、立ち下げ指令値Cvdown、立ち上げ指令値Cw、立ち下げ指令値Cwdown)とキャリア信号の大小を比較することで、インバータ回路の駆動指令信号となるPWM信号を生成する。 In each figure, Cup is a U-phase voltage command correction value Cu start-up command value, and Cudown is a U-phase voltage command correction value Cu start-up command value. Similarly, Cvup is the start-up command value of the V-phase voltage command correction value Cv, Cvdown is the start-up command value of the V-phase voltage command correction value Cv, Cup is the start-up command value of the W-phase voltage command correction value Cw, and Cwdown is the start-up command value. It is a start-up command value of the W-phase voltage command correction value Cw, and in this case as well, the above-mentioned PWM signal generation unit uses them (start-up command value Cup, start-up command value Cudown, start-up command value Cvup, start-up command value). By comparing the magnitude of the carrier signal with the voltage (Cvdown, start-up command value Cw, start-up command value Cwdown) and the magnitude of the carrier signal, a PWM signal to be a drive command signal of the inverter circuit is generated.

例えば、図22中の30°の位相以降の位相P1でV相の上アームスイッチング素子がOFFし、デッドタイム(同じ相の上下アームスイッチング素子が同時にONした状態を作らないようにするためのタイムラグ。以下、同じ。)後の位相P2で下アームスイッチング素子がONした場合、V相電流ivが負の値でモータから流出する向きのまま反転しないときは、V相電圧Vvは下アームスイッチング素子の動作で変化し、位相P2で立ち下がる。U相電圧Vuはデッドタイムを考慮し、V相電圧Vvが立ち下がるタイミングに合わせて位相P2で立ち上がるように立ち上げ指令値Cuupが補正されるので、中性点電位Vcは変動しない。なお、制御装置が生成するPWM信号が実際にスイッチング素子で出力されるまでにはスイッチング素子のターンオン遅延時間、ターンオフ遅延時間などが存在するため、制御装置はこのスイッチング素子の遅延時間(スイッチング素子のターンオン遅延時間、ターンオフ遅延時間など)を考慮してPWM信号を出力する。また、スイッチング素子のターンオン遅延時間、ターンオフ遅延時間は使用するIGBTとフライホイールダイオードの特性により異なるものの、デッドタイムの影響と同様にモータに流れる相電流の正負判断によって分かる(遅延時間が分かる)ため、前記のデッドタイムと同様に補正することが可能である。このように、ターンオン遅延時間、ターンオフ遅延時間はデッドタイムの補正と同時に実施できるため、以後は補正方法について明記しないが、デッドタイムの補正を行う際には同時に補正を行うものとする。 For example, in the phase P1 after the phase of 30 ° in FIG. 22, the upper arm switching element of the V phase is turned off, and the dead time (the time lag for preventing the upper and lower arm switching elements of the same phase from being turned on at the same time). The same applies hereinafter.) When the lower arm switching element is turned on in the subsequent phase P2, the V-phase voltage Vv is the lower arm switching element when the V-phase current iv is a negative value and does not reverse in the direction of outflow from the motor. It changes with the operation of, and falls at the phase P2. Considering the dead time, the U-phase voltage Vu is corrected so that the rise command value Cup rises in the phase P2 according to the timing when the V-phase voltage Vv falls, so that the neutral point potential Vc does not fluctuate. Since there are turn-on delay time, turn-off delay time, etc. of the switching element before the PWM signal generated by the control device is actually output by the switching element, the control device uses the delay time of this switching element (of the switching element). The PWM signal is output in consideration of the turn-on delay time, turn-off delay time, etc.). In addition, although the turn-on delay time and turn-off delay time of the switching element differ depending on the characteristics of the IGBT and flywheel diode used, they can be determined by determining the positive or negative of the phase current flowing through the motor (the delay time can be determined), similar to the effect of dead time. , It is possible to correct the dead time in the same manner as described above. As described above, since the turn-on delay time and the turn-off delay time can be performed at the same time as the dead time correction, the correction method will not be specified hereafter, but the dead time correction shall be performed at the same time.

その後、位相P3でV相の下アームスイッチング素子がOFFし、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間後の位相P4で上アームスイッチング素子がONした場合、V相電流ivが負の値でモータから流出する向きのまま反転しないときは、V相電圧Vvは下アームスイッチング素子の動作で変化し、位相P3で立ち上がる。W相電圧Vwはデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間を考慮し、V相電圧Vvが立ち上がるタイミングに合わせて位相P3で立ち下がるように立ち下げ指令値Cwdownが補正されるので、中性点電位Vcは変動しない。 After that, when the lower arm switching element of the V phase is turned off at the phase P3 and the upper arm switching element is turned on at the phase P4 after the dead time and the delay time of the switching element, the V phase current iv flows out of the motor with a negative value. When the voltage is not reversed in the same direction, the V-phase voltage Vv changes due to the operation of the lower arm switching element and rises in the phase P3. Considering the dead time and the delay time of the switching element, the W-phase voltage Vw is corrected so that the V-phase voltage Vv falls at the phase P3 according to the timing at which the V-phase voltage Vv rises. Does not fluctuate.

しかしながら、図19の例のように位相30°でV相電流ivが負の値から正の値(モータに流れ込む方向)に反転した場合、V相電圧Vvは上アームスイッチング素子の動作で変化するようになるので、図22に示すように上アームスイッチング素子がOFFする位相P1で立ち下がることになる。そのため、位相P2でU相電圧Vuを立ち上げても、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが下がる方向に変動してしまう。 However, when the V-phase current iv is inverted from a negative value to a positive value (direction of flowing into the motor) at a phase of 30 ° as in the example of FIG. 19, the V-phase voltage Vv changes due to the operation of the upper arm switching element. Therefore, as shown in FIG. 22, the upper arm switching element falls off at the phase P1 in which the switching element is turned off. Therefore, even if the U-phase voltage Vu is raised in the phase P2, the neutral point potential Vc fluctuates in the direction of decreasing in a pulse shape having a width corresponding to the dead time and the delay time of the switching element.

同様に、V相電圧Vvは上アームスイッチング素子がONする位相P4で立ち上がることになるため、位相P3でW相電圧Vwを立ち下げてしまうと、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが下がる方向に変動してしまう。即ち、この例では中性点電位Vcは位相P1〜P4の計4回変動してしまうため、それぞれにおいて(計4回)コモンモードノイズが発生してしまうという問題があった。 Similarly, since the V-phase voltage Vv rises in the phase P4 in which the upper arm switching element is turned on, if the W-phase voltage Vw is lowered in the phase P3, the width of the dead time and the delay time of the switching element is widened. The neutral point potential Vc fluctuates in a pulsed manner in a downward direction. That is, in this example, since the neutral point potential Vc fluctuates four times in total in the phases P1 to P4, there is a problem that common mode noise is generated in each (four times in total).

本発明は、係る従来の状況を考慮して成されたものであり、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響を考慮した場合にも、相電流の反転に伴うコモンモードノイズの発生を効果的に解消、若しくは、抑制することができるインバータ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the conventional situation, and is effective in generating common mode noise due to the inversion of the phase current even when the influence of the dead time and the delay time of the switching element is taken into consideration. It is an object of the present invention to provide an inverter device that can be eliminated or suppressed.

本発明のインバータ装置は、上アーム電源ライン及び下アーム電源ライン間に、各相毎に上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子を直列接続し、これら各相の上下アームスイッチング素子の接続点の電圧を三相交流出力としてモータに印加するインバータ回路と、このインバータ回路の各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを制御する制御装置を備えたものであって、制御装置は、各相の上下アームスイッチング素子をスイッチングする際のデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間を考慮して各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングタイミングを同期させ、モータに印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消すスイッチング動作を実行すると共に、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間に起因して生じるモータの中性点電位の変動を解消、若しくは、抑制する方向でスイッチング動作を変更することを特徴とする。 In the inverter device of the present invention, an upper arm switching element and a lower arm switching element are connected in series for each phase between the upper arm power supply line and the lower arm power supply line, and the voltage at the connection point of the upper and lower arm switching elements of each phase. Is provided with an inverter circuit that applies the above as a three-phase AC output to the motor and a control device that controls the switching of the upper and lower arm switching elements of each phase of this inverter circuit, and the control device is the upper and lower arm switching of each phase. The switching timing of the upper and lower arm switching elements of each phase is synchronized in consideration of the dead time when switching the elements and the delay time of the switching element, and the change of the phase voltage applied to the motor is changed by the change of the other phase voltage. In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed while executing the switching operation that cancels out, the direction of eliminating or suppressing the fluctuation of the neutral point potential of the motor caused by the dead time and the delay time of the switching element. It is characterized by changing the switching operation with.

請求項2の発明のインバータ装置は、上記発明において制御装置は、何れか一相の下アームスイッチング素子がONし、他の二相の上アームスイッチング素子がONしている状態からスイッチングの規定区間を開始することを特徴とする。 In the inverter device of the invention of claim 2, in the above invention, in the control device, a specified section of switching is performed from a state in which the lower arm switching element of any one phase is turned on and the upper arm switching element of the other two phases is turned on. It is characterized by starting.

請求項3の発明のインバータ装置は、請求項1の発明において制御装置は、何れか二相の下アームスイッチング素子がONし、他の一相の上アームスイッチング素子がONしている状態からスイッチングの規定区間を開始することを特徴とする。 The inverter device according to the third aspect of the present invention is the control device according to the first aspect of the present invention, in which the lower arm switching element of any two phases is turned on and the upper arm switching element of the other one phase is turned on. It is characterized by starting the specified section of.

請求項4の発明のインバータ装置は、上記各発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、当該電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御を実行することを特徴とする。 In the inverter device of the invention of claim 4, in each of the above inventions, the control device stops switching of the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is reversed in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. By synchronizing the switching of the other two-phase upper and lower arm switching elements, the first change control for canceling the change in the phase voltage applied to the motor by the change in the other phase voltage is executed.

請求項5の発明のインバータ装置は、請求項1乃至請求項3の発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、全ての相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御を実行することを特徴とする。 The inverter device according to the fifth aspect of the present invention is the control device according to the first to third aspects, in which the switching of the upper and lower arm switching elements of all phases is stopped in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. It is characterized by executing a second change control.

請求項6の発明のインバータ装置は、請求項1乃至請求項3の発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、当該電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御と、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、全ての相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御を有し、第1の変更制御と第2の変更制御のうち、スイッチング動作を変更する前のスイッチング動作に近似する方を選択して実行することを特徴とする。 The inverter device according to the sixth aspect of the present invention is the upper / lower arm switching element of the phase in which the direction of the current is reversed in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. By stopping the switching of the other two-phase upper and lower arm switching elements and synchronizing the switching of the other two-phase upper and lower arm switching elements, the first change control that cancels the change of the phase voltage applied to the motor by the change of the other phase voltage and the motor It has a second change control that stops the switching of the upper and lower arm switching elements of all phases in the carrier cycle in which the direction of the flowing current is reversed, and among the first change control and the second change control, the switching operation is performed. It is characterized in that the one that is close to the switching operation before the change is selected and executed.

請求項7の発明のインバータ装置は、請求項1乃至請求項3の発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下異なるON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、当該二相の相電圧の変化を相互に打ち消す第3の変更制御を実行することを特徴とする。 The inverter device according to the invention of claim 7 is the control device according to the invention of claims 1 to 3, other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. When the specified section of switching is started with the upper and lower arm switching elements of the phase different from each other in the ON state, the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is reversed are switched, and the other two upper and lower arm switching elements are switched. It is characterized in that the third change control for canceling the change of the phase voltage of the two phases is executed by synchronizing the two phases.

請求項8の発明のインバータ装置は、請求項1乃至請求項3の発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下同一のON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わる当該相の相電圧の変化のタイミングに、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ同期させることにより、モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧の変化を、他の二相のうちの何れかの相電圧の変化で打ち消す第4の変更制御を実行することを特徴とする。 The inverter device according to the invention of claim 8 is the control device according to the invention of claims 1 to 3, other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. When the upper and lower arm switching elements of the phase start the specified switching section in the same ON state, the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is reversed are switched, and the influence of the dead time and the delay time of the switching element. By synchronizing the switching of the upper and lower arm switching elements of the other two phases with the timing of the change of the phase voltage of the relevant phase, the change of the phase voltage of the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed is changed by the other. It is characterized by executing a fourth change control that cancels out by a change in the voltage of any one of the two phases.

請求項9の発明のインバータ装置は、請求項1乃至請求項3の発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、当該電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御と、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、全ての相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御と、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下異なるON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、当該二相の相電圧の変化を相互に打ち消す第3の変更制御と、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下同一のON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わる当該相の相電圧の変化のタイミングに、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ同期させることにより、モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧の変化を、他の二相のうちの何れかの相電圧の変化で打ち消す第4の変更制御を有し、モータの運転状態に基づいて各変更制御を選択的に実行することを特徴とする。 In the invention of claim 1 to 3, the control device according to the invention of claim 9 is a vertical arm switching element having a phase in which the direction of the current is reversed in a carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. By stopping the switching of the other two-phase upper and lower arm switching elements and synchronizing the switching of the other two-phase upper and lower arm switching elements, the first change control that cancels the change of the phase voltage applied to the motor by the change of the other phase voltage and the motor In the carrier cycle in which the direction of the flowing current is reversed, the second change control for stopping the switching of the upper and lower arm switching elements of all phases, and in the carrier cycle in which the direction of the current flowing in the motor is reversed, the direction of the current flowing in the motor. When the specified section of switching is started with the upper and lower arm switching elements of the two phases other than the phase in which the current is inverted, the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is inverted are switched and the other two phases are switched. By synchronizing the switching of the upper and lower arm switching elements of the above, the third change control that mutually cancels the change of the phase voltage of the two phases and the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the current flowing through the motor When the specified section of switching is started with the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction is reversed, the upper and lower arm switching elements in the phase in which the current direction is reversed are switched and the dead time is set. And by synchronizing the switching of the other two-phase upper and lower arm switching elements with the timing of the change in the phase voltage of the relevant phase, which changes due to the influence of the delay time of the switching element, the direction of the current flowing through the motor is reversed. It has a fourth change control that cancels the change in the phase voltage by the change in the phase voltage of any of the other two phases, and is characterized by selectively executing each change control based on the operating state of the motor. And.

請求項10の発明のインバータ装置は、上記発明において制御装置は、モータの回転数が低い第1の領域では、第1の変更制御又は第2の変更制御を実行し、モータの回転数が第1の領域より高い第2の領域では、第3の変更制御又は第4の変更制御を実行することを特徴とする。 In the inverter device of the invention of claim 10, in the above invention, the control device executes the first change control or the second change control in the first region where the rotation speed of the motor is low, and the rotation speed of the motor is the second. The second region, which is higher than the first region, is characterized by executing a third change control or a fourth change control.

請求項11の発明のインバータ装置は、前記各発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期とそれに連続するキャリア周期全体での線間電圧の変化を解消、若しくは、抑制する方向で前記連続するキャリア周期におけるスイッチング動作を変更することを特徴とする。 In the inverter device of the invention of claim 11, in each of the inventions, the control device eliminates or suppresses the change in the line voltage over the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed and the carrier cycle continuous thereto. It is characterized in that the switching operation in the continuous carrier cycle is changed in the direction.

本発明によれば、上アーム電源ライン及び下アーム電源ライン間に、各相毎に上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子を直列接続し、これら各相の上下アームスイッチング素子の接続点の電圧を三相交流出力としてモータに印加するインバータ回路と、このインバータ回路の各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを制御する制御装置を備えたインバータ装置において、制御装置が、各相の上下アームスイッチング素子をスイッチングする際のデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間を考慮して各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングタイミングを同期させ、モータに印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消すスイッチング動作を実行するようにしたので、スイッチング素子のスイッチングタイミングによりモータの中性点電位の変動を解消、若しくは、著しく抑制することが可能となる。 According to the present invention, the upper arm switching element and the lower arm switching element are connected in series for each phase between the upper arm power supply line and the lower arm power supply line, and the voltage at the connection point of the upper and lower arm switching elements of each phase is set. In an inverter device provided with an inverter circuit that is applied to a motor as a three-phase AC output and a control device that controls switching of the upper and lower arm switching elements of each phase of this inverter circuit, the control device controls the upper and lower arm switching elements of each phase. Switching that synchronizes the switching timing of the upper and lower arm switching elements of each phase in consideration of the dead time at the time of switching and the delay time of the switching element, and cancels the change in the phase voltage applied to the motor by the change in the other phase voltage. Since the operation is executed, it is possible to eliminate or remarkably suppress the fluctuation of the neutral point potential of the motor depending on the switching timing of the switching element.

