CN108966683A - 逆变器控制装置 - Google Patents

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Abstract

控制装置存储有与确定构成逆变器的各开关的开关次数的上限的同步数和调制系数分别相关联的多个操作模式。控制装置从存储的操作模式中选出对应的操作模式，基于选出的操作模式，操作各开关。在此，控制装置在同一同步数中存储有与同一调制系数相关联的多个操作模式。此外，控制装置在存储有多个与下一个调制系数对应的操作模式即下一个模式的情况下，从多个下一个模式中，选择相对于当前设定的操作模式变化小的操作模式。

Description

逆变器控制装置
相关申请的援引
本申请以2016年2月24日申请的日本专利申请号2016-033533号的申请为基础，在此援引其记载内容。
技术领域
本发明涉及一种应用于包括上桥臂开关和下桥臂开关的串联连接体的逆变器的控制装置。
背景技术
已知作为上述这种控制装置，如下述专利文献1所示，基于确定各桥臂开关的开关模式的脉冲波形，交替地对上桥臂开关和下桥臂开关进行接通操作。脉冲波形在确定各桥臂开关的开关次数的上限的各同步数中，与调制系数相关联地存储于控制装置的存储器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第4858597号公报
发明内容
在各同步数中，存在以下情况：与多个调制系数中的特定的调制系数相关联的脉冲波形和与特定的调制系数相邻的调制系数相关联的脉冲波形有很大不同。这是由于，与特定的调制系数相关联的脉冲波形的生成方法和与特定的调制系数相邻的调制系数相关联的脉冲波形的生成方法不同。生成方法不同的情况是指，具体而言，例如采用基于三相调制的生成方法和基于两相调制的生成方法的情况、通过脉冲波形实现的开关次数不同的情况。
因此，即使在当前设定的同步数与下一个设定的同步数相同的情况下，当前设定的脉冲波形与下一个设定的脉冲波形也可能有很大不同。此时，随着脉冲波形的切换，逆变器的输出电力可能会变动。另外，为了抑制输出电力的变动，也考虑对脉冲波形的切换设置等待时间。但是，在这种情况下，将逆变器的输出电力控制成所希望的值时的响应性会降低。
本发明的主要目的在于提供一种能抑制逆变器的输出电力的变动的逆变器控制装置。
以下，对用于解决上述技术问题的方法、及其作用效果进行说明。
本发明应用于包括上桥臂开关和下桥臂开关的串联连接体的逆变器，确定上述上桥臂开关和上述下桥臂开关各自的开关模式的时序模式定义为操作模式，包括：模式存储部，上述模式存储部存储有与确定上述各桥臂开关的开关次数的上限的同步数和调制系数分别相关联的多个上述操作模式；模式选择部，上述模式选择部从存储于上述模式存储部的上述操作模式中选择对应的操作模式；以及操作部，上述操作部基于由上述模式选择部选出的上述操作模式，对上述上桥臂开关和上述下桥臂开关进行操作，上述模式存储部在同一上述同步数中，存储有与同一上述调制系数相关联的多个上述操作模式，上述模式选择部在存储有多个与下一个上述调制系数对应的上述操作模式即下一个模式的情况下，从上述下一个模式中，选择相对于当前设定的上述操作模式的变化最大的操作模式之外的操作模式。在上述本发明中，模式存储部在同一个同步数中，存储有与同一调制系数相关联的多个操作模式。此外，模式选择部在存储有多个与下一个调制系数对应的操作模式即下一个模式的情况下，从上述下一个模式中，选择相对于当前设定的操作模式的变化最大的操作模式之外的操作模式。因此，能避免当前设定的操作模式与下一个设定的操作模式发生很大不同。藉此，能抑制随着操作模式的切换，逆变器的输出电力发生变动。