特に、制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間に起因して生じるモータの中性点電位の変動を解消、若しくは、抑制する方向でスイッチング動作を変更するようにしたので、モータに流れる電流の向きが反転することで生じるデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間による誤差で、中性点電位が変動してしまう不都合も解消、若しくは、抑制することができるようになる。これらにより、コモンモードノイズの発生を極めて効果的に解消、若しくは、抑制することが可能となる。 In particular, in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the control device switches in a direction that eliminates or suppresses the fluctuation of the neutral point potential of the motor caused by the dead time and the delay time of the switching element. Since the operation is changed, the inconvenience that the neutral point potential fluctuates due to the error due to the dead time caused by reversing the direction of the current flowing through the motor and the delay time of the switching element is also eliminated or suppressed. You will be able to do it. As a result, it is possible to eliminate or suppress the generation of common mode noise extremely effectively.

また、請求項2の発明の如く制御装置が、何れか一相の下アームスイッチング素子がONし、他の二相の上アームスイッチング素子がONしている状態からスイッチングの規定区間を開始し、或いは、請求項3の発明の如く制御装置が、何れか二相の下アームスイッチング素子がONし、他の一相の上アームスイッチング素子がONしている状態からスイッチングの規定区間を開始するようにすれば、相電圧の変化を他の相電圧の変化で円滑に打ち消すことができるようになる。 Further, as in the invention of claim 2, the control device starts the specified switching section from the state in which the lower arm switching element of any one phase is turned on and the upper arm switching element of the other two phases is turned on. Alternatively, as in the invention of claim 3, the control device starts the specified switching section from a state in which any two-phase lower arm switching element is turned on and the other one-phase upper arm switching element is turned on. Then, the change in the phase voltage can be smoothly canceled by the change in the other phase voltage.

この場合、請求項4の発明の如く制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、当該電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御を実行するようにすれば、モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧を変化させずに、他の二相の相電圧の変化を相互に打ち消すようにそれらの上下アームスイッチング素子を同期してスイッチングさせ、当該電流の向きが反転するキャリア周期での中性点電位の変動を解消することができるようになる。 In this case, as in the invention of claim 4, in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the control device stops switching of the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is reversed, and the other two phases. By synchronizing the switching of the upper and lower arm switching elements of the above, if the first change control that cancels the change of the phase voltage applied to the motor by the change of the other phase voltage is executed, the direction of the current flowing through the motor The upper and lower arm switching elements are switched synchronously so as to cancel each other's changes in the phase voltage of the other two phases without changing the phase voltage of the phase in which the current is reversed, and the carrier period in which the direction of the current is reversed. It becomes possible to eliminate the fluctuation of the neutral point potential in.

また、請求項5の発明の如く制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、全ての相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御を実行することでも、全ての相の相電圧を変化させないようにして、当該電流の向きが反転するキャリア周期での中性点電位の変動を解消することができるようになる。 Further, as in the invention of claim 5, the control device may also execute a second change control for stopping the switching of the upper and lower arm switching elements of all phases in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. By keeping the phase voltage of all the phases unchanged, it becomes possible to eliminate the fluctuation of the neutral point potential in the carrier cycle in which the direction of the current is reversed.

そして、請求項6の発明の如く、第1の変更制御(請求項4の発明)と、第2の変更制御(請求項5の発明)のうち、スイッチング動作を変更する前のスイッチング動作に近似する方を選択して実行するようにすれば、スイッチング動作の変更がモータの運転に与える悪影響を最小限に抑えることが可能となる。 Then, as in the invention of claim 6, the first change control (invention of claim 4) and the second change control (invention of claim 5) are similar to the switching operation before the switching operation is changed. By selecting and executing the method, it is possible to minimize the adverse effect of the change in the switching operation on the operation of the motor.

更に、請求項7の発明の如く制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下異なるON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、当該二相の相電圧の変化を相互に打ち消す第3の変更制御を実行するようにすれば、中性点電位の変動を、モータに流れる電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングによる1回のみに削減することが可能となる。これにより、当該電流の向きが反転するキャリア周期での中性点電位の変動を抑制することができるようになる。特にこの場合は、前述した第1の変更制御や第2の変更制御よりも高い変調率に対応できるようになるので、モータの回転数が高い運転状態が要求される場合に有利となる。 Further, as in the invention of claim 7, in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed are turned on. When the specified section of switching is started in, the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is reversed are switched, and the switching of the other two upper and lower arm switching elements is synchronized to synchronize the switching of the two phases. By executing the third change control that mutually cancels the voltage changes, the fluctuation of the neutral point potential can be changed only once by switching the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. It is possible to reduce it. This makes it possible to suppress fluctuations in the neutral point potential during the carrier cycle in which the direction of the current is reversed. In particular, in this case, since it becomes possible to correspond to a higher modulation rate than the first change control and the second change control described above, it is advantageous when an operating state in which the rotation speed of the motor is high is required.

ここで、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下同一のON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合には、請求項8の発明の如く制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わる当該相の相電圧の変化のタイミングに、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ同期させることにより、モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧の変化を、他の二相のうちの何れかの相電圧の変化で打ち消す第4の変更制御を実行するようにすれば、同様に中性点電位の変動を、モータに流れる電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングによる1回のみに制限することが可能となる。これにより、同様に当該電流の向きが反転するキャリア周期での中性点電位の変動を抑制することができるようになると共に、高い変調率にも対応できるようになるので、モータの回転数が高い運転状態が要求される場合に有利となる。 Here, when the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed starts the specified switching section in the same ON state in the upper and lower sides, the control device can be used as in the invention of claim 8. In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is reversed are switched, and the phase voltage of the phase that changes due to the influence of the dead time and the delay time of the switching element. By synchronizing the switching of the other two-phase upper and lower arm switching elements with the timing of the change, the change in the phase voltage of the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed can be changed to any of the other two phases. If the fourth change control that cancels out by the change of the phase voltage is executed, the fluctuation of the neutral point potential is similarly caused only once by switching the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. It is possible to limit to. As a result, it becomes possible to suppress the fluctuation of the neutral point potential in the carrier cycle in which the direction of the current is reversed, and it becomes possible to cope with a high modulation rate, so that the rotation speed of the motor can be increased. This is advantageous when high operating conditions are required.

そして、請求項9の発明の如く制御装置が、第1の変更制御(請求項4の発明)と、第2の変更制御(請求項5の発明)と、第3の変更制御(請求項7の発明)と、第4の変更制御(請求項8の発明)を、モータの運転状態、例えば、請求項10の発明の如くモータの回転数が低い第1の領域では、第1の変更制御又は第2の変更制御を選択して実行し、モータの回転数が第1の領域より高い第2の領域では、第3の変更制御又は第4の変更制御を選択して実行するようにすれば、モータの運転状態に応じて適切に中性点電位の変動を解消、若しくは、抑制することが可能となる。 Then, as in the invention of claim 9, the control device performs the first change control (invention of claim 4), the second change control (invention of claim 5), and the third change control (claim 7). (Invention of claim 8) and the fourth change control (invention of claim 8) are the first change control in the operating state of the motor, for example, in the first region where the rotation speed of the motor is low as in the invention of claim 10. Alternatively, select and execute the second change control, and select and execute the third change control or the fourth change control in the second region where the rotation speed of the motor is higher than the first region. For example, it is possible to appropriately eliminate or suppress fluctuations in the neutral point potential according to the operating state of the motor.

更に、請求項11の発明の如く制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期とそれに連続するキャリア周期全体での線間電圧の変化を解消、若しくは、抑制する方向で前記連続するキャリア周期におけるスイッチング動作を変更するようにすれば、中性点電位の変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することでモータに印加される電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制し、モータの安定した運転制御を実現することができるようになるものである。 Further, as in the invention of claim 11, the control device continuously eliminates or suppresses the change in the line voltage over the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed and the carrier cycle continuous thereto. By changing the switching operation in the carrier cycle, the inconvenience that the voltage applied to the motor changes by changing the switching operation in order to eliminate or suppress the fluctuation of the neutral point potential is solved. Alternatively, it can be suppressed and stable operation control of the motor can be realized.

本発明の一実施例のインバータ装置の電気回路図である。It is an electric circuit diagram of the inverter device of one Example of this invention. 図1の制御装置の第1の変更制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、PWM波形、モータの中性点電位を示す図である。It is a figure which shows the voltage command correction value and the carrier signal, the PWM waveform, and the neutral point potential of a motor for demonstrating the first change control of the control device of FIG. 図2の枠Z2部分(V相電流ivが反転するキャリア周期とそれに連続するキャリア周期)を拡大し、スイッチング素子のON/OFF状態を加えた図である。It is the figure which expanded the frame Z2 part (carrier cycle in which V-phase current iv is inverted and the carrier cycle continuous with it) of the frame Z2 of FIG. 2, and added the ON / OFF state of a switching element. 図1の制御装置の第1の変更制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位を示すもう一つの図である(相電流の向きが変わらない場合)。It is another figure which shows the voltage command correction value and carrier signal, each phase voltage (PWM signal), and the neutral point potential of a motor for demonstrating the first change control of the control device of FIG. 1 (phase current). If the orientation does not change). 図1の制御装置の第1の変更制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位を示す更にもう一つの図である(W相電流iwが反転するが、ゼロクロスの考慮しない場合)。It is still another figure which shows the voltage command correction value and carrier signal, each phase voltage (PWM signal), and the neutral point potential of a motor for explaining the 1st change control of the control device of FIG. 1 (W phase). When the current iw is inverted, but zero cross is not considered). 図1の制御装置の第1の変更制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位を示す更にもう一つの図である(W相電流iwが反転し、ゼロクロスの考慮する場合)。It is still another figure which shows the voltage command correction value and carrier signal, each phase voltage (PWM signal), and the neutral point potential of a motor for explaining the 1st change control of the control device of FIG. 1 (W phase). When the current iw is inverted and zero cross is taken into consideration). 図1の制御装置の第2の変更制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位を示す図である(U相電流iuが反転するが、ゼロクロスの考慮しない場合)。It is a figure which shows the voltage command correction value and carrier signal, each phase voltage (PWM signal), and the neutral point potential of a motor for demonstrating the second change control of the control device of FIG. 1 (U-phase current iu is inverted). However, if zero cross is not considered). 図1の制御装置の第2の変更制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位を示すもう一つの図である(U相電流iuが反転し、ゼロクロスの考慮する場合)。It is another figure which shows the voltage command correction value and carrier signal, each phase voltage (PWM signal), and the neutral point potential of a motor for explaining the 2nd change control of the control device of FIG. 1 (U-phase current). When iu is inverted and zero cross is considered). 図1の制御装置の第3の変更制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位を示す図である(V相電流ivが反転するが、ゼロクロスの考慮しない場合)。It is a figure which shows the voltage command correction value and carrier signal, each phase voltage (PWM signal), and the neutral point potential of a motor for demonstrating the third change control of the control device of FIG. 1 (V phase current iv is inverted). However, if zero cross is not considered). 図1の制御装置の第3の変更制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位を示すもう一つの図である(V相電流ivが反転し、ゼロクロスの考慮する場合)。It is another figure which shows the voltage command correction value and carrier signal, each phase voltage (PWM signal), and the neutral point potential of a motor for demonstrating the third change control of the control device of FIG. 1 (V-phase current). When iv is inverted and zero cross is considered). 図1の制御装置の第4の変更制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位を示す図である(W相電流iwが反転するが、ゼロクロスの考慮しない場合)。It is a figure which shows the voltage command correction value and carrier signal, each phase voltage (PWM signal), and the neutral point potential of a motor for explaining the 4th change control of the control device of FIG. 1 (W phase current iw is inverted). However, if zero cross is not considered). 図1の制御装置の第4の変更制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位を示すもう一つの図である(W相電流iwが反転し、ゼロクロスの考慮する場合)。It is another figure which shows the voltage command correction value and carrier signal, each phase voltage (PWM signal), and the neutral point potential of a motor for explaining the 4th change control of the control device of FIG. 1 (W phase current). When iw is inverted and zero cross is considered). 図1の制御装置の各変更制御によるモータの中性点電位を、図20の場合、図21の場合、第1の変更制御、第2の変更制御の場合、第3の変更制御、第4の変更制御の場合とを比較する図である。In the case of FIG. 20, in the case of FIG. 21, the neutral point potential of the motor by each change control of the control device of FIG. 1 is the first change control, in the case of the second change control, the third change control, the fourth. It is a figure which compares with the case of the change control of. 従来の通常の三相変調方式によるモータの線間電圧を示す図である(図20の場合)。It is a figure which shows the line voltage of the motor by the conventional usual three-phase modulation system (in the case of FIG. 20). 相電流の反転(ゼロクロス)を考慮しない場合のモータの線間電圧を示す図である(図21、図22の場合)。It is a figure which shows the line voltage of a motor when the inversion of a phase current (zero cross) is not considered (in the case of FIGS. 21 and 22). 図1の制御装置の各変更制御によるモータの線間電圧を示す図である。It is a figure which shows the line voltage of the motor by each change control of the control device of FIG. 図1の制御装置の第1の変更制御、第2の変更制御による相電圧と線間電圧を示す図である(最大相電圧時)。It is a figure which shows the phase voltage and the line voltage by the 1st change control and the 2nd change control of the control device of FIG. 1 (at the time of the maximum phase voltage). 図1の制御装置の第3の変更制御、第4の変更制御による相電圧と線間電圧を示す図である(最大相電圧時)。It is a figure which shows the phase voltage and the line voltage by the 3rd change control, 4th change control of the control device of FIG. 1 (at the time of the maximum phase voltage). モータ電流(各相電流)の位相を示す図である。It is a figure which shows the phase of a motor current (each phase current). 従来のインバータ装置における三相変調電圧指令値、キャリア信号、各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位を示す図である。It is a figure which shows the three-phase modulation voltage command value, a carrier signal, each phase voltage (PWM signal), and the neutral point potential of a motor in a conventional inverter device. 各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングタイミングを同期させ、モータに印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消す制御を説明するための電圧指令補正値とキャリア信号、PWM波形、モータの中性点電位を示す図である(W相電流iwが反転するが、ゼロクロスの考慮しない場合)。Voltage command correction value and carrier signal, PWM waveform, to explain the control that synchronizes the switching timing of the upper and lower arm switching elements of each phase and cancels the change of the phase voltage applied to the motor by the change of the other phase voltage. It is a figure which shows the neutral point potential of a motor (when the W phase current iw is inverted, but zero cross is not considered). 図21の枠Z1部分(V相電流ivが反転するキャリア周期とそれに連続するキャリア周期)を拡大し、スイッチング素子のON/OFF状態を加えた図である。FIG. 21 is a diagram in which the frame Z1 portion (carrier cycle in which the V-phase current iv is inverted and the carrier cycle in which the V-phase current iv is inverted) is enlarged and the ON / OFF state of the switching element is added.

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。実施例のインバータ装置1は、モータ8により圧縮機構を駆動する所謂インバータ一体型の電動コンプレッサに搭載されるものであり、電動コンプレッサは例えば電気自動車やハイブリッド自動車の車室内を空調する車両用空気調和装置の冷媒回路を構成するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The inverter device 1 of the embodiment is mounted on a so-called inverter-integrated electric compressor in which a compression mechanism is driven by a motor 8, and the electric compressor is, for example, air conditioning for a vehicle that air-conditions the interior of an electric vehicle or a hybrid vehicle. It constitutes the refrigerant circuit of the device.

(1)インバータ装置1の構成
図1においてインバータ装置1は、三相のインバータ回路28と、制御装置21を備えている。インバータ回路28は、直流電源(車両のバッテリ:例えば、300V)29の直流電圧を三相交流電圧に変換してモータ8に印加する回路である。このインバータ回路28は、U相ハーフブリッジ回路19U、V相ハーフブリッジ回路19V、W相ハーフブリッジ回路19Wを有しており、各相ハーフブリッジ回路19U〜19Wは、それぞれ上アームスイッチング素子18A〜18Cと、下アームスイッチング素子18D〜18Fを個別に有している。更に、各スイッチング素子18A〜18Fには、それぞれフライホイールダイオード31が逆並列に接続されている。
(1) Configuration of Inverter Device 1 In FIG. 1, the inverter device 1 includes a three-phase inverter circuit 28 and a control device 21. The inverter circuit 28 is a circuit that converts the DC voltage of the DC power supply (vehicle battery: for example, 300 V) 29 into a three-phase AC voltage and applies it to the motor 8. The inverter circuit 28 has a U-phase half-bridge circuit 19U, a V-phase half-bridge circuit 19V, and a W-phase half-bridge circuit 19W, and each of the phase half-bridge circuits 19U to 19W has upper arm switching elements 18A to 18C, respectively. And the lower arm switching elements 18D to 18F are individually provided. Further, flywheel diodes 31 are connected in antiparallel to each of the switching elements 18A to 18F.