附图说明
参照附图和以下详细的记述，可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是第一实施方式的电动机控制系统的整体结构图。
图2是表示电动机控制处理的框图。
图3是表示调制器处理的框图。
图4是表示脉冲波形的概要的图。
图5是表示与同步数、调制系数及模式相关的脉冲波形的图表信息的图。
图6是表示设计时的脉冲波形的生成步骤的流程图。
图7是表示与同步数、调制系数相关的基本模式的图表信息的图。
图8是表示脉冲数为11个的基本模式的概要的图。
图9是表示脉冲数为5个的基本模式的概要的图。
图10是表示开关时刻不同的基本模式的概要的图。
图11是用于说明规定值的设定方法的图。
图12是表示与同步数和调制系数相关的基本模式、追加模式的图表信息的图。
图13是表示脉冲波形选择处理的步骤的流程图。
图14是表示脉冲波形的选择方式的图。
图15是表示第二实施方式的调制器的处理的框图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图，对将本发明的控制装置具体化的第一实施方式进行说明。本实施方式的控制装置适用于与三相旋转电机连接的三相逆变器。控制装置和旋转电机装载于电动汽车、混合动力车等车辆。
如图1所示，电动机控制系统包括电动发电机10、三相逆变器20及控制装置30。在本实施方式中，电动发电机10是车载主机，其转子与未图示的驱动轮机械连接。在本实施方式中，作为电动发电机10，使用同步电机，更具体而言，使用永磁体埋入型的电动发电机。
电动发电机10通过逆变器20与作为直流电源的蓄电池21连接。蓄电池21的输出电压例如为百V以上。另外，在蓄电池21和逆变器20之间，设有将逆变器20的输入电压平滑化的平滑电容22。
另外，在控制系统具有将蓄电池21的输出电压升压并向逆变器20输出的升压转换器的情况下，升压转换器相当于直流电源。
逆变器20包括与相数对应数量的上桥臂开关Sup、Svp、Swp和下桥臂开关Sun、Svn、Swn的串联连接体。各串联连接体与蓄电池21并联连接。在U相上、下桥臂开关Sup、Sun的连接点，连接有电动发电机10的U相。在V相上、下桥臂开关Svp、Svn的连接点，连接有电动发电机10的V相。在W相上、下桥臂开关Swp、Swn的连接点，连接有电动发电机10的W相。另外，在本实施方式中，作为各开关Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swn，采用电压控制型的半导体开关元件，更具体而言，采用IGBT。此外，对于各开关Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swn，反向并联连接有各续流二极管Dup、Dun、Dvp、Dvn、Dwp、Dwn。
电动机控制系统还包括相电流检测部，上述相电流检测部对流过电动发电机10的各相电流中的、至少两相的电流进行检测。在本实施方式中，相电流检测部含有：对流过电动发电机10的V相的电流进行检测的V相电流检测部23V；以及对流过W相的电流进行检测的W相电流检测部23W。此外，在电动机控制系统中，包括：电压检测部24，上述电压检测部24对作为逆变器20的电源电压VINV的蓄电池21的输出电压进行检测；以及角度检测部25，上述角度检测部25对电动发电机10的电角度θe进行检测。另外，作为角度检测部25例如可以采用解析器。
控制装置30以微型计算机为主体构成，对逆变器20进行操作，从而将电动发电机10的控制量反馈控制到指令值。在本实施方式中，控制量是转矩，其指令值是指令转矩Trq＊。控制装置30基于上述各种检测部的检测值，生成各操作信号gUp、gUn、gVp、gVn、gWp、gWn，并将生成的各操作信号gUp、gUn、gVp、gVn、gWp、gWn向与各开关对应的各驱动电路Dr输出，从而对构成逆变器20的各开关Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swn进行接通或断开操作。在此，上桥臂侧的操作信号gUp、gVp、gWp与对应的下桥臂侧的操作信号gUn、gVn、gWn彼此是互补的信号。即，上桥臂开关和对应的下桥臂开关交替地处于接通状态。另外，指令转矩Trq＊例如是从设于控制装置30的外部的控制装置的、比控制装置30更上位的控制装置输出的。
接着，采用图2，对涉及控制装置30所进行的生成上述操作信号的处理进行说明。
两相转换部31基于由V相电流检测部23V检测到的V相电流IV、由W相电流检测部23W检测到的W相电流IW及由角度检测部25检测到的电角度θe，将电动发电机10的三相固定坐标系中的U相电流IU、V相电流IV、W相电流IW转换为两相旋转坐标系即dq坐标系中的d、q轴电流Idr、Iqr。
转矩推定部32基于从两相转换部31输出的d、q轴电流Idr、Iqr，对电动发电机10的推定转矩Te进行计算。在此，可以采用将d、q轴电流Idr、Iqr与推定转矩Te关联的图对推定转矩Te进行计算，也可以采用模型公式对推定转矩Te进行计算。
转矩偏差计算部33从指令转矩Trq＊中减去推定转矩Te，从而算出转矩偏差ΔT。
相位计算部34基于由转矩偏差计算部33算出的转矩偏差ΔT，作为用于将推定转矩Te反馈控制成指令转矩Trq＊的操作量，对指令电压相位δ进行计算。指令电压相位δ是逆变器20的输出电压矢量的电压相位的指令值。在本实施方式中，利用以转矩偏差ΔT作为输入的比例积分控制，算出指令电压相位δ。
另外，输出电压矢量是由dq坐标系中的输出电压矢量的d轴分量即d轴电压Vd和q轴分量即q轴电压Vq来定义的。此外，在本实施方式中，电压相位定义为：以d轴的正方向为基准，从该基准朝向逆时针方向为正方向。
电流设定部35基于指令转矩Trq＊，算出用于实现指令转矩Trq＊的d、q轴指令电流Id＊、Iq＊。在本实施方式中，作为d、q轴指令电流Id＊、Iq＊，算出用于实现最小电流最大转矩控制(Maximum torque per ampere control)的电流。
电流偏差计算部36从d轴指令电流Id＊中减去d轴电流Idr，从而算出d轴电流偏差ΔId。此外，电流偏差计算部36从q轴指令电流Iq＊中减去q轴电流Iqr，从而算出q轴电流偏差ΔIq。
电压设定部37基于d轴电流偏差ΔId和q轴电流偏差ΔIq，算出输出电压矢量的电压振幅的指令值即指令电压振幅Vr。在此，电压振幅定义为d轴电压Vd的平方和q轴电压Vq的平方之和的平方根。电压设定部37首先基于d轴电流偏差ΔId，作为用于将d轴电流Idr反馈控制成d轴指令电流Id＊的操作量，对d轴指令电压Vd＊进行计算，基于q轴电流偏差ΔIq，作为用于将q轴电流Iqr反馈控制成q轴指令电流Iq＊的操作量，对q轴指令电压Vq＊进行计算。在本实施方式中，作为上述反馈控制，使用比例积分控制。接着，电压设定部37基于d轴指令电压Vd＊和q轴指令电压Vq＊，算出指令电压振幅Vr。
调制器38基于指令电压相位δ、指令电压振幅Vr、由电压检测部24检测出的电源电压VINV和电角度θe，生成上述操作信号gUp、gUn、gVp、gVn、gWp、gWn的原始信号即PWM信号GU、GV、GW。对调制器38的详细情况在后述中详细说明。