尚、各スイッチング素子18A〜18Fは、実施例ではMOS構造をゲート部に組み込んだ絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等から構成されている。 In the embodiment, each of the switching elements 18A to 18F is composed of an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or the like in which a MOS structure is incorporated in a gate portion.

そして、インバータ回路28の上アームスイッチング素子18A〜18Cの上端側は、直流電源29及び平滑コンデンサ32の上アーム電源ライン(正極側母線)10に接続されている。一方、インバータ回路28の下アームスイッチング素子18D〜18Fの下端側は、直流電源29及び平滑コンデンサ32の下アーム電源ライン(負極側母線)15に接続されている。 The upper end side of the upper arm switching elements 18A to 18C of the inverter circuit 28 is connected to the upper arm power supply line (positive electrode side bus line) 10 of the DC power supply 29 and the smoothing capacitor 32. On the other hand, the lower end side of the lower arm switching elements 18D to 18F of the inverter circuit 28 is connected to the lower arm power supply line (negative electrode side bus line) 15 of the DC power supply 29 and the smoothing capacitor 32.

この場合、U相ハーフブリッジ回路19Uの上アームスイッチング素子18Aと下アームスイッチング素子18Dが直列に接続され、V相ハーフブリッジ回路19Vの上アームスイッチング素子18Bと下アームスイッチング素子18Eが直列に接続され、W相ハーフブリッジ回路19Wの上アームスイッチング素子18Cと下アームスイッチング素子18Fが直列に接続されている。 In this case, the upper arm switching element 18A and the lower arm switching element 18D of the U-phase half bridge circuit 19U are connected in series, and the upper arm switching element 18B and the lower arm switching element 18E of the V-phase half bridge circuit 19V are connected in series. , The upper arm switching element 18C and the lower arm switching element 18F of the W phase half bridge circuit 19W are connected in series.

そして、U相ハーフブリッジ回路19Uの上アームスイッチング素子18Aと下アームスイッチング素子18Dの接続点は、モータ8のU相の電機子コイル2に接続され、V相ハーフブリッジ回路19Vの上アームスイッチング素子18Bと下アームスイッチング素子18Eの接続点は、モータ8のV相の電機子コイル3に接続され、W相ハーフブリッジ回路19Wの上アームスイッチング素子18Cと下アームスイッチング素子18Fの接続点は、モータ8のW相の電機子コイル4に接続されている。 The connection point between the upper arm switching element 18A and the lower arm switching element 18D of the U-phase half-bridge circuit 19U is connected to the U-phase armature coil 2 of the motor 8 and the upper arm switching element of the V-phase half-bridge circuit 19V. The connection point between 18B and the lower arm switching element 18E is connected to the V-phase armature coil 3 of the motor 8, and the connection point between the upper arm switching element 18C and the lower arm switching element 18F of the W-phase half-bridge circuit 19W is the motor. It is connected to the W-phase armature coil 4 of 8.

(2)制御装置21の構成
制御装置21はプロセッサを有するマイクロコンピュータから構成されており、実施例では車両ECUから回転数指令値を入力し、モータ8からモータ電流(相電流)を入力して、これらに基づき、インバータ回路28の各スイッチング素子18A〜18FのON/OFF状態(スイッチング)を制御する。具体的には、各スイッチング素子18A〜18Fのゲート端子に印加するゲート電圧を制御する。
(2) Configuration of Control Device 21 The control device 21 is composed of a microcomputer having a processor. In the embodiment, a rotation speed command value is input from the vehicle ECU, and a motor current (phase current) is input from the motor 8. Based on these, the ON / OFF state (switching) of each of the switching elements 18A to 18F of the inverter circuit 28 is controlled. Specifically, the gate voltage applied to the gate terminals of the switching elements 18A to 18F is controlled.

実施例の制御装置21は、相電圧指令演算部33と、PWM信号生成部36と、ゲートドライバ37と、モータ8に流れる各相のモータ電流(相電流)であるU相電流iu、V相電流iv、W相電流iwを測定するためのカレントトランスから成る電流センサ26A、26Bを有しており、各電流センサ26A、26Bは相電圧指令演算部33に接続されている。 The control device 21 of the embodiment includes a phase voltage command calculation unit 33, a PWM signal generation unit 36, a gate driver 37, and U-phase current iu and V-phase, which are motor currents (phase currents) of each phase flowing through the motor 8. It has current sensors 26A and 26B including a current transformer for measuring current iv and W-phase current iwa, and each current sensor 26A and 26B is connected to a phase voltage command calculation unit 33.

尚、電流センサ26AはU相電流iuを測定し、電流センサ26BはV相電流ivを測定する。そして、W相電流iwはこれらから計算により求める。また、各相のモータ電流を検出する方法については実施例のように電流センサ26A、26Bで測定する以外に、下アーム電源ライン15の電流値を検出し、その電流値とモータ8の運転状態から相電圧指令演算部33が推定する方法などがあることから、各相電流を検出・推定する方法に関しては、特に限定しない。 The current sensor 26A measures the U-phase current iu, and the current sensor 26B measures the V-phase current iv. Then, the W-phase current iw is calculated from these. As for the method of detecting the motor current of each phase, in addition to measuring with the current sensors 26A and 26B as in the embodiment, the current value of the lower arm power supply line 15 is detected, and the current value and the operating state of the motor 8 are detected. Since there is a method of estimating by the phase voltage command calculation unit 33 from the above, the method of detecting and estimating each phase current is not particularly limited.

この相電圧指令演算部33は、モータ8の電気角、電流指令値と相電流から得られるd軸電流、q軸電流に基づくベクトル制御により、モータ8の各相の電機子コイル2〜4に印加するU相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwを生成するための三相変調電圧指令値Vu’(以下、U相電圧指令値Vu’)、Vv’(以下、V相電圧指令値Vv’)、Vw’(以下、W相電圧指令値Vw’)を演算し、生成する。 The phase voltage command calculation unit 33 controls the armature coils 2 to 4 of each phase of the motor 8 by vector control based on the electric angle of the motor 8, the d-axis current obtained from the current command value and the phase current, and the q-axis current. Three-phase modulation voltage command value Vu'(hereinafter, U-phase voltage command value Vu'), Vv'(hereinafter, V-phase voltage command) for generating the applied U-phase voltage Vu, V-phase voltage Vv, W-phase voltage Vw. The values Vv') and Vw'(hereinafter, W-phase voltage command value Vw') are calculated and generated.

PWM信号生成部36は、相電圧指令演算部33により演算された三相変調電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’を入力し、これら三相変調電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’を後述する如く補正した後、単独のキャリア信号(実施例では鋸波キャリア)との大小を比較することによって、インバータ回路28のU相ハーフブリッジ回路19U、V相ハーフブリッジ回路19V、W相ハーフブリッジ回路19Wの駆動指令信号となるPWM信号を生成し、出力する。 The PWM signal generation unit 36 inputs the three-phase modulation voltage command values Vu', Vv', and Vw'calculated by the phase voltage command calculation unit 33, and these three-phase modulation voltage command values Vu', Vv', Vw' Is corrected as described later, and by comparing the magnitude with a single carrier signal (saw wave carrier in the embodiment), the U-phase half-bridge circuit 19U, the V-phase half-bridge circuit 19V, and the W-phase half of the inverter circuit 28 are compared. A PWM signal to be a drive command signal of the bridge circuit 19W is generated and output.

ゲートドライバ37は、PWM信号生成部36から出力されるPWM信号に基づき、U相ハーフブリッジ回路19Uの上アームスイッチング素子18A、下アームスイッチング素子18Dのゲート電圧と、V相ハーフブリッジ回路19Vの上アームスイッチング素子18B、下アームスイッチング素子18Eのゲート電圧と、W相ハーフブリッジ回路19Wの上アームスイッチング素子18C、下アームスイッチング素子18Fのゲート電圧を発生させる。 The gate driver 37 is above the gate voltage of the upper arm switching element 18A and the lower arm switching element 18D of the U-phase half bridge circuit 19U and the V-phase half bridge circuit 19V based on the PWM signal output from the PWM signal generation unit 36. The gate voltage of the arm switching element 18B and the lower arm switching element 18E and the gate voltage of the upper arm switching element 18C and the lower arm switching element 18F of the W-phase half bridge circuit 19W are generated.

そして、インバータ回路28の各スイッチング素子18A〜18Fは、ゲートドライバ37から出力されるゲート電圧に基づき、ON/OFF駆動される。即ち、ゲート電圧がON状態(所定の電圧値)となるとスイッチング素子がON動作し、ゲート電圧がOFF状態(零)となるとスイッチング素子がOFF動作する。このゲートドライバ37は、スイッチング素子18A〜18Fが前述したIGBTである場合には、PWM信号に基づいてゲート電圧をIGBTに印加するための回路であり、フォトカプラやロジックIC、トランジスタ等から構成される。 Then, each of the switching elements 18A to 18F of the inverter circuit 28 is ON / OFF driven based on the gate voltage output from the gate driver 37. That is, when the gate voltage is in the ON state (predetermined voltage value), the switching element is turned on, and when the gate voltage is in the OFF state (zero), the switching element is turned off. When the switching elements 18A to 18F are the above-mentioned IGBTs, the gate driver 37 is a circuit for applying a gate voltage to the IGBT based on the PWM signal, and is composed of a photocoupler, a logic IC, a transistor, and the like. NS.

そして、U相ハーフブリッジ回路19Uの上アームスイッチング素子18Aと下アームスイッチング素子18Dの接続点の電圧がU相電圧Vu(相電圧)としてモータ8のU相の電機子コイル2に印加(出力)され、V相ハーフブリッジ回路19Vの上アームスイッチング素子18Bと下アームスイッチング素子18Eの接続点の電圧がV相電圧Vv(相電圧)としてモータ8のV相の電機子コイル3に印加(出力)され、W相ハーフブリッジ回路19Wの上アームスイッチング素子18Cと下アームスイッチング素子18Fの接続点の電圧がW相電圧Vw(相電圧)としてモータ8のW相の電機子コイル4に印加(出力)される。 Then, the voltage at the connection point between the upper arm switching element 18A and the lower arm switching element 18D of the U-phase half bridge circuit 19U is applied (output) to the U-phase armature coil 2 of the motor 8 as the U-phase voltage Vu (phase voltage). Then, the voltage at the connection point between the upper arm switching element 18B and the lower arm switching element 18E of the V-phase half bridge circuit 19V is applied (output) to the V-phase armature coil 3 of the motor 8 as the V-phase voltage Vv (phase voltage). Then, the voltage at the connection point between the upper arm switching element 18C and the lower arm switching element 18F of the W phase half bridge circuit 19W is applied (output) to the W phase armature coil 4 of the motor 8 as the W phase voltage Vw (phase voltage). Will be done.

(3)制御装置21の動作
次に、図2〜図18を参照しながら、制御装置21の実際の制御動作について説明する。実施例のインバータ装置1の制御装置21を構成するPWM信号生成部36は、相電圧指令演算部33が前述した如く演算し、出力するU相電圧指令値Vu’、V相電圧指令値Vv’、及び、W相電圧指令値Vw’(三相変調電圧指令値)を、前記各スイッチング素子18A〜18Fをスイッチングする際のデッドタイム及びPWM信号生成部36の指令から実際に各スイッチング素子18A〜18Fがスイッチングするまでの遅延時間(各スイッチング素子18A〜18Fの遅延時間)を考慮しながら補正することにより、モータ8の中性点電位Vcの変動が無くなる(ゼロとなる)ようなU相電圧指令補正値Cu、V相電圧指令補正値Cv、及び、W相電圧指令補正値Cw(電圧指令補正値)を演算する。
(3) Operation of Control Device 21 Next, the actual control operation of the control device 21 will be described with reference to FIGS. 2 to 18. The PWM signal generation unit 36 constituting the control device 21 of the inverter device 1 of the embodiment calculates and outputs the U-phase voltage command value Vu'and the V-phase voltage command value Vv'by the phase voltage command calculation unit 33 as described above. , And the W-phase voltage command value Vw'(three-phase modulation voltage command value) is actually set from the dead time when switching the switching elements 18A to 18F and the command of the PWM signal generation unit 36. By correcting while considering the delay time until 18F switches (delay time of each switching element 18A to 18F), the U-phase voltage such that the fluctuation of the neutral point potential Vc of the motor 8 disappears (becomes zero). The command correction value Cu, the V-phase voltage command correction value Cv, and the W-phase voltage command correction value Cw (voltage command correction value) are calculated.

そして、これらU相電圧指令補正値Cu、V相電圧指令補正値Cv、及び、W相電圧指令補正値Cwと後述する単独のキャリア信号X1〜X4との大小を比較することにより、インバータ回路28のU相ハーフブリッジ回路19U、V相ハーフブリッジ回路19V、W相ハーフブリッジ回路19Wの駆動指令信号となるPWM信号を発生させ、モータ8を運転する。 Then, by comparing the magnitudes of the U-phase voltage command correction value Cu, the V-phase voltage command correction value Cv, and the W-phase voltage command correction value Cw with the single carrier signals X1 to X4 described later, the inverter circuit 28 A PWM signal that serves as a drive command signal for the U-phase half-bridge circuit 19U, the V-phase half-bridge circuit 19V, and the W-phase half-bridge circuit 19W is generated to drive the motor 8.

尚、各図で示すU相電圧指令補正値Cu、V相電圧指令補正値Cv、及び、W相電圧指令補正値Cw(電圧指令補正値)は、モータ8の三相変調制御を行う場合における電圧指令補正値の直流電圧Vdcでの正規化後(−1〜1に補正後)の値である。また、U相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwの各相電圧も、直流電圧Vdcで正規化した後の値である。 The U-phase voltage command correction value Cu, the V-phase voltage command correction value Cv, and the W-phase voltage command correction value Cw (voltage command correction value) shown in each figure are used in the case of performing three-phase modulation control of the motor 8. It is a value after normalization of the voltage command correction value at the DC voltage Vdc (after correction to -1 to 1). Further, each phase voltage of the U-phase voltage Vu, the V-phase voltage Vv, and the W-phase voltage Vw is also a value after being normalized by the DC voltage Vdc.

(3−1)制御装置21のPWM信号生成部36が実行する第1の変更制御(その1)
次に、図2、図3を用いてPWM信号生成部36の実際の動作の一例について図21、図22と対比させて説明する。即ち、ここでは前述した図21、図22の問題を解決するためにPWM信号生成部36が実行する第1の変更制御の一例を概説する。基本的には図21や図22の場合と同様にこの実施例のPWM信号生成部36も、相電圧指令演算部33が出力する各相の電圧指令値Vu’、Vv’Vw’に補正を加えて電圧指令補正値Cu、Cv、Cwとし、各相の上下アームスイッチング素子18A〜18Fのスイッチングタイミングを同期させ、モータ8に印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消すことで、中性点電位Vcを変動しないように制御している。尚、図3は図2の枠Z2部分の連続する2回のキャリア周期を拡大したものである。また、この場合の条件も、キャリア周波数20kHz、電気角周波数800Hzの場合である。
(3-1) First change control executed by the PWM signal generation unit 36 of the control device 21 (No. 1)
Next, an example of the actual operation of the PWM signal generation unit 36 will be described with reference to FIGS. 2 and 3 in comparison with FIGS. 21 and 22. That is, here, an example of the first change control executed by the PWM signal generation unit 36 in order to solve the problems of FIGS. 21 and 22 described above will be outlined. Basically, as in the case of FIGS. 21 and 22, the PWM signal generation unit 36 of this embodiment also corrects the voltage command values Vu'and Vv'Vw'of each phase output by the phase voltage command calculation unit 33. In addition, the voltage command correction values are set to Cu, Cv, and Cw, the switching timings of the upper and lower arm switching elements 18A to 18F of each phase are synchronized, and the change in the phase voltage applied to the motor 8 is canceled by the change in the other phase voltage. Therefore, the neutral point potential Vc is controlled so as not to fluctuate. Note that FIG. 3 is an enlargement of two consecutive carrier cycles of the frame Z2 portion of FIG. Further, the conditions in this case are also the case where the carrier frequency is 20 kHz and the electric angular frequency is 800 Hz.