信号生成部39进行使PWM信号GU、GV、GW和其逻辑反转信号的逻辑反转时刻彼此仅间隔滞后时间的处理，从而生成上述操作信号gUp、gUn、gVp、gVn、gWp、gWn。
接着，采用图3，对调制器38进行说明。在本实施方式中，调制器38通过脉冲波形控制，生成PWM信号GU、GV、GW。
速度计算部38a基于电角度θe，算出电动发电机10的电角速度ωe。
同步数设定部38b基于电角速度ωe和同步数图，算出同步数N。上述计算处理采用了使载波Sc的一个周期的整数倍与一个电角度周期一致的同步式三角波比较PWM控制的概念，来生成脉冲波形。同步数图是多个电角速度区域的每一个与同步数N预先关联的信息。在本实施方式中，作为与各电角速度区域关联的同步数N，例示了“3、6、9、12、15…”这样的三的倍数。与各同步数3、6、9、12、15…关联的电角速度区域的上限值ω3、ω6、ω9、ω12、ω15…设定为ω(N)＝2π×fcmax/N。另外，fcmax表示载波Sc的上限频率。
调制系数计算部38c基于指令电压振幅Vr和电源电压VINV，算出调制系数Mr。在此，调制系数M是通过电源电压VINV将指令电压振幅Vr规格化的值。在本实施方式中，通过下式(eq1)算出调制系数Mr。调制系数Mr是相当于逆变器20的输出电压的基本波分量的振幅的信息。
(数学式1)
脉冲波形选择部38b基于从同步数设定部38b输出的同步数N、从调制系数计算部38c输出的调制系数Mr以及后述的模式T，选择跨越一个电角度周期的开关模式即脉冲波形。在本实施方式中，脉冲波形相当于操作模式。脉冲波形与同步数N、调制系数Mr及模式T相关联地预先存储于模式存储部38e。
如图4所示，脉冲波形是接通指示信号和断开指示信号各自与电角度θe关联的信息，上述接通指示信号指示对上桥臂开关进行接通操作并对下桥臂开关进行断开操作，上述断开指示信号指示对上桥臂开关进行断开操作并对下桥臂开关进行接通操作。在本实施方式中，作为接通、断开指示信号，采用彼此逻辑值不同的信号，具体而言，作为接通指示信号采用逻辑H的信号，作为断开指示信号，采用逻辑L的信号。另外，在存储于模式存储部38e的脉冲波形中，含有相对于一个电角度周期的中央(180度)具有对称性的波形。详细地，相对于中央、在电角度上等距离的一对时刻的逻辑值相反。
在本实施方式中，在模式存储部38e中，作为脉冲波形，存储有指示从接通指示信号和断开指示信号中的任一方切换为另一方的电角度。在图4中，作为指示从接通指示信号和断开指示信号中的任一方切换为另一方的电角度即开关时刻，例示了α0、α1、α2、α3、α4。即，代替调制系数Mr，脉冲波形也可以与指令电压振幅Vr关联。
脉冲波形选择部38d基于同步数N、调制系数Mr及模式T，对符合的一个脉冲波形进行选择。脉冲波形选择部38d将选出的脉冲波形的开关时刻α输出至角度比较部38f。另外，对于脉冲波形的选择方法，在后述中详细说明。
角度比较部38f对输入的开关时刻α中、与加法部38g算出的电角度θe和指令电压相位δ的合计值θv对应的值进行选择。角度比较部38f基于选出的开关时刻α，生成PWM信号GU、GV、GW并输出。
如图5所示，在上述模式存储部38e中，存储有与同步数N、调制系数Mr及模式T相关联的脉冲波形的图表信息。在由同步数N、调制系数Mr及模式T确定的带斜线的各区域，存储有一个脉冲波形。另外，在没有斜线的各区域中，没有存储脉冲波形。在图5中，对同步数N为12、18、24的情况进行了例示。以下，对同步数N是12的情况下的脉冲波形的生成方法进行说明。
图6表示控制装置30的设计时的脉冲波形的生成方法的步骤。