前述同様に各図中CuupはU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値、CudownはU相電圧指令補正値Cuの立ち下げ指令値である。同様に、CvupはV相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値、CvdownはV相電圧指令補正値Cvの立ち下げ指令値、CwupはW相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値、CwdownはW相電圧指令補正値Cwの立ち下げ指令値であり、PWM信号生成部36がそれら(立ち上げ指令値Cuup、立ち下げ指令値Cudown、立ち上げ指令値Cvup、立ち下げ指令値Cvdown、立ち上げ指令値Cw、立ち下げ指令値Cwdown)とキャリア信号の大小を比較することで、インバータ回路28の駆動指令信号となるPWM信号を生成する。 Similarly, in each figure, Cup is the start-up command value of the U-phase voltage command correction value Cu, and Cudown is the start-up command value of the U-phase voltage command correction value Cu. Similarly, Cvup is the start-up command value of the V-phase voltage command correction value Cv, Cvdown is the start-up command value of the V-phase voltage command correction value Cv, Cup is the start-up command value of the W-phase voltage command correction value Cw, and Cwdown is the start-up command value. It is a start-up command value of the W-phase voltage command correction value Cw, and the PWM signal generation unit 36 uses them (start-up command value Cup, start-up command value Cudown, start-up command value Cvup, start-up command value Cvdown, start-up command). By comparing the magnitude of the carrier signal with the value Cw (value Cw, start-up command value Voltage)), a PWM signal to be the drive command signal of the inverter circuit 28 is generated.

そして、この場合も図19に示すようにV相電流ivが30°の位相でゼロクロスし、負の値(モータから流出する方向)から正の値(モータに流れ込む方向)に反転するものとする。実施例のPWM信号生成部36は、キャリア周期が開始(スイッチングの規定区間の開始)する毎に、当該キャリア周期内で相電流(iu、iv、iw)がゼロクロスするか否か予測する。 Then, also in this case, as shown in FIG. 19, the V-phase current iv is zero-crossed in the phase of 30 °, and is reversed from a negative value (direction flowing out from the motor) to a positive value (direction flowing into the motor). .. The PWM signal generation unit 36 of the embodiment predicts whether or not the phase currents (iu, iv, iw) cross zero within the carrier cycle each time the carrier cycle starts (the start of the specified switching section).

図19に示すように、V相電流ivがゼロクロスし、向きが反転すると予測した場合、PWM信号生成部36は当該キャリア周期(図3の向かって左側のキャリア周期)では、V相の上下アームスイッチング素子18B、18Eのスイッチングを停止するようにV相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値Cvupと立ち下げ指令値Cvdownを変更する。 As shown in FIG. 19, when it is predicted that the V-phase current iv crosses zero and the direction is reversed, the PWM signal generation unit 36 has a V-phase upper and lower arm in the carrier cycle (carrier cycle on the left side when facing FIG. 3). The start-up command value Cvup and the start-up command value Cvdown of the V-phase voltage command correction value Cv are changed so as to stop the switching of the switching elements 18B and 18E.

また、PWM信号生成部36は、U相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupと立ち下げ指令値Cudown、及び、W相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwupと立ち下げ指令値Cwdownを変更することにより、U相の上下アームスイッチング素子18A、18D、W相の上下アームスイッチング18C、18Fのスイッチングを同期させ、U相電圧Vuの変化を、W相電圧Vwの変化で打ち消す。 Further, the PWM signal generation unit 36 has a U-phase voltage command correction value Cu start-up command value Cup and a start-up command value Cudown, and a W-phase voltage command correction value Cw start-up command value Cup and a start-up command value Cwdown. By changing the above, the switching of the U-phase upper and lower arm switching elements 18A and 18D and the W-phase upper and lower arm switching 18C and 18F is synchronized, and the change of the U-phase voltage Vu is canceled by the change of the W-phase voltage Vw.

このような第1の変更制御により、モータ8に流れる電流(V相電流iv)の向きが反転するV相電圧Vvを変化させずに、他の二相の相電圧(U相電圧Vu、W相電圧Vw)の変化を相互に打ち消すようにそれらの上下アームスイッチング素子18A、18D、18C、18Fを同期してスイッチングさせ、V相電流ivの向きが反転するキャリア周期での中性点電位Vcの変動を解消することができるようになる(図3の最下段)。 By such a first change control, the other two-phase phases (U-phase voltage Vu, W) are not changed without changing the V-phase voltage Vv in which the direction of the current (V-phase current iv) flowing through the motor 8 is reversed. The upper and lower arm switching elements 18A, 18D, 18C, and 18F are switched synchronously so as to cancel the changes in the phase voltage Vw), and the neutral point potential Vc in the carrier cycle in which the direction of the V-phase current iv is reversed. It becomes possible to eliminate the fluctuation of (bottom of FIG. 3).

即ち、本発明では各上下アームスイッチング素子18A〜18Fのスイッチングタイミングによりモータ8の中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、著しく抑制することが可能となる。特に、PWM信号生成部36が、モータ8に流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、図22の如くデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間に起因して生じるモータ8の中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制する方向でスイッチング動作を変更するので、モータ8に流れる電流の向きが反転することで生じるデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間による誤差で、中性点電位Vcが変動してしまう不都合も解消、若しくは、抑制することができるようになる。これらにより、コモンモードノイズの発生を極めて効果的に解消、若しくは、抑制することが可能となる。 That is, in the present invention, it is possible to eliminate or significantly suppress the fluctuation of the neutral point potential Vc of the motor 8 by the switching timing of the upper and lower arm switching elements 18A to 18F. In particular, in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor 8 is reversed by the PWM signal generation unit 36, the variation of the neutral point potential Vc of the motor 8 occurs due to the dead time and the delay time of the switching element as shown in FIG. Since the switching operation is changed in the direction of eliminating or suppressing, the neutral point potential Vc fluctuates due to the error due to the dead time caused by reversing the direction of the current flowing through the motor 8 and the delay time of the switching element. It becomes possible to eliminate or suppress the inconvenience that occurs. As a result, it is possible to eliminate or suppress the generation of common mode noise extremely effectively.

また、図3の実施例ではU相の下アームスイッチング素子18DがONし、他の二相の上アームスイッチング素子18B、18CがONしている状態からスイッチングの規定区間(キャリア周期)を開始しているので、U相電圧Vuの変化をW相電圧Vwの変化で円滑に打ち消すことができるようになる。 Further, in the embodiment of FIG. 3, the specified switching section (carrier cycle) is started from the state where the U-phase lower arm switching element 18D is ON and the other two-phase upper arm switching elements 18B and 18C are ON. Therefore, the change in the U-phase voltage Vu can be smoothly canceled by the change in the W-phase voltage Vw.

更に、上記第1の変更制御でPWM信号生成部36は、V相電流ivの向きが反転するキャリア周期(図3の向かって左側)と、それに連続するキャリア周期(図3の向かって右側)の全体において、図3に白抜き矢印で示す各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅が、図22に白抜き矢印で示した各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅とそれぞれ同一、若しくは、略同一となるようにスイッチングを制御する。 Further, in the first change control, the PWM signal generation unit 36 has a carrier cycle in which the direction of the V-phase current iv is reversed (on the left side when facing FIG. 3) and a carrier cycle which is continuous therewith (on the right side when facing FIG. 3). The pulse widths of the phase voltages Vu, Vv, and Vw shown by the white arrows in FIG. 3 are the same as the pulse widths of the phase voltages Vu, Vv, and Vw shown by the white arrows in FIG. 22, respectively. , Control the switching so that they are substantially the same.

これにより、図22と図3を比較して、モータ8に流れる電流(V相電流iv)の向きが反転するキャリア周期(図3の向かって左側)とそれに連続するキャリア周期(図3の向かって右側)全体で線間電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制することができるようになるので、中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することで、モータ8に印加される電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制し、モータ8の安定した運転制御を実現することができるようになる。 As a result, comparing FIGS. 22 and 3, the carrier cycle (on the left side when facing FIG. 3) in which the direction of the current (V-phase current iv) flowing through the motor 8 is reversed and the carrier cycle continuous therewith (toward FIG. 3) (Right side) Since the inconvenience of changing the line voltage as a whole can be eliminated or suppressed, the switching operation is changed in order to eliminate or suppress the fluctuation of the neutral point potential Vc. As a result, the inconvenience of changing the voltage applied to the motor 8 can be eliminated or suppressed, and stable operation control of the motor 8 can be realized.

(3−2)制御装置21のPWM信号生成部36が実行する第1の変更制御(その2)
次に、図4〜図6を用いてPWM信号生成部36が実行する第1の変更制御を他の例を用いて詳述する。
(3−2−1)相電流(モータ電流)が反転しない場合
図4は連続する2回のキャリア周期を示しており、図4の最上段は制御装置21のPWM信号生成部36が生成するU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuup、立ち下げ指令値Cudown、V相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cvup、Cvdown、及び、W相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwup、立ち下げ指令値Cwdownとキャリア信号(鋸波キャリア)X1〜X4を示し、上から二段目は各相の上下アームスイッチング素子18A〜18FのON/OFF状態、下から二段目はモータ8に印加されるU相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vw、最下段はモータ8の中性点電位Vcをそれぞれ示している。
(3-2) First change control executed by the PWM signal generation unit 36 of the control device 21 (No. 2)
Next, the first change control executed by the PWM signal generation unit 36 will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6 using another example.
(3-2-1) When the phase current (motor current) is not inverted FIG. 4 shows two consecutive carrier cycles, and the uppermost stage of FIG. 4 is generated by the PWM signal generation unit 36 of the control device 21. U-phase voltage command correction value Cu start-up command value Cup, start-up command value Cudown, V-phase voltage command correction value Cw start-up command value Cvup, Cvdown, and W-phase voltage command correction value Cw start-up command value Cup, start-up command value Voltage and carrier signals (saw wave carriers) X1 to X4 are shown. The second stage from the top is the ON / OFF state of the upper and lower arm switching elements 18A to 18F of each phase, and the second stage from the bottom is the motor. The U-phase voltage Vu, the V-phase voltage Vv, and the W-phase voltage Vw applied to No. 8 are shown, and the lowermost stage shows the neutral point potential Vc of the motor 8.

また、図4の下側にはモータ8に流れるU相電流iu、V相電流iv、及び、W相電流iwの向きを示している。各相電流の向きは、モータ8に流入する方向を>0、モータ8から流出する方向を<0で示している。図4の例は、U相電流iu、及び、W相電流iwがモータ8に流入する向き、V相電流ivはモータ8から流出する向きであって、図4の各キャリア周期においては何れの相電流もゼロクロスせず、反転しない場合を示している。 Further, the lower side of FIG. 4 shows the directions of the U-phase current iu, the V-phase current iv, and the W-phase current iwa flowing through the motor 8. The direction of each phase current is indicated by> 0 in the direction of inflow to the motor 8 and <0 in the direction of outflow from the motor 8. In the example of FIG. 4, the U-phase current iu and the W-phase current iu are in the direction of flowing into the motor 8, and the V-phase current iv is in the direction of flowing out of the motor 8. The case where the phase current does not zero-cross and does not reverse is shown.

実施例ではデッドタイムを作るために本発明における単独のキャリア信号(鋸波キャリア)は二つの下りX1、X2から成る。下りX2は下りX1より進む位相である。そして、PWM信号生成部36はキャリア信号の下りX1、X2とU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupを比較し、立ち上げ指令値Cuupが下りX1とクロスする位相で下アームスイッチング素子18DをOFFし、下りX2とクロスする位相で上アームスイッチング素子18AをONするPWM信号を生成する。また、立ち下げ指令値Cudownが下りX1とクロスする位相で上アームスイッチング素子18AをOFFし、下りX2とクロスする位相で下アームスイッチング素子18DをONするPWM信号を生成する。 In the embodiment, the single carrier signal (sawtooth carrier) in the present invention is composed of two downlinks X1 and X2 in order to create a dead time. The downlink X2 is a phase that advances from the downlink X1. Then, the PWM signal generation unit 36 compares the downlink X1 and X2 of the carrier signal with the startup command value Cup of the U-phase voltage command correction value Cu, and the lower arm switching element in the phase where the startup command value Cup crosses the downlink X1. A PWM signal is generated in which the 18D is turned off and the upper arm switching element 18A is turned on in a phase crossing the downlink X2. Further, a PWM signal is generated in which the upper arm switching element 18A is turned off in the phase where the fall command value Cudown crosses the downlink X1, and the lower arm switching element 18D is turned ON in the phase where the downlink X2 is crossed.

また、PWM信号生成部36はキャリア信号の下りX1、X2とV相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値Cvupを比較し、立ち上げ指令値Cvupが下りX1とクロスする位相で下アームスイッチング素子18EをOFFし、下りX2とクロスする位相で上アームスイッチング素子18BをONするPWM信号を生成する。また、立ち下げ指令値Cvdownが下りX1とクロスする位相で上アームスイッチング素子18BをOFFし、下りX2とクロスする位相で下アームスイッチング素子18EをONするPWM信号を生成する。 Further, the PWM signal generation unit 36 compares the downlink X1 and X2 of the carrier signal with the startup command value Cvup of the V-phase voltage command correction value Cv, and the lower arm switching element in the phase where the startup command value Cvup crosses the downlink X1. A PWM signal is generated in which 18E is turned off and the upper arm switching element 18B is turned on in a phase crossing the downlink X2. Further, a PWM signal is generated in which the upper arm switching element 18B is turned off in the phase where the fall command value Cvdown crosses the downlink X1, and the lower arm switching element 18E is turned ON in the phase where the downlink command value Cvdown crosses the downlink X2.

更に、PWM信号生成部36はキャリア信号の下りX1、X2とW相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwupを比較し、立ち上げ指令値Cwupが下りX1とクロスする位相で下アームスイッチング素子18FをOFFし、下りX2とクロスする位相で上アームスイッチング素子18CをONするPWM信号を生成する。また、立ち下げ指令値Cwdownが下りX1とクロスする位相で上アームスイッチング素子18CをOFFし、下りX2とクロスする位相で下アームスイッチング素子18FをONするPWM信号を生成する。 Further, the PWM signal generation unit 36 compares the downlink X1 and X2 of the carrier signal with the startup command value Cup of the W phase voltage command correction value Cw, and the lower arm switching element in the phase where the startup command value Cup crosses the downlink X1. A PWM signal is generated in which the 18F is turned off and the upper arm switching element 18C is turned on in a phase crossing the downlink X2. Further, a PWM signal is generated in which the upper arm switching element 18C is turned off in the phase where the fall command value Cwdown crosses the downlink X1, and the lower arm switching element 18F is turned ON in the phase where the downlink command value Cwdown crosses the downlink X2.

また、PWM信号生成部36は、実施例ではU相の下アームスイッチング素子18DがONし、V相の上アームスイッチング素子18B、及び、W相の上アームスイッチング素子18CがONしている状態からスイッチングの規定区間(1キャリア周期)を開始する。 Further, in the PWM signal generation unit 36, in the embodiment, the U-phase lower arm switching element 18D is turned on, the V-phase upper arm switching element 18B, and the W-phase upper arm switching element 18C are turned on. The specified switching section (1 carrier cycle) is started.

実施例の如くU相電流iu、及び、W相電流iwがモータ8に流入する向き、V相電流ivはモータ8から流出する向きである場合、U相では上アームスイッチング素子18Aの動作でU相電圧Vuが変化し、上アームスイッチング素子18AがONしている期間にU相電圧Vuは「H」となり、W相でも上アームスイッチング素子18Cの動作でW相電圧Vwが変化し、上アームスイッチング素子18CがONしている期間にW相電圧Vwは「H」となる。一方、V相では下アームスイッチング素子18Eの動作でV相電圧Vvが変化し、下アームスイッチング素子18EがOFFしている期間にV相電圧Vvは「H」となる。そして、図4中の「H」の期間の幅の総和が各相電圧(U相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vw)の大きさとなる。 When the U-phase current iu and the W-phase current iwa flow into the motor 8 and the V-phase current iv flows out from the motor 8 as in the embodiment, the U-phase is operated by the upper arm switching element 18A. While the phase voltage Vu changes and the upper arm switching element 18A is ON, the U phase voltage Vu becomes "H", and even in the W phase, the W phase voltage Vw changes due to the operation of the upper arm switching element 18C, and the upper arm The W-phase voltage Vw becomes “H” while the switching element 18C is ON. On the other hand, in the V phase, the V-phase voltage Vv changes due to the operation of the lower arm switching element 18E, and the V-phase voltage Vv becomes “H” during the period when the lower arm switching element 18E is OFF. Then, the sum of the widths of the periods of "H" in FIG. 4 is the magnitude of each phase voltage (U-phase voltage Vu, V-phase voltage Vv, W-phase voltage Vw).

この図から明らかな如く、PWM信号生成部36は電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’を補正して電圧指令補正値Cu、Cv、Cwとすることにより、図4の連続する2キャリア周期の最初のキャリア周期(向かって左側)の前半では、W相の上アームスイッチング素子18CがONし、下アームスイッチング素子18FがOFFしている状態に固定し、更に、U相の下アームスイッチング素子18DがOFFするタイミングと、V相の上アームスイッチング素子18BがOFFするタイミングを同期させ、U相の上アームスイッチング素子18AがONするタイミングと、V相の下アームスイッチング素子18EがONするタイミングを同期させることにより、U相電圧Vuが「H」となり、V相電圧Vvが「L」となるタイミングを同期させ、U相電圧Vuの変化を、V相電圧Vvの変化で打ち消す。 As is clear from this figure, the PWM signal generation unit 36 corrects the voltage command values Vu', Vv', and Vw' to obtain the voltage command correction values Cu, Cv, and Cw, so that the continuous two-carrier cycle of FIG. 4 is obtained. In the first half of the first carrier cycle (on the left side), the W-phase upper arm switching element 18C is ON, the lower arm switching element 18F is OFF, and the U-phase lower arm switching element is further turned off. The timing at which the 18D is turned off and the timing at which the V-phase upper arm switching element 18B is turned off are synchronized, and the timing at which the U-phase upper arm switching element 18A is turned on and the timing at which the V-phase lower arm switching element 18E is turned on are set. By synchronizing, the timing at which the U-phase voltage Vu becomes "H" and the V-phase voltage Vv becomes "L" is synchronized, and the change in the U-phase voltage Vu is canceled by the change in the V-phase voltage Vv.

また、最初のキャリア周期の後半では、U相の上アームスイッチング素子18AがONし、下アームスイッチング素子18DがOFFしている状態に固定し、更に、V相の下アームスイッチング素子18EがOFFするタイミングと、W相の上アームスイッチング素子18CがOFFするタイミングを同期させ、V相の上アームスイッチング素子18BがONするタイミングと、W相の下アームスイッチング素子18FがONするタイミングを同期させることにより、V相電圧Vvが「H」となり、W相電圧Vwが「L」となるタイミングを同期させ、V相電圧Vvの変化を、W相電圧Vwの変化で打ち消す。 Further, in the latter half of the first carrier cycle, the U-phase upper arm switching element 18A is turned on, the lower arm switching element 18D is fixed in the OFF state, and the V-phase lower arm switching element 18E is turned OFF. By synchronizing the timing with the timing at which the upper arm switching element 18C of the W phase is turned off, and the timing at which the upper arm switching element 18B of the V phase is turned on with the timing at which the lower arm switching element 18F of the W phase is turned on. , The timing at which the V-phase voltage Vv becomes “H” and the W-phase voltage Vw becomes “L” is synchronized, and the change in the V-phase voltage Vv is canceled by the change in the W-phase voltage Vw.

図4の連続する2キャリア周期の次のキャリア周期(向かって右側)の前半では、U相の上アームスイッチング素子18AがONし、下アームスイッチング素子18DがOFFしている状態に固定し、更に、V相の上アームスイッチング素子18BがOFFするタイミングと、W相の下アームスイッチング素子18FがOFFするタイミングを同期させ、V相の下アームスイッチング素子18EがONするタイミングと、W相の上アームスイッチング素子18CがONするタイミングを同期させることにより、V相電圧Vvが「L」となり、W相電圧Vvが「H」となるタイミングを同期させ、V相電圧Vvの変化を、W相電圧Vwの変化で打ち消す。 In the first half of the next carrier cycle (on the right side) of the two consecutive carrier cycles shown in FIG. 4, the U-phase upper arm switching element 18A is fixed to the ON state, the lower arm switching element 18D is fixed to the OFF state, and further. , The timing when the upper arm switching element 18B of the V phase is turned off and the timing when the lower arm switching element 18F of the W phase is turned off are synchronized, and the timing when the lower arm switching element 18E of the V phase is turned on and the upper arm of the W phase By synchronizing the timing at which the switching element 18C is turned on, the timing at which the V-phase voltage Vv becomes “L” and the W-phase voltage Vv becomes “H” is synchronized, and the change in the V-phase voltage Vv is changed to the W-phase voltage Vw. It is canceled by the change of.

また、次のキャリア周期の後半では、W相の上アームスイッチング素子18CがONし、下アームスイッチング素子18FがOFFしている状態に固定し、更に、U相の上アームスイッチング素子18AがOFFするタイミングと、V相の下アームスイッチング素子18EがOFFするタイミングを同期させ、U相の下アームスイッチング素子18DがONするタイミングと、V相の上アームスイッチング素子18BがONするタイミングを同期させることにより、U相電圧Vuが「L」となり、V相電圧Vvが「H」となるタイミングを同期させ、U相電圧Vuの変化を、V相電圧Vvの変化で打ち消す。 Further, in the latter half of the next carrier cycle, the W-phase upper arm switching element 18C is turned on, the lower arm switching element 18F is fixed in the OFF state, and the U-phase upper arm switching element 18A is turned OFF. By synchronizing the timing with the timing at which the lower arm switching element 18E of the V phase is turned off, and the timing at which the lower arm switching element 18D of the U phase is turned on with the timing at which the upper arm switching element 18B of the V phase is turned on. , The timing at which the U-phase voltage Vu becomes “L” and the V-phase voltage Vv becomes “H” is synchronized, and the change in the U-phase voltage Vu is canceled by the change in the V-phase voltage Vv.

上記のようなPWM信号生成部36の補正動作をより詳細に説明すると、以下の通りとなる。
通常の一般的なインバータ装置では、PWM信号生成部は、相電圧指令演算部の三相変調電圧指令値を、1キャリア周期内で実現するように、PWM信号を生成するが、実施例のインバータ装置1では、PWM信号生成部36が、連続する複数のキャリア周期内でモータ8の中性点電位Vcの変動がゼロとなり、且つ、当該連続する複数のキャリア周期全体でのU相−V相の線間電圧、V相−W相の線間電圧、W相−U相の線間電圧が変化しないように三相変調電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’を補正して電圧指令補正値Cu、Cv、Cwを演算し、PWM信号を生成する。
The correction operation of the PWM signal generation unit 36 as described above will be described in more detail as follows.
In a normal general inverter device, the PWM signal generation unit generates a PWM signal so as to realize the three-phase modulation voltage command value of the phase voltage command calculation unit within one carrier cycle. In the device 1, the PWM signal generation unit 36 makes the fluctuation of the neutral point potential Vc of the motor 8 zero within the plurality of continuous carrier cycles, and the U-phase-V phase in the entire continuous plurality of carrier cycles. Three-phase modulation voltage command values Vu', Vv', Vw' are corrected so that the line voltage, V-phase-W-phase line voltage, and W-phase-U-phase line voltage do not change. The values Cu, Cv, and Cw are calculated to generate a PWM signal.

即ち、図4に示すように連続する複数キャリア周期を2周期であるとすると、相電圧指令演算部33の三相変調電圧指令値は2周期分の2つ存在する。PWM信号生成部36は、その2回の三相変調電圧指令値を足した値を、2キャリア周期分で再現する。或いは、1回目のキャリア周期で相電圧指令演算部33から受けた値を、2倍した値を、2キャリア周期分で再現してもよい。 That is, assuming that the continuous plurality of carrier cycles are two cycles as shown in FIG. 4, there are two three-phase modulation voltage command values for the two cycles of the phase voltage command calculation unit 33. The PWM signal generation unit 36 reproduces the value obtained by adding the two three-phase modulation voltage command values in two carrier cycles. Alternatively, the value received from the phase voltage command calculation unit 33 in the first carrier cycle may be doubled and reproduced in two carrier cycles.

図4で具体的には説明すると、W相について見ると、連続する2回のキャリア周期では2キャリア周期全体で、W相電圧指令補正値Cw=W相電圧指令値Vw’+共通加算値αになる。これは、U相、V相、W相すべての相に共通で加算する数値となり、U相−V相の線間電圧、V相−W相の線間電圧、W相−U相の線間電圧でみれば、元の三相変調電圧指令値の通りの電圧に近い波形を印加できる。 Specifically, with reference to FIG. 4, when looking at the W phase, in two consecutive carrier cycles, the W phase voltage command correction value Cw = W phase voltage command value Vw'+ common addition value α in the entire two carrier cycles. become. This is a value that is added in common to all U-phase, V-phase, and W-phase, and is the line voltage between U-phase and V-phase, the line voltage between V-phase and W-phase, and the line between W-phase and U-phase. In terms of voltage, it is possible to apply a waveform close to the voltage as the original three-phase modulation voltage command value.

この共通加算値αは、三相変調電圧指令値はU相、V相、W相毎に出力しているが、この指令は実際には線間電圧の指令値であり、U相−V相の線間電圧、V相−W相の線間電圧、W相−U相の線間電圧を指令通りにすればよい。
数式的に表現すると、1回目のU相電圧指令値をVu’1、2回目のU相電圧指令値をVu’2として、1回目のU相PWM信号でモータ8に印加できる電圧をPU1、2回目のU相PWM信号でモータ8に印加できる電圧をPU2とすると、
PU1+PU2+α=Vu’1+Vu’2 ・・・(i)
となる。
The three-phase modulation voltage command value of this common addition value α is output for each of the U phase, V phase, and W phase, but this command is actually the command value of the line voltage, and the U phase-V phase. The line voltage of, V phase-W phase line voltage, and W phase-U phase line voltage may be set as instructed.
Expressed mathematically, the first U-phase voltage command value is Vu'1, the second U-phase voltage command value is Vu'2, and the voltage that can be applied to the motor 8 by the first U-phase PWM signal is PU1. Assuming that the voltage that can be applied to the motor 8 by the second U-phase PWM signal is PU2,
PU1 + PU2 + α = Vu'1 + Vu'2 ... (i)
Will be.

同様に、V相、W相を考えると、
PV1+PV2+α=Vv’1+Vv’2 ・・・(ii)
PW1+PW2+α=Vw’1+Vw’2 ・・・(iii)
となる。
尚、Vv’1は1回目のV相電圧指令値、Vv’2は2回目のV相電圧指令値、PV1は1回目のV相PWM信号でモータ8に印加できる電圧、PV2は2回目のV相PWM信号でモータ8に印加できる電圧である。また、Vw’1は1回目のW相電圧指令値、Vw’2は2回目のW相電圧指令値、PW1は1回目のW相PWM信号でモータ8に印加できる電圧、PW2は2回目のW相PWM信号でモータ8に印加できる電圧である。
Similarly, considering the V phase and W phase,
PV1 + PV2 + α = Vv'1 + Vv'2 ... (ii)
PW1 + PW2 + α = Vw'1 + Vw'2 ... (iii)
Will be.
Vv'1 is the first V-phase voltage command value, Vv'2 is the second V-phase voltage command value, PV1 is the voltage that can be applied to the motor 8 with the first V-phase PWM signal, and PV2 is the second V-phase voltage command value. This is a voltage that can be applied to the motor 8 with a V-phase PWM signal. Vw'1 is the first W-phase voltage command value, Vw'2 is the second W-phase voltage command value, PW1 is the voltage that can be applied to the motor 8 with the first W-phase PWM signal, and PW2 is the second. This is a voltage that can be applied to the motor 8 with a W-phase PWM signal.

尚、前述した如く1回目のキャリア周期で相電圧指令演算部33から受けた値を、2倍した値を、2キャリア周期分で再現する場合を考えると式は以下の通りとなる。
PU1+PU2+α=2×Vu’1 ・・・(iv)
PV1+PV2+α=2×Vv’1 ・・・(v)
PW1+PW2+α=2×Vw’1 ・・・(vi)
As described above, considering the case where the value received from the phase voltage command calculation unit 33 in the first carrier cycle is doubled and reproduced in two carrier cycles, the equation is as follows.
PU1 + PU2 + α = 2 × Vu'1 ・ ・ ・ (iv)
PV1 + PV2 + α = 2 × Vv'1 ... (v)
PW1 + PW2 + α = 2 × Vw'1 ... (vi)

ちなみに、一般的な従来方式では上記式(iv)〜(vi)は以下の式となる(二相変調等の線間変調をしていない場合は共通加算値αは0となる)。
PU1+α=Vu’1 ・・・(vii)
PV1+α=Vv’1 ・・・(viii)
PW1+α=Vw’1 ・・・(ix)
また、前述した特許文献の方式でも上記式(vii)〜(ix)と同じ式で表現できる。
Incidentally, in the general conventional method, the above equations (iv) to (vi) are as follows (the common addition value α is 0 when line-line modulation such as two-phase modulation is not performed).
PU1 + α = Vu'1 ... (vii)
PV1 + α = Vv'1 ... (viii)
PW1 + α = Vw'1 ... (ix)
Further, the above-mentioned method of the patent document can also be expressed by the same formula as the above formulas (vii) to (ix).

前記式(i)〜(vi)で線間電圧を考えると、U相−V相の線間電圧は、
PU1+PU2+α―(PV1+PV2+α)=Vu’1+Vu’2―(Vv’1+Vv’2) ・・・(x)
そして、この式(x)は下記式(xi)となる。
PU1―PV1+PU2―PV2=Vu’1―Vv’1+Vu’2―Vv’2 ・・・(xi)
Considering the line voltage in the above equations (i) to (vi), the line voltage of the U phase-V phase is
PU1 + PU2 + α- (PV1 + PV2 + α) = Vu'1 + Vu'2- (Vv'1 + Vv'2) ... (x)
Then, this equation (x) becomes the following equation (xi).
PU1-PV1 + PU2-PV2 = Vu'1-Vv'1 + Vu'2-Vv'2 ... (xi)

そして、前記式(vii)〜(ix)の従来方式でも、2キャリア周期分を考慮すると同じ値になる。U相、V相の2キャリア周期分は以下の通り。
PU1+α+PU2+α=Vu’1+Vu’2 ・・・(xii)
PV1+α+PV2+α=Vv’1+Vv’2 ・・・(xiii)
これら式(xii)、(xiii)を式(x)の場合と同様に加算すると、以下のように同じ結果が得られる。
PU1+α+PU2+α―(PV1+α+PV2+α)=Vu’1+Vu’2―(Vv’1+Vv’2) ・・・(xiv)
そして、この式(xiv)は下記式(xv)となり、式(xi)と同じとなる。
PU1―PV1+PU2―PV2=Vu’1―Vv’1+Vu’2―Vv’2 ・・・(xv)
Then, even in the conventional methods of the above formulas (vii) to (ix), the same value is obtained when two carrier cycles are taken into consideration. The two carrier cycles of U phase and V phase are as follows.
PU1 + α + PU2 + α = Vu'1 + Vu'2 ... (xii)
PV1 + α + PV2 + α = Vv'1 + Vv'2 ... (xiii)
When these equations (xii) and (xiii) are added in the same manner as in the case of equation (x), the same result is obtained as follows.
PU1 + α + PU2 + α- (PV1 + α + PV2 + α) = Vu'1 + Vu'2- (Vv'1 + Vv'2) ... (xiv)
Then, this equation (xiv) becomes the following equation (xv), which is the same as the equation (xi).
PU1-PV1 + PU2-PV2 = Vu'1-Vv'1 + Vu'2-Vv'2 ... (xv)

以上の如く、実施例によっても2キャリア周期分を考慮した場合、PWM信号生成部36は、相電圧指令演算部33の出力通りに電圧(電圧指令補正値Cu、Cv、Cw)を出力していることが分かる(図4中の白抜き矢印の幅)。 As described above, when considering the two carrier cycles according to the embodiment, the PWM signal generation unit 36 outputs the voltage (voltage command correction values Cu, Cv, Cw) according to the output of the phase voltage command calculation unit 33. It can be seen that there is (the width of the white arrow in FIG. 4).

以上により、各相電圧Vu、Vv、Vwの平均である中性点電位Vcは、図4に示すように常に一定となり、変化しなくなるので、コモンモードノイズを効果的に解消、若しくは、抑制することができるようになる。また、実施例ではPWM信号生成部36が、図4の最初のキャリア周期の前半ではW相の上アームスイッチング素子18CをON、下アームスイッチング素子18FをOFF状態に固定させると共に、U相の下アームスイッチング素子18DがONし、V相の上アームスイッチング素子18BがONしている状態からスイッチングの規定区間を開始するようにしているので、U相電圧Vuの変化をV相電圧Vvの変化で円滑に打ち消すことができるようになる。 As described above, the neutral point potential Vc, which is the average of each phase voltage Vu, Vv, and Vw, is always constant and does not change as shown in FIG. 4, so that common mode noise is effectively eliminated or suppressed. You will be able to do it. Further, in the embodiment, the PWM signal generation unit 36 fixes the upper arm switching element 18C of the W phase to the ON state and the lower arm switching element 18F to the OFF state in the first half of the first carrier cycle of FIG. 4, and lowers the U phase. Since the specified section of switching is started from the state where the arm switching element 18D is ON and the V-phase upper arm switching element 18B is ON, the change of the U-phase voltage Vu is changed by the change of the V-phase voltage Vv. You will be able to cancel it smoothly.