在步骤S10中，基于同步数N，设定脉冲波形中含有的最大脉冲数。脉冲数是在一个电角度周期中从逻辑L向逻辑H切换的切换次数。在以下说明的脉冲波形的生成中，将脉冲波形中含有的脉冲数控制在最大脉冲数以下。
如图7所示，在步骤S12中，生成与从下限调制系数Mmin至上限调制系数Mmax的多个调制系数Mr分别对应的脉冲波形。在本实施方式中，在从下限调制系数Mmin至第i调制系数Mi的各调制系数Mr中，生成脉冲数Np为11的脉冲波形，在从与第i调制系数Mi相邻的第i+1调制系数Mi+1至上限调制系数Mmax的各调制系数Mr中，生成脉冲数Np为5的脉冲波形。然后，将在步骤S12生成的脉冲波形称作基本模式。此外，在图7所示例中，各基本模式是基于两相调制方式而生成的波形。
在步骤S14以后，对经过步骤S12生成的各基本模式中的相邻的基本模式的变化是否很大进行判断。具体而言，在步骤S16中，从下限调制系数Mmin至上限调制系数Mmax中，从最小开始依次选择相邻的调制系数Mj、Mj+1。
在步骤S18中，对于选出的两个基本模式，判断是否满足第一条件和第二条件这两者，上述第一条件是指选出的两个基本模式的脉冲数Np相同，上述第二条件是指选出的两个基本模式的开关时刻的变化很小。在步骤S18中判断为满足两个条件的情况下，回到步骤S16，选择接下来较大的调制系数Mj+1、Mj+2。
另一方面，在步骤S18中判断为任一个条件不满足的情况下，转移至步骤S24的工序。在此，参照图7～图9，对判断为不满足第一条件的情况的一个示例进行说明。图8示出了与第i调制系数Mi对应的脉冲数Np为11的基本模式PPa，图9示出了与第i+1调制系数Mi+1对应的脉冲数Np为5的基本模式PPb。由于基本模式PPa、PPb彼此的脉冲数不同，因此，不满足第一条件。
图10示出了判断为不满足第二条件的情况的一个示例。在图10的(a)、(b)中，示出了脉冲数Np均为11的基本模式。将图10的(a)所示的基本模式称作第一波形，将图10的(b)所示的基本模式称作第二波形。此外，图10的(a)所示的第一波形的各开关时刻由β0、β1、β2表示，图10的(b)所示的第二波形的各开关时刻由γ0、γ1、γ2表示。
在本实施方式中，开关时刻的变化小是指：如下式(eq2)所示，在各第一、第二波形中，从电角度最小依次规定的各开关时刻之差的绝对值是规定值ΔTth。
(数学式2)
在本实施方式中，上述规定值ΔTth设定为下式(eq3)。
(数学式3)
如图11所示，在假定为进行基于载波Sc和基本波电压分量Sa的大小比较的PWM处理的情况下，规定值ΔTth相当于载波周期的1/2。上述规定值ΔTth的设定是基于，在除调制系数Mr之外的脉冲波形生成条件相同的情况下，在“360°/(2×N)”的范围内，将脉冲波形的逻辑切换。
在此，若从在步骤S18中为否定判断的情况的两个基本模式中的一方切换为另一方，则即使切换前后是相同的同步数N，波形的变化也会很大，因此，例如滞后时间对逆变器20的输出电压的影响会大幅变化。其结果是，逆变器20的输出电力可能会变动，并且可能发生电动发电机10的转矩变动。另外，为了抑制转矩变动，也考虑对脉冲波形的切换设置等待时间。但是，在上述情况下，电动发电机10的转矩响应性会降低。
因此，在步骤S24中，追加生成能抑制转矩变动的脉冲波形。之后，将追加生成的脉冲波形称作追加模式。首先，如图12所示，与从图7所示的下限调制系数Mmin至第i调制系数Mi的各调制系数Mr对应的基本模式分配于模式0。模式0是两相调制方式且脉冲数Np为11个的模式。在本实施方式中，分配于模式0的基本模式相当于第一基本模式。此外，与从第i+1调制系数Mi+1至上限调制系数Mmax的各调制系数Mr对应的基本模式分配于模式1。模式1是两相调制方式且脉冲数Np为5个的模式。在本实施方式中，分配于模式1的基本模式相当于第二基本模式。