また、図4の次のキャリア周期の前半ではU相の上アームスイッチング素子18AをON、下アームスイッチング素子18DをOFF状態に固定させると共に、V相の上アームスイッチング素子18BがONし、W相の下アームスイッチング素子18FがONしている状態からスイッチングの規定区間を開始するようにしており、ここでもV相電圧Vvの変化をW相電圧Vwの変化で円滑に打ち消すことができるようになる。 Further, in the first half of the next carrier cycle of FIG. 4, the U-phase upper arm switching element 18A is fixed to the ON state and the lower arm switching element 18D is fixed to the OFF state, and the V-phase upper arm switching element 18B is turned ON, and the W phase is turned on. The specified switching section is started from the state where the lower arm switching element 18F is ON, and the change in the V-phase voltage Vv can be smoothly canceled by the change in the W-phase voltage Vw. ..

(3−2−2)W相電流iwが反転する場合
しかしながら、図5に示す如く最初のキャリア周期でW相電流iwがゼロクロスし、モータ8に流入する向き(>0)から流出する向き(<0)に反転した場合、図4と同じタイミングでスイッチング制御を行うと、W相電圧VwはW相の下アームスイッチング素子18FがONするタイミングで立ち下がることになるので、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが上がる方向に変動してしまうことになる。
(3-2-2) When the W-phase current iw is inverted However, as shown in FIG. 5, the W-phase current iw zero-crosses in the first carrier cycle, and the direction in which the W-phase current iw flows into the motor 8 (> 0) is reversed (> 0). In the case of inverting to <0), if switching control is performed at the same timing as in FIG. 4, the W-phase voltage Vw falls at the timing when the W-phase lower arm switching element 18F is turned on, so that the dead time and the switching element The neutral point potential Vc fluctuates in the direction of increasing in a pulse shape with a width corresponding to the delay time of.

ここで、実施例のPWM信号生成部36は、キャリア周期が開始(スイッチングの規定区間の開始)する毎に、当該キャリア周期内で相電流(iu、iv、iw)がゼロクロスするか否か予測する。この実施例のPWM信号生成部36は、最初のキャリア周期の後半でW相電流iwがゼロクロスし、モータ8に流入する向きから流出する向きに反転すると予測した場合、PWM信号生成部36は図6に示す如く、当該最初のキャリア周期(図6の向かって左側のキャリア周期)では、W相の上下アームスイッチング素子18C、18Fのスイッチングを停止するようにW相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwupと立ち下げ指令値Cwdownを変更する。 Here, the PWM signal generation unit 36 of the embodiment predicts whether or not the phase currents (iu, iv, iw) cross zero within the carrier cycle each time the carrier cycle starts (the start of the specified switching section). do. When the PWM signal generation unit 36 of this embodiment predicts that the W-phase current iw zero-crosses in the latter half of the first carrier cycle and reverses from the direction of inflow to the motor 8 to the direction of outflow, the PWM signal generation unit 36 is shown in FIG. As shown in 6, in the first carrier cycle (carrier cycle on the left side when facing FIG. 6), the W-phase voltage command correction value Cw is started up so as to stop the switching of the W-phase upper and lower arm switching elements 18C and 18F. Change the command value Cup and the start-up command value Cwdown.

また、PWM信号生成部36は、U相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupと立ち下げ指令値Cudown、及び、V相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値Cvupと立ち下げ指令値Cvdownを変更することにより、U相の上下アームスイッチング素子18A、18D、V相の上下アームスイッチング18B、18Eのスイッチングを同期させ、U相電圧Vuの変化を、V相電圧Vvの変化で打ち消す。 Further, the PWM signal generation unit 36 has a U-phase voltage command correction value Cu start-up command value Cup and a start-up command value Cudown, and a V-phase voltage command correction value Cv start-up command value Cvup and a start-up command value Cvdown. By changing the above, the switching of the U-phase upper and lower arm switching elements 18A and 18D and the V-phase upper and lower arm switching 18B and 18E is synchronized, and the change of the U-phase voltage Vu is canceled by the change of the V-phase voltage Vv.

このような第1の変更制御で各スイッチング素子18A〜18Eのスイッチング動作を変更することにより、モータ8に流れる電流(W相電流iw)の向きが反転するW相電圧Vwを変化させずに、他の二相の相電圧(U相電圧Vu、V相電圧Vv)の変化を相互に打ち消すようにそれらの上下アームスイッチング素子18A、18D、18B、18Eを同期してスイッチングさせ、W相電流iwの向きが反転するキャリア周期(最初のキャリア周期)での中性点電位Vcの変動を解消することができるようになる(図6の最下段)。これにより、コモンモードノイズの発生を極めて効果的に解消、若しくは、抑制することが可能となる。 By changing the switching operation of each of the switching elements 18A to 18E by such a first change control, the direction of the current (W-phase current iw) flowing through the motor 8 is not changed without changing the W-phase voltage Vw. The upper and lower arm switching elements 18A, 18D, 18B, and 18E are synchronously switched so as to cancel the changes in the other two-phase phases (U-phase voltage Vu, V-phase voltage Vv), and the W-phase current iwa It becomes possible to eliminate the fluctuation of the neutral point potential Vc in the carrier cycle (first carrier cycle) in which the direction of the current is reversed (lowermost part of FIG. 6). This makes it possible to eliminate or suppress the generation of common mode noise extremely effectively.

また、この場合(図6)もU相の下アームスイッチング素子18DがONし、他の二相の上アームスイッチング素子18B、18CがONしている状態からスイッチングの規定区間(キャリア周期)を開始しているので、U相電圧Vuの変化をV相電圧Vvの変化で円滑に打ち消すことができるようになる。 Also in this case (FIG. 6), the specified switching section (carrier cycle) is started from the state where the U-phase lower arm switching element 18D is ON and the other two-phase upper arm switching elements 18B and 18C are ON. Therefore, the change in the U-phase voltage Vu can be smoothly canceled by the change in the V-phase voltage Vv.

更に、この場合も上記第1の変更制御でPWM信号生成部36は、W相電流iwの向きが反転するキャリア周期(図6の向かって左側)と、それに連続するキャリア周期(図6の向かって右側)の全体において、図6に白抜き矢印で示す各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅が、図4や図5に白抜き矢印で示した各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅とそれぞれ同一、若しくは、略同一となるようにスイッチングを制御する。 Further, also in this case, in the first change control, the PWM signal generation unit 36 has a carrier period in which the direction of the W-phase current iw is reversed (on the left side when facing FIG. 6) and a carrier period continuous to the carrier period (direction in FIG. 6). The pulse width of each phase voltage Vu, Vv, Vw shown by the white arrow in FIG. 6 is the pulse width of each phase voltage Vu, Vv, Vw shown by the white arrow in FIGS. 4 and 5. Switching is controlled so that they are the same as or substantially the same as the width.

これにより、モータ8に流れる電流(W相電流iw)の向きが反転するキャリア周期(図6の向かって左側)とそれに連続するキャリア周期(図6の向かって右側)全体で線間電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制することができるようになるので、中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することで、モータ8に印加される電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制し、モータ8の安定した運転制御を実現することができるようになる。 As a result, the line voltage changes over the carrier cycle (on the left side when facing FIG. 6) in which the direction of the current (W phase current iw) flowing through the motor 8 is reversed and the carrier cycle (on the right side when facing FIG. 6) which is continuous with the carrier cycle. The voltage applied to the motor 8 can be eliminated or suppressed by changing the switching operation in order to eliminate or suppress the fluctuation of the neutral point potential Vc. It becomes possible to eliminate or suppress the inconvenience of changing the motor 8 and realize stable operation control of the motor 8.

(3−3)制御装置21のPWM信号生成部36が実行する第2の変更制御
次に、図7〜図8を用いてPWM信号生成部36が実行する第2の変更制御の一例を詳述する。
例えば、図7に示す如く連続する2回のキャリア周期の最初のキャリア周期でU相電流iuがゼロクロスし、モータ8に流入する向き(>0)から流出する向き(<0)に反転し、U相の下アームスイッチング素子18DがOFFするタイミングでU相電圧Vuが立ち上がってしまい、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分位相が遅れてV相の下アームスイッチング素子18EがONするタイミングでV相電圧Vvが立ち下がった場合にも、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが上がる方向に変動してしまうことになる。
(3-3) Second change control executed by the PWM signal generation unit 36 of the control device 21 Next, an example of the second change control executed by the PWM signal generation unit 36 using FIGS. 7 to 8 will be described in detail. Describe.
For example, as shown in FIG. 7, the U-phase current iu zero-crosses in the first carrier cycle of two consecutive carrier cycles, and is reversed from the direction in which the U-phase current iu flows into the motor 8 (> 0) to the direction in which it flows out (<0). The U-phase voltage Vu rises at the timing when the U-phase lower arm switching element 18D is turned off, the phase is delayed by the dead time and the delay time of the switching element, and the V-phase is turned on at the timing when the V-phase lower arm switching element 18E is turned on. Even when the voltage Vv drops, the neutral point potential Vc fluctuates in the direction of rising in a pulse shape with a width corresponding to the dead time and the delay time of the switching element.

そこで、この実施例ではPWM信号生成部36は、最初のキャリア周期の後半でU相電流iuがゼロクロスし、モータ8に流入する向きから流出する向きに反転すると予測した場合、図8に示す如く、当該最初のキャリア周期(図8の向かって左側のキャリア周期)では、全ての相(U相、V相、W相)の上下アームスイッチング素子18A〜18Fのスイッチングを停止するようにU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupと立ち下げ指令値Cudown、V相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値Cvupと立ち下げ指令値Cvdown、W相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwupと立ち下げ指令値Cwdownを変更する。 Therefore, in this embodiment, when the PWM signal generation unit 36 predicts that the U-phase current iu crosses zero in the latter half of the first carrier cycle and reverses from the direction of inflow to the motor 8 to the direction of outflow, as shown in FIG. In the first carrier cycle (carrier cycle on the left side when facing FIG. 8), the U-phase voltage is such that the switching of the upper and lower arm switching elements 18A to 18F of all the phases (U-phase, V-phase, W-phase) is stopped. Command correction value Cu start-up command value Cup and start-up command value Cudown, V-phase voltage command correction value Cv start-up command value Cvup and start-up command value Cvdown, W-phase voltage command correction value Cw start-up command value Cup And change the down command value Cwdown.

このような第2の変更制御で各スイッチング素子18A〜18Eのスイッチング動作を変更することにより、モータ8に流れる電流(U相電流iu)の向きが反転するU相電圧Vuに加え、他の二相の相電圧(V相電圧Vv、W相電圧Vw)wも変化しないようになるので、U相電流iuの向きが反転するキャリア周期(最初のキャリア周期)での中性点電位Vcの変動を解消することができるようになる(図8の最下段)。これにより、コモンモードノイズの発生を極めて効果的に解消、若しくは、抑制することが可能となる。 By changing the switching operation of each of the switching elements 18A to 18E by such a second change control, in addition to the U-phase voltage Vu in which the direction of the current (U-phase current iu) flowing through the motor 8 is reversed, the other two Since the phase voltage (V-phase voltage Vv, W-phase voltage Vw) w of the phase does not change, the change of the neutral point potential Vc in the carrier cycle (first carrier cycle) in which the direction of the U-phase current iu is reversed. Can be resolved (bottom of FIG. 8). This makes it possible to eliminate or suppress the generation of common mode noise extremely effectively.

また、上記第2の変更制御でも、PWM信号生成部36はU相電流iuの向きが反転するキャリア周期(図8の向かって左側)と、それに連続するキャリア周期(図8の向かって右側)の全体において、図8に白抜き矢印で示す各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅が、図7に白抜き矢印で示した各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅とそれぞれ同一、若しくは、略同一となるようにスイッチングを制御する。 Further, even in the second change control, the PWM signal generation unit 36 has a carrier cycle in which the direction of the U-phase current iu is reversed (on the left side when facing FIG. 8) and a carrier cycle which is continuous therewith (on the right side when facing FIG. 8). The pulse widths of the phase voltages Vu, Vv, and Vw shown by the white arrows in FIG. 8 are the same as the pulse widths of the phase voltages Vu, Vv, and Vw shown by the white arrows in FIG. 7, respectively. , Control the switching so that they are substantially the same.

これにより、モータ8に流れる電流(U相電流iu)の向きが反転するキャリア周期(図8の向かって左側)とそれに連続するキャリア周期(図8の向かって右側)全体で線間電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制することができるようになるので、中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することで、モータ8に印加される電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制し、モータ8の安定した運転制御を実現することができるようになる。 As a result, the line voltage changes over the carrier cycle (on the left side when facing FIG. 8) in which the direction of the current (U-phase current iu) flowing through the motor 8 is reversed and the carrier cycle (on the right side when facing FIG. 8) which is continuous therewith. The voltage applied to the motor 8 can be eliminated or suppressed by changing the switching operation in order to eliminate or suppress the fluctuation of the neutral point potential Vc. It becomes possible to eliminate or suppress the inconvenience of changing the motor 8 and realize stable operation control of the motor 8.

(3−4)第1の変更制御と第2の変更制御の選択
また、PWM信号生成部36は上記の如く説明した第1の変更制御(図3、図6)と、第2の変更制御(図8)のうち、各相の上下アームスイッチング素子18A〜18Fのスイッチング動作を変更する前(図6の場合には図5。図8の場合には図7)のスイッチング動作に近似する方を選択して実行する。これにより、スイッチング動作の変更がモータ8の運転に与える悪影響を最小限に抑えることが可能となる。
(3-4) Selection of First Change Control and Second Change Control In addition, the PWM signal generation unit 36 has the first change control (FIGS. 3 and 6) described above and the second change control. Of (FIG. 8), the one that approximates the switching operation before changing the switching operation of the upper and lower arm switching elements 18A to 18F of each phase (FIG. 5 in the case of FIG. 6; FIG. 7 in the case of FIG. 8). Select and execute. This makes it possible to minimize the adverse effect of the change in switching operation on the operation of the motor 8.

(3−5)制御装置21のPWM信号生成部36が実行する第3の変更制御
次に、図9〜図10を用いてPWM信号生成部36が実行する第3の変更制御の一例を詳述する。
例えば、図9に示す如く連続する2回のキャリア周期の最初のキャリア周期でU相とV相の下アームスイッチング素子19D、19EがONし、W相の上アームスイッチング素子18CがONした状態でスイッチングの規定区間が開始(キャリア周期が開始)する場合に、V相電流ivがゼロクロスし、モータ8に流入する向き(>0)から流出する向き(<0)に反転したときには、V相の下アームスイッチング素子18EがOFFするタイミングでV相電圧Vvが立ち上がってしまい、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分位相が遅れてU相の上アームスイッチング素子18AがOFFするタイミングでU相電圧Vuが立ち下がっても、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが立ち上がる。即ち、中性点電位Vcが立ち上がり、その後立ち下がるので、中性点電位Vcは2回変動することになる。
(3-5) Third change control executed by the PWM signal generation unit 36 of the control device 21 Next, an example of the third change control executed by the PWM signal generation unit 36 using FIGS. 9 to 10 will be described in detail. Describe.
For example, as shown in FIG. 9, in the state where the U-phase and V-phase lower arm switching elements 19D and 19E are turned on and the W-phase upper arm switching element 18C is turned on in the first carrier cycle of two consecutive carrier cycles. When the specified switching section starts (carrier cycle starts), the V-phase current iv crosses zero and reverses from the direction (> 0) inflow to the motor 8 to the direction (<0) outflow (<0). The V-phase voltage Vv rises at the timing when the lower arm switching element 18E turns off, the phase is delayed by the dead time and the delay time of the switching element, and the U-phase voltage Vu rises at the timing when the U-phase upper arm switching element 18A turns off. Even if it falls, the neutral point potential Vc rises in a pulse shape with a width corresponding to the dead time and the delay time of the switching element. That is, since the neutral point potential Vc rises and then falls, the neutral point potential Vc fluctuates twice.

そこで、この実施例でPWM信号生成部36は、図10に示す如く、V相電流ivが反転するキャリア周期(図10の向かって左側)では、図9の場合と同様にV相の上下アームスイッチング素子18B、18Eをスイッチングする。一方、U相の下アームスイッチング素子18AがOFFするタイミングと、W相の上アームスイッチング素子18CがOFFするタイミングを同期させ、U相の上アームスイッチング素子18AがONするタイミングと、W相の下アームスイッチング素子18FがONするタイミングを同期させるようにU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupと立ち下げ指令値Cudown、W相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwupと立ち下げ指令値Cwdownを変更することにより、U相電圧Vuが「H」に立ち上がり、W相電圧Vwが「L」に立ち下がるタイミングを同期させ、U相電圧Vuの変化を、W相電圧Vwの変化で打ち消す。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the PWM signal generation unit 36 has a V-phase upper and lower arm in the carrier period (on the left side when facing FIG. 10) in which the V-phase current iv is inverted, as in the case of FIG. Switching elements 18B and 18E are switched. On the other hand, the timing when the lower arm switching element 18A of the U phase is turned off and the timing when the upper arm switching element 18C of the W phase is turned off are synchronized, and the timing when the upper arm switching element 18A of the U phase is turned on and the lower side of the W phase. U-phase voltage command correction value Cu start-up command value Cup and start-up command value Cudown, W-phase voltage command correction value Cw start-up command value Cup and start-up command so as to synchronize the timing when the arm switching element 18F is turned on. By changing the value Cwdown, the timing at which the U-phase voltage Vu rises to "H" and the W-phase voltage Vw falls to "L" is synchronized, and the change in the U-phase voltage Vu is changed by the change in the W-phase voltage Vw. Cancel.

中性点電位VcはV相の下アームスイッチング素子18EがOFFするタイミングで立ち上がり、その後は上がったままで変動しない状態となる(図10の最下段)。このような第3の変更制御により、中性点電位Vcの変動を、モータ8に流れる電流の向きが反転するV相の上下アームスイッチング素子18B、18Eのスイッチングによる1回のみ(立ち上がるときのみ)に削減することが可能となる。 The neutral point potential Vc rises at the timing when the lower arm switching element 18E of the V phase is turned off, and then remains raised and does not fluctuate (lowermost stage of FIG. 10). By such a third change control, the fluctuation of the neutral point potential Vc is changed only once by switching the V-phase upper and lower arm switching elements 18B and 18E in which the direction of the current flowing through the motor 8 is reversed (only when the motor 8 starts up). It is possible to reduce to.

このような第3の変更制御で各スイッチング素子18A〜18Eのスイッチング動作を変更することにより、当該電流の向きが反転するキャリア周期(図10の向かって左側)での中性点電位Vcの変動を、図9に示した場合よりも抑制することができるようになる。特にこの場合は、前述した第1の変更制御や第2の変更制御よりも高い変調率に対応できるようになるので、モータ8の回転数が高い運転状態が要求される場合に有利となる。 By changing the switching operation of each of the switching elements 18A to 18E by such a third change control, the change of the neutral point potential Vc in the carrier period (on the left side when facing FIG. 10) in which the direction of the current is reversed. Can be suppressed as compared with the case shown in FIG. In particular, in this case, since it becomes possible to correspond to a higher modulation rate than the first change control and the second change control described above, it is advantageous when an operating state in which the rotation speed of the motor 8 is high is required.

また、上記第3の変更制御では、図10の連続する2回のキャリア周期の全体において、PWM信号生成部36は全相に均等に図10に破線白抜き矢印で示すパルス幅の電圧を各相に加算している。モータ8に印加される電圧は、相電圧の差であるため、全相に同じパルス幅(破線白抜き矢印)を加算してもモータ8に流れる電流(V相電流iv)の向きが反転するキャリア周期(図10の向かって左側)とそれに連続するキャリア周期(図10の向かって右側)全体で線間電圧が変化してしまうことはない。これにより、中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することで、モータ8に印加される電圧が変化してしまう不都合を抑制しながら、モータ8の安定した運転制御を実現することができるようになる。 Further, in the third change control, the PWM signal generation unit 36 uniformly applies a voltage having a pulse width indicated by a broken line white arrow in FIG. 10 to all phases in the entire two consecutive carrier cycles of FIG. Adding to the phase. Since the voltage applied to the motor 8 is the difference between the phase voltages, the direction of the current (V-phase current iv) flowing through the motor 8 is reversed even if the same pulse width (broken white arrow) is added to all phases. The line voltage does not change over the entire carrier cycle (on the left side when facing FIG. 10) and the carrier cycle (on the right side when facing FIG. 10) continuous thereto. As a result, by changing the switching operation in order to eliminate or suppress the fluctuation of the neutral point potential Vc, the inconvenience that the voltage applied to the motor 8 changes is suppressed, and the motor 8 is stabilized. It becomes possible to realize operation control.

(3−6)制御装置21のPWM信号生成部36が実行する第4の変更制御
次に、図11〜図12を用いてPWM信号生成部36が実行する第4の変更制御の一例を詳述する。
例えば、図11に示す如く連続する2回のキャリア周期の最初のキャリア周期でU相とV相の下アームスイッチング素子19D、19EがONし、W相の上アームスイッチング素子18CがONした状態でスイッチングの規定区間が開始(キャリア周期が開始)する場合に、W相電流iwがゼロクロスし、モータ8に流入する向きが反転すると予測されるが、W相電流iwの向きが不明であり、U相の上アームスイッチング素子18AがONするタイミングでU相電圧Vuが立ち上がってしまい、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分位相が遅れてW相の下アームスイッチング素子18FがONし、W相電圧Vwが立ち下がっても、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが立ち上がる。即ち、中性点電位Vcが立ち上がり、その後立ち下がるので、中性点電位Vcは2回変動することになる。
(3-6) Fourth change control executed by the PWM signal generation unit 36 of the control device 21 Next, an example of the fourth change control executed by the PWM signal generation unit 36 using FIGS. 11 to 12 will be described in detail. Describe.
For example, as shown in FIG. 11, in a state where the U-phase and V-phase lower arm switching elements 19D and 19E are turned on and the W-phase upper arm switching element 18C is turned on in the first carrier cycle of two consecutive carrier cycles. It is predicted that when the specified switching section starts (carrier cycle starts), the W-phase current iw crosses zero and the direction of flow into the motor 8 is reversed, but the direction of the W-phase current iw is unknown and U. The U-phase voltage Vu rises at the timing when the upper arm switching element 18A of the phase is turned on, the phase is delayed by the dead time and the delay time of the switching element, the lower arm switching element 18F of the W phase is turned on, and the W phase voltage Vw Even if the voltage falls, the neutral point potential Vc rises in a pulse shape with a width corresponding to the dead time and the delay time of the switching element. That is, since the neutral point potential Vc rises and then falls, the neutral point potential Vc fluctuates twice.

一方、この実施例の場合にはモータ8に流れる電流(iw)の向きが反転するW相以外のU相、V相は、何れも下アームスイッチング素子18D、18EがON状態でスイッチングの規定区間を開始することになるので、U相電圧VuとV相電圧Vvの変化を相互に打ち消すことができない。 On the other hand, in the case of this embodiment, the U and V phases other than the W phase in which the direction of the current (iw) flowing through the motor 8 is reversed are defined sections for switching when the lower arm switching elements 18D and 18E are in the ON state. Therefore, the changes in the U-phase voltage Vu and the V-phase voltage Vv cannot cancel each other out.

そこで、この実施例でPWM信号生成部36は、反転するW相電流iwの向きが分からないので、図12に示す如く、W相電流iwが反転するキャリア周期(図11の向かって左側)では、図11の場合と同様にw相の上下アームスイッチング素子18C、18Fをスイッチングする。一方、電流の向きがモータ8に流入する方向と分かっているU相の上アームスイッチング素子18Aは、W相電流iwがモータ8から流出する向き(<0)であるときにW相電圧Vwが立ち下がるタイミングに合わせてONするように同期させる。また、電流の向きがモータ8から流出する方向と分かっているV相の下アームスイッチング素子18Eは、W相電流iwがモータ8に流入する向き(>0)であるときにW相電圧Vwが立ち下がるタイミングに合わせてOFFするように同期させるようにU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupと立ち下げ指令値Cudown、V相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値Cvupと立ち下げ指令値Cvdownを変更することにより、U相電圧Vuが「H」に立ち上がるタイミングと、V相電圧Vvが「H」に立ち上がるタイミングを、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わるW相電圧Vwの立ち下がるタイミングにそれぞれ同期させ、何れかによりW相電圧Vwの変化を打ち消す。 Therefore, in this embodiment, the PWM signal generation unit 36 does not know the direction of the W-phase current iw to be inverted. Therefore, as shown in FIG. 12, in the carrier cycle in which the W-phase current iw is inverted (on the left side when facing FIG. 11). , The w-phase upper and lower arm switching elements 18C and 18F are switched in the same manner as in FIG. On the other hand, in the U-phase upper arm switching element 18A whose direction of the current is known to flow into the motor 8, the W-phase voltage Vw is the direction (<0) when the W-phase current iw flows out of the motor 8. Synchronize so that it turns on according to the timing of falling. Further, the V-phase lower arm switching element 18E, whose direction of the current is known to flow out from the motor 8, has a W-phase voltage Vw when the W-phase current iw flows into the motor 8 (> 0). U-phase voltage command correction value Cu start-up command value Cup and start-up command value Cudown, V-phase voltage command correction value Cv start-up command value Cvup and start-up so as to synchronize so as to turn off according to the fall timing. By changing the command value Cvdown, the timing at which the U-phase voltage Vu rises to "H" and the timing at which the V-phase voltage Vv rises to "H" are changed by the influence of the dead time and the delay time of the switching element. It synchronizes with the timing at which Vw falls, and cancels the change in W-phase voltage Vw by either of them.

図12の例では実際にはW相電流iwはモータ8に流入する向き(>0)から流出する向き(<0)に反転しているので、W相の下アームスイッチング素子18FがONするタイミングでW相電圧Vwは立ち下がる。従って、中性点電位VcはV相の下アームスイッチング素子18EがOFFするタイミングで立ち上がり、その後は上がったままで変動しない状態となる(図12の最下段)。このような第4の変更制御により、実施例では中性点電位Vcの変動を、V相の下アームスイッチング素子18Eのスイッチングによる1回のみ(立ち上がるときのみ)に削減することが可能となる。 In the example of FIG. 12, the W-phase current iw is actually reversed from the direction of inflow (> 0) into the motor 8 to the direction of outflow (<0), so that the timing at which the lower arm switching element 18F of the W-phase is turned on is turned on. Then, the W-phase voltage Vw drops. Therefore, the neutral point potential Vc rises at the timing when the lower arm switching element 18E of the V phase is turned off, and then remains raised and does not fluctuate (lowermost stage of FIG. 12). By such a fourth change control, in the embodiment, it is possible to reduce the fluctuation of the neutral point potential Vc to only once (only when rising) due to the switching of the V-phase lower arm switching element 18E.

このような第4の変更制御で各スイッチング素子18A〜18Eのスイッチング動作を変更することにより、電流の向きが反転するキャリア周期(図12の向かって左側)での中性点電位Vcの変動を、図11に示した場合よりも抑制することができるようになる。特にこの場合も、前述した第1の変更制御や第2の変更制御よりも高い変調率に対応できるようになるので、モータ8の回転数が高い運転状態が要求される場合に有利となる。 By changing the switching operation of each of the switching elements 18A to 18E by such a fourth change control, the fluctuation of the neutral point potential Vc in the carrier period (on the left side when facing FIG. 12) in which the direction of the current is reversed can be changed. , It becomes possible to suppress more than the case shown in FIG. In particular, also in this case, since it becomes possible to correspond to a higher modulation rate than the first change control and the second change control described above, it is advantageous when an operating state in which the rotation speed of the motor 8 is high is required.

また、上記第4の変更制御でも、図12の連続する2回のキャリア周期の全体において、PWM信号生成部36は全相に均等に図12に破線白抜き矢印で示すパルス幅の電圧を各相に加算しているので、モータ8に印加される電圧は、相電圧の差であるため、全相に同じパルス幅(破線白抜き矢印)を加算してもモータ8に流れる電流(W相電流iw)の向きが反転するキャリア周期(図12の向かって左側)とそれに連続するキャリア周期(図12の向かって右側)全体で線間電圧が変化してしまうことはない。これにより、中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することで、モータ8に印加される電圧が変化してしまう不都合を抑制しながら、モータ8の安定した運転制御を実現することができるようになる。 Further, even in the fourth change control, the PWM signal generation unit 36 uniformly applies the voltage of the pulse width indicated by the broken white arrow in FIG. 12 to all phases in the entire two consecutive carrier cycles of FIG. Since it is added to the phase, the voltage applied to the motor 8 is the difference between the phase voltages. Therefore, even if the same pulse width (broken white arrow) is added to all phases, the current (W phase) flowing through the motor 8 The line voltage does not change in the entire carrier cycle (on the left side when facing FIG. 12) in which the direction of the current iw) is reversed and the carrier cycle (on the right side when facing FIG. 12) which is continuous therewith. As a result, by changing the switching operation in order to eliminate or suppress the fluctuation of the neutral point potential Vc, the inconvenience that the voltage applied to the motor 8 changes is suppressed, and the motor 8 is stabilized. It becomes possible to realize operation control.

(3−7)中性点電位Vcの変動の比較
ここで、図13は以上詳述した各変更制御と従来の制御によるモータ8の中性点電位Vcの変動を比較して示している。図中の最上段は図20で説明した従来の通常の三相変調方式の場合の中性点電位Vcを示しており、上から二段目は図21、図22で説明した如く相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消すように電圧指令値を補正するが、相電流(モータ電流)の反転(ゼロクロス)を考慮しない場合の中性点電位Vcを示している。
(3-7) Comparison of Fluctuation of Neutral Point Potential Vc Here, FIG. 13 shows a comparison of the fluctuation of the neutral point potential Vc of the motor 8 by each change control described in detail above and the conventional control. The top row in the figure shows the neutral point potential Vc in the case of the conventional three-phase modulation method described in FIG. 20, and the second row from the top shows the phase voltage as described in FIGS. 21 and 22. The neutral point potential Vc is shown when the voltage command value is corrected so that the change is canceled by the change of the other phase voltage, but the inversion (zero cross) of the phase current (motor current) is not taken into consideration.

そして、上から三段目は前述した第1の変更制御、第2の変更制御を行った場合の中性点電位Vcを示し、最下段は第3の変更制御、第4の変更制御を行った場合の中性点電位Vcを示している。尚、この場合の条件は、キャリア周波数20kHz、電気角周波数200Hzの場合である。 The third stage from the top shows the neutral point potential Vc when the above-mentioned first change control and the second change control are performed, and the lowermost stage performs the third change control and the fourth change control. It shows the neutral point potential Vc in the case of. The conditions in this case are a carrier frequency of 20 kHz and an electric angular frequency of 200 Hz.

この図から、第1の変更制御や第2の変更制御を実行することで、上から三段目に示される如くモータ8の中性点電位Vcの変動が抑えられていることが分かる。また、第3の変更制御や第4の変更制御によっても、最下段に示される如く中性点電位Vcが立ち上がり、立ち下がる回数が、最上段及び上から二段目に示される変動に比して、同じモータ電流位相において著しく減少していることが分かる。 From this figure, it can be seen that by executing the first change control and the second change control, the fluctuation of the neutral point potential Vc of the motor 8 is suppressed as shown in the third stage from the top. Further, also by the third change control and the fourth change control, the number of times the neutral point potential Vc rises and falls as shown in the lowermost stage is compared with the fluctuations shown in the uppermost stage and the second stage from the top. It can be seen that there is a significant decrease in the same motor current phase.

(3−8)線間電圧の纏め
また、図14は図20で説明した従来の通常の三相変調方式によるモータの線間電圧を示し、図15は図21、図22で説明した相電流の反転(ゼロクロス)を考慮しない場合のモータの線間電圧を示している。そして、図16は上述した各変更制御によるモータの線間電圧を示している。
(3-8) Summary of Line Voltages FIG. 14 shows the line voltage of the motor by the conventional three-phase modulation method described with reference to FIG. 20, and FIG. 15 shows the phase currents described with reference to FIGS. 21 and 22. The line voltage of the motor when the inversion (zero cross) of is not taken into consideration is shown. And FIG. 16 shows the line voltage of the motor by each change control described above.

尚、この場合の条件も、キャリア周波数20kHz、電気角周波数200Hzの場合である。これらの図から明らかな如く、図14や図15に比して図16の場合には歪みが出やすくなるものの、各線間電圧は許容可能な正弦波となっていることが分かる。 The conditions in this case are also the case where the carrier frequency is 20 kHz and the electric angular frequency is 200 Hz. As is clear from these figures, it can be seen that each line voltage is an acceptable sine wave, although distortion is more likely to occur in the case of FIG. 16 as compared with FIGS. 14 and 15.