此外，在模式0中，以满足以下条件的方式，生成与第i+1调制系数Mi+1对应的追加模式PPi+1：与第i调制系数Mi对应的基本模式PPa和脉冲数Np(Np＝11)相同的条件；以及在与第i调制系数Mi的关系中，满足上式(eq2)的条件。此外，在模式0中，以满足以下条件的方式，生成与第i+2调制系数Mi+2对应的追加模式PPi+2：与第i+1调制系数Mi+1对应的追加模式Ppi+1和脉冲数Np相同的条件；以及在与第i+1调制系数Mi+1的关系中，满足上式(eq2)的条件。藉此，以比从与第i调制系数Mi对应的基本模式PPa到与模式1中的各调制系数Mi+1、Mi+2对应的基本模式的变化更小的方式，生成追加模式PPi+1、PPi+2。在本实施方式中，追加模式PPi+1、PPi+2相当于上侧追加模式。另外，在本实施方式中，在模式0中，没有生成与从第i+3调制系数Mi+3至上限调制系数Mmax的各调制系数Mr对应的追加模式。
另一方面，在模式1中，以满足以下条件的方式，生成与第i调制系数Mi对应的追加模式PPi：与第i+1调制系数Mi+1对应的基本模式PPb和脉冲数Np(Np＝5)相同的条件；以及在与第i+1调制系数Mi+1的关系中，满足上式(eq2)的条件。此外，在模式1中，以满足以下条件的方式，生成与第i－1调制系数Mi－1对应的追加模式Ppi－1：与第i调制系数Mi对应的追加模式PPi和脉冲数Np相同的条件；以及在与第i调制系数Mi的关系中，满足上式(eq2)的条件。藉此，以比从与第i+1调制系数Mi+1对应的基本模式PPb到与模式0中的各调制系数Mi－1、Mi对应的基本模式的变化更小的方式，生成追加模式Ppi－1、PPi。在本实施方式中，追加模式Ppi－1、PPi相当于下侧追加模式。另外，在本实施方式中，在模式1中，没有生成与从下限调制系数Mmin至第i－2调制系数Mi－2的各调制系数Mr对应的追加模式。
通过以上说明的方法，生成图5的(a)所示的图表信息。另外，在图5的(b)中，示出了具有三个模式的图表信息。具体而言，在模式0中，脉冲数为17个且采用三相调制方式来生成基本模式。在模式1中，脉冲数例如为9个且采用三相调制方式来生成基本模式。在此，模式0、1中彼此的脉冲数不同是由于，为了满足例如保护各桥臂开关的条件、抑制转矩控制性降低的条件，需要减少脉冲数并使逻辑H的期间为规定宽度以上。也就是说，如果向各桥臂开关的栅极输入微小宽度的脉冲，那么会产生过大的电涌而使可靠性降低。此外，如果逻辑H的期间比滞后时间短，那么开关的接通操作指示会消失，转矩控制性会降低。
此外，在图5的(b)中，在模式2中，脉冲数例如与模式1的脉冲数相同且采用两相调制方式来生成基本模式。两相调制方式是以减少逆变器20的损失为目的而采用的。两相调制是：将上、下桥臂开关的操作状态每隔规定期间按相依次固定，并且使构成固定的相之外的两相的上、下桥臂开关交替地接通操作。具体而言，例如，每隔电角度120°，按相依次进行上桥臂开关的断开固定和下桥臂开关的接通固定。
接着，图13表示脉冲波形的选择处理的步骤。上述处理通过脉冲波形选择部38d例如以规定周期反复执行。
在上述一系列处理中，首先，在步骤S30中，获取由同步数设定部38b设定的同步数N、由调制系数计算部38c算出的调制系数Mr。获取的同步数N和调制系数Mr是在下一个处理周期中设定的值。