(3−9)第1の変更制御及び第2の変更制御と、第3の変更制御及び第4の変更制御の切り換え
次に、図17は前述した第1の変更制御と第2の変更制御による最大相電圧時の相電圧Vu、Vv、Vwと、U相−V相、V相−W相、W相−U相の各線間電圧を示している。また、図18は前述した第3の変更制御と第4の変更制御による最大相電圧時の相電圧Vu、Vv、Vwと、U相−V相、V相−W相、W相−U相の各線間電圧を示している。尚、何れも−1〜1に補正して正規化した値である。
(3-9) Switching between First Change Control and Second Change Control, Third Change Control and Fourth Change Control Next, FIG. 17 shows the first change control and the second change control described above. The phase voltages Vu, Vv, and Vw at the time of the maximum phase voltage according to the above, and the line voltages of the U phase-V phase, the V phase-W phase, and the W phase-U phase are shown. Further, FIG. 18 shows the phase voltages Vu, Vv, Vw at the time of the maximum phase voltage by the third change control and the fourth change control described above, and the U phase-V phase, the V phase-W phase, and the W phase-U phase. The voltage between each line of is shown. All of these are values corrected to -1 to 1 and normalized.

この図から明らかな如く、第1の変更制御や第2の変更制御(図17)では、変調率は最大で2/3であるが、第3の変更制御や第4の変更制御(図18)では、変調率を最大で4√3/9まで上げることが可能となる。即ち、第1の変更制御や第2の変更制御に比して、第3の変更制御や第4の変更制御は最大相電圧が大きくなり、モータ8に印加することができる線間電圧が大きくなることが分かる。 As is clear from this figure, in the first change control and the second change control (FIG. 17), the modulation factor is 2/3 at the maximum, but the third change control and the fourth change control (FIG. 18). ), The modulation factor can be increased up to 4√3 / 9. That is, the maximum phase voltage of the third change control and the fourth change control is larger than that of the first change control and the second change control, and the line voltage that can be applied to the motor 8 is larger. It turns out to be.

そこで、制御装置21のPWM信号生成部36は、モータ8の運転状態に応じて前述した第1の変更制御及び第2の変更制御、第3の変更制御及び第4の変更制御の切り換えを行う。具体的には、この実施例ではモータ8の回転数が所定の閾値より低い第1の領域(低い変調率でよい領域)では、第1の変更制御又は第2の変更制御を選択して実行し、この第1の領域より高い所定の第2の領域(高い変調率が必要となる領域)では、第3の変更制御又は第4の変更制御を選択して実行する。これにより、モータ8の運転状態に応じて適切に中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制することが可能となる。 Therefore, the PWM signal generation unit 36 of the control device 21 switches between the first change control and the second change control, the third change control, and the fourth change control described above according to the operating state of the motor 8. .. Specifically, in this embodiment, in the first region where the rotation speed of the motor 8 is lower than a predetermined threshold value (the region where a low modulation factor is sufficient), the first change control or the second change control is selected and executed. Then, in a predetermined second region (a region requiring a high modulation speed) higher than the first region, a third change control or a fourth change control is selected and executed. As a result, it is possible to appropriately eliminate or suppress the fluctuation of the neutral point potential Vc according to the operating state of the motor 8.

尚、実施例ではPWM信号生成部36が、相電圧指令演算部33が出力するU相電圧指令値Vu’、V相電圧指令値Vv’、及び、W相電圧指令値Vw’(三相変調電圧指令値)を、前記各スイッチング素子18A〜18Fをスイッチングする際のデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間を考慮しながら補正することにより、モータ8の中性点電位Vcの変動が無くなる(ゼロとなる)ようなU相電圧指令補正値Cu、V相電圧指令補正値Cv、及び、W相電圧指令補正値Cw(電圧指令補正値)を演算し、更に、それらを変更することで相電流のゼロクロスによる中性点電位Vcの変動を解消若しくは抑制するようにしたが、電圧指令補正値Cu、Cv、Cwの生成及び変更を相電圧指令演算部33自体が行い、PWM信号生成部36に出力するようにしてもよい。 In the embodiment, the PWM signal generation unit 36 outputs the U-phase voltage command value Vu', the V-phase voltage command value Vv', and the W-phase voltage command value Vw'(three-phase modulation) output by the phase voltage command calculation unit 33. By correcting the voltage command value) while considering the dead time when switching each of the switching elements 18A to 18F and the delay time of the switching element, the fluctuation of the neutral point potential Vc of the motor 8 is eliminated (zero). The U-phase voltage command correction value Cu, the V-phase voltage command correction value Cv, and the W-phase voltage command correction value Cw (voltage command correction value) are calculated, and the phase current is changed by changing them. The fluctuation of the neutral point potential Vc due to zero cross is eliminated or suppressed, but the phase voltage command calculation unit 33 itself generates and changes the voltage command correction values Cu, Cv, and Cw, and outputs the voltage command correction values to the PWM signal generation unit 36. You may try to do it.

また、上記各実施例では鋸波のキャリア信号を使用したが、それに限らず、三角波であってもよく、その形状は限定されない。また、実施例では2キャリア周期分を考慮した場合を示したが、同様に3キャリア周期以上を考慮してもよい。更に、実施例ではモータ8の回転数で上記各変更制御の切り換えを行うようにしたが、請求項9の発明ではそれに限らず、モータ8の負荷を示す別の指標を採用してもよい。更にまた、実施例では電動コンプレッサのモータを駆動制御するインバータ装置に本発明を適用したが、それに限らず、各種機器のモータの駆動制御に本発明は有効である。 Further, in each of the above embodiments, the carrier signal of the sawtooth wave is used, but the present invention is not limited to this, and a triangular wave may be used, and the shape thereof is not limited. Further, in the examples, the case where two carrier cycles are taken into consideration is shown, but similarly, three carrier cycles or more may be taken into consideration. Further, in the embodiment, each of the above change controls is switched according to the rotation speed of the motor 8, but the invention of claim 9 is not limited to this, and another index indicating the load of the motor 8 may be adopted. Furthermore, in the examples, the present invention has been applied to an inverter device that drives and controls the motor of an electric compressor, but the present invention is not limited to this, and the present invention is effective for driving control of motors of various devices.

1 インバータ装置
8 モータ
10 上アーム電源ライン
15 下アーム電源ライン
18A〜18F 上下アームスイッチング素子
19U U相ハーフブリッジ回路
19V V相ハーフブリッジ回路
19W W相ハーフブリッジ回路
21 制御装置
26A、26B 電流センサ
28 インバータ回路
33 相電圧指令演算部
36 PWM信号生成部
37 ゲートドライバ
1 Inverter device 8 Motor 10 Upper arm power supply line 15 Lower arm power supply line 18A to 18F Upper and lower arm switching elements 19U U-phase half-bridge circuit 19V V-phase half-bridge circuit 19W W-phase half-bridge circuit 21 Controller 26A, 26B Current sensor 28 Inverter Circuit 33 Phase voltage command calculation unit 36 PWM signal generation unit 37 Gate driver

Claims (11)

上アーム電源ライン及び下アーム電源ライン間に、各相毎に上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子を直列接続し、これら各相の上下アームスイッチング素子の接続点の電圧を三相交流出力としてモータに印加するインバータ回路と、
該インバータ回路の前記各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを制御する制御装置を備えたインバータ装置において、
前記制御装置は、
前記各相の上下アームスイッチング素子をスイッチングする際のデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間を考慮して前記各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングタイミングを同期させ、前記モータに印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消すスイッチング動作を実行すると共に、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、前記デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間に起因して生じる前記モータの中性点電位の変動を解消、若しくは、抑制する方向でスイッチング動作を変更することを特徴とするインバータ装置。
An upper arm switching element and a lower arm switching element are connected in series for each phase between the upper arm power supply line and the lower arm power supply line, and the voltage at the connection point of the upper and lower arm switching elements of each phase is used as a three-phase AC output for the motor. Inverter circuit applied to
In an inverter device provided with a control device that controls switching of the upper and lower arm switching elements of each phase of the inverter circuit.
The control device is
A change in the phase voltage applied to the motor by synchronizing the switching timing of the upper and lower arm switching elements of each phase in consideration of the dead time when switching the upper and lower arm switching elements of each phase and the delay time of the switching element. Is executed as a switching operation that cancels out with changes in other phase voltages.
In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the switching operation is changed in the direction of eliminating or suppressing the fluctuation of the neutral point potential of the motor caused by the dead time and the delay time of the switching element. Inverter device characterized by
前記制御装置は、何れか一相の前記下アームスイッチング素子がONし、他の二相の前記上アームスイッチング素子がONしている状態からスイッチングの規定区間を開始することを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。 The control device is characterized in that the specified section of switching is started from a state in which the lower arm switching element of any one phase is turned on and the upper arm switching element of the other two phases is turned on. The inverter device according to 1. 前記制御装置は、何れか二相の前記下アームスイッチング素子がONし、他の一相の前記上アームスイッチング素子がONしている状態からスイッチングの規定区間を開始することを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。 The control device is characterized in that the specified section of switching is started from a state in which the lower arm switching element of any two phases is turned on and the upper arm switching element of the other one phase is turned on. The inverter device according to 1. 前記制御装置は、前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、当該電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、前記モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御を実行することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載のインバータ装置。 In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the control device stops switching of the upper and lower arm switching elements in the phase in which the direction of the current is reversed, and the other two phases of the upper and lower arm switching elements. Any of claims 1 to 3, wherein by synchronizing the switching, the first change control for canceling the change in the phase voltage applied to the motor by the change in the other phase voltage is executed. Inverter device described in Crab. 前記制御装置は、前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、全ての相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御を実行することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載のインバータ装置。 The control device is characterized in that, in a carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the second change control for stopping the switching of the upper and lower arm switching elements in all phases is executed. The inverter device according to any one of claims 3. 前記制御装置は、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、当該電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、前記モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御と、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、全ての相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御を有し、
前記第1の変更制御と第2の変更制御のうち、スイッチング動作を変更する前のスイッチング動作に近似する方を選択して実行することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載のインバータ装置。
The control device is
In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the switching of the upper and lower arm switching elements in the phase in which the direction of the current is reversed is stopped, and the switching of the other two phases of the upper and lower arm switching elements is synchronized. The first change control that cancels the change of the phase voltage applied to the motor by the change of the other phase voltage, and
It has a second change control that stops switching of the upper and lower arm switching elements of all phases in a carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed.
Any of claims 1 to 3, wherein one of the first change control and the second change control that approximates the switching operation before the switching operation is changed is selected and executed. Inverter device described in Crab.
前記制御装置は、前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、前記モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下異なるON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、当該二相の相電圧の変化を相互に打ち消す第3の変更制御を実行することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載のインバータ装置。 In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the control device sets a specified switching section in an ON state in which the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed are vertically different. When starting, the change in the phase voltage of the two phases is changed by switching the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is reversed and synchronizing the switching of the upper and lower arm switching elements of the other two phases. The inverter device according to any one of claims 1 to 3, wherein a third change control that cancels each other is executed. 前記制御装置は、前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、前記モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下同一のON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、前記デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わる当該相の相電圧の変化のタイミングに、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ同期させることにより、前記モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧の変化を、他の二相のうちの何れかの相電圧の変化で打ち消す第4の変更制御を実行することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載のインバータ装置。 In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the control device has a specified switching section in which the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed are in the same ON state. When switching the upper and lower arm switching elements in the phase in which the direction of the current is reversed, the timing of the change in the phase voltage of the phase that changes due to the influence of the dead time and the delay time of the switching element is changed. By synchronizing the switching of the upper and lower arm switching elements of the two phases, the change in the phase voltage of the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed is changed by the change in the phase voltage of any of the other two phases. The inverter device according to any one of claims 1 to 3, wherein the fourth change control for canceling is executed. 前記制御装置は、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、当該電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、前記モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御と、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、全ての相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御と、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、前記モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下異なるON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、当該二相の相電圧の変化を相互に打ち消す第3の変更制御と、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、前記モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下同一のON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、前記デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わる当該相の相電圧の変化のタイミングに、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ同期させることにより、前記モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧の変化を、他の二相のうちの何れかの相電圧の変化で打ち消す第4の変更制御を有し、
前記モータの運転状態に基づいて前記各変更制御を選択的に実行することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載のインバータ装置。
The control device is
In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the switching of the upper and lower arm switching elements in the phase in which the direction of the current is reversed is stopped, and the switching of the other two phases of the upper and lower arm switching elements is synchronized. The first change control that cancels the change of the phase voltage applied to the motor by the change of the other phase voltage, and
A second change control that stops switching of the upper and lower arm switching elements of all phases in a carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed.
In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, when the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed start the specified switching section in the ON state where the upper and lower sides are different, the current A third phase in which changes in the phase voltage of the two phases are mutually canceled by switching the upper and lower arm switching elements of the phase in which the directions of the two phases are reversed and synchronizing the switching of the upper and lower arm switching elements of the other two phases. Change control and
In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, when the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed start the specified switching section in the same ON state. The upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is reversed are switched, and at the timing of the change in the phase voltage of the phase that changes due to the influence of the dead time and the delay time of the switching element, the upper and lower sides of the other two phases are changed. A fourth change in which the change in the phase voltage of the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed by synchronizing the switching of the arm switching elements is canceled by the change in the phase voltage of any of the other two phases. Have control,
The inverter device according to any one of claims 1 to 3, wherein each change control is selectively executed based on the operating state of the motor.
前記制御装置は、前記モータの回転数が低い第1の領域では、前記第1の変更制御又は前記第2の変更制御を実行し、前記モータの回転数が前記第1の領域より高い第2の領域では、前記第3の変更制御又は前記第4の変更制御を実行することを特徴とする請求項9に記載のインバータ装置。 The control device executes the first change control or the second change control in the first region where the rotation speed of the motor is low, and the second region where the rotation speed of the motor is higher than the first change control. The inverter device according to claim 9, wherein in the region, the third change control or the fourth change control is executed. 前記制御装置は、前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期とそれに連続するキャリア周期全体での線間電圧の変化を解消、若しくは、抑制する方向で前記連続するキャリア周期におけるスイッチング動作を変更することを特徴とする請求項1乃至請求項10のうちの何れかに記載のインバータ装置。 The control device changes the switching operation in the continuous carrier cycle in the direction of eliminating or suppressing the change in the line voltage over the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed and the entire carrier cycle continuous thereto. The inverter device according to any one of claims 1 to 10, wherein the inverter device is used.
JP2019236377A 2019-12-26 2019-12-26 inverter device Active JP7394619B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019236377A JP7394619B2 (en) 2019-12-26 2019-12-26 inverter device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019236377A JP7394619B2 (en) 2019-12-26 2019-12-26 inverter device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021106458A true JP2021106458A (en) 2021-07-26
JP7394619B2 JP7394619B2 (en) 2023-12-08

Family

ID=76919635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019236377A Active JP7394619B2 (en) 2019-12-26 2019-12-26 inverter device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7394619B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1023760A (en) * 1996-07-04 1998-01-23 Hitachi Ltd Method for controlling voltage pwm converter
WO2014073247A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-15 三菱電機株式会社 Power conversion device
JP2016208664A (en) * 2015-04-22 2016-12-08 株式会社日本自動車部品総合研究所 Inverter controller
US20160372927A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-22 Paul Wilkinson Dent Inter coupling of microinverters

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1023760A (en) * 1996-07-04 1998-01-23 Hitachi Ltd Method for controlling voltage pwm converter
WO2014073247A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-15 三菱電機株式会社 Power conversion device
JP2016208664A (en) * 2015-04-22 2016-12-08 株式会社日本自動車部品総合研究所 Inverter controller
US20160372927A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-22 Paul Wilkinson Dent Inter coupling of microinverters

Also Published As

Publication number Publication date
JP7394619B2 (en) 2023-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5304937B2 (en) Power converter
CN108093670B (en) Power conversion device and heat pump device
KR101364226B1 (en) Motor drive control apparatus and air-conditioning equipment
KR20130036878A (en) Compensation method of dwad-time for three-phase inverter of svpwm
JP5433658B2 (en) Motor control device
WO2021020231A1 (en) Inverter device
JP6826928B2 (en) Inverter device, air conditioner, control method and program of inverter device
WO2020171110A1 (en) Inverter device
KR101915991B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
JP5045020B2 (en) Inverter controller for motor drive
JP7394619B2 (en) inverter device
JP2020014326A (en) Electric power conversion device
JP2016103886A (en) Motor control device
JP5272484B2 (en) Three-phase brushless DC motor controller
JP6471670B2 (en) Power control method and power control apparatus
JP5998804B2 (en) Power converter
WO2023136340A1 (en) Power conversion device
WO2022130480A1 (en) Power conversion device
WO2022158195A1 (en) Inverter device
JP2013135516A (en) Electric power conversion system and air conditioner
JP7317064B2 (en) Rotating electric machine controller
JP5040160B2 (en) Inverter controller for motor drive
JP4119996B2 (en) AC motor driving method and driving apparatus
JP6458683B2 (en) Power control method and power control apparatus
JP6477397B2 (en) Power control method and power control apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230711

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230828

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7394619

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150