接着，在步骤S32中，判断在与获取的同步数N对应的图表信息中，与调制系数Mr对应的脉冲波形是否是多个。在此，在脉冲波形中，含有基本模式和追加模式中的至少一方。
在步骤S32中为否定判断的情况下，判断为与下一个的调制系数Mr对应的脉冲波形仅有一个，前进至步骤S34。在步骤S34中，选择上述一个脉冲波形，向角度比较部38f输出。
另一方面，在步骤S32中为肯定判断的情况下，前进至步骤S36，从多个脉冲波形中，选择一个与当前设定的脉冲波形的变化最小的脉冲波形。具体而言，选择具有与当前设定的脉冲波形的脉冲数相同的脉冲数，且与当前设定的脉冲波形的各开关时刻之差最小的脉冲波形。接着，将选出的脉冲波形向角度比较部38f输出。
采用图14，对脉冲波形的选择方法进一步进行说明。另外，图14的(a)、(b)是上述图5的(a)、(b)示出的图表信息。
首先，使用图14的(a)进行说明。
在调制系数Mr从第i调制系数Mi增加至第i+1调制系数Mi+1的情况下，从与模式0和第i调制系数Mi对应的脉冲波形切换成与模式1和第i+1调制系数Mi+1对应的脉冲波形。这是由于，在第i+1调制系数Mi+1中，同与模式1对应的脉冲波形相比，与模式0对应的脉冲波形相对于与模式0和第i调制系数Mi对应的脉冲波形的变化更小。
然后，在调制系数Mr从第i+2调制系数Mi+2增加至第i+3调制系数Mi+3的情况下，从与模式0和第i+2调制系数Mi+2对应的脉冲波形切换成与模式1和第i+3调制系数Mi+3对应的脉冲波形。这是由于，与第i+3调制系数Mi+3对应的脉冲波形仅有一个。
然后，在调制系数Mr从第i+1调制系数Mi+1减少至第i调制系数Mi的情况下，从与模式1和第i+1调制系数Mi+1对应的脉冲波形切换成与模式1和第i调制系数Mi对应的脉冲波形。这是由于，在第i调制系数Mi中，同与模式0对应的脉冲波形相比，与模式1对应的脉冲波形相对于与模式1和第i+1调制系数Mi+1对应的脉冲波形的变化更小。
然后，在调制系数Mr从第i－1调制系数Mi－1减少至第i－2调制系数Mi－2的情况下，从与模式1和第i－1调制系数Mi－1对应的脉冲波形切换成与模式0和第i－2调制系数Mi－2对应的脉冲波形。这是由于，与第i－22调制系数Mi－2对应的脉冲波形仅有一个。
另外，如图14的(b)所示，即使在三个模式的情况下，也是通过与图14的(a)所说明的方法相同的方法，来选择脉冲波形。
根据以上说明的结构，在从与规定的模式对应的脉冲波形切换为与其它的模式对应的脉冲波形时，可以设置滞后。藉此，即使在调制系数Mr跨越第i调制系数i+1与第i+1调制系数Mi+1之间发生变化的情况下，也能避免在与模式0对应的脉冲波形和与模式1对应的脉冲波形之间频繁地切换脉冲波形。因此，能适当地抑制随着脉冲波形的切换而产生的电动发电机10的转矩变动。
(第二实施方式)
以下，参照附图，以与上述第一实施方式的不同点为中心，对第二实施方式进行说明。在本实施方式中，代替脉冲波形控制，利用同步式PWM控制，生成PWM信号GU、GV、GW。
图15是表示本实施方式的调制器38的处理的框图。另外，在图15中，为了方便，对于与上述图3所示的结构相同的结构，标注相同的符号。
时间比率模式选择部38h基于由同步数设定部38b设定的同步数N和由调制系数计算部38c算出的调制系数Mr，对跨越一个电角度周期的指令时间比率即时间比率模式进行选择。时间比率是接通操作期间Ton相对于各桥臂开关的一个开关周期Tsw的比率“Ton/Tsw”。在本实施方式中，时间比率模式相当于操作模式。时间比率模式与同步数N、调制系数Mr及模式T相关联地预先存储于控制装置30的存储部。时间比率模式是采用同步式三角波比较PWM控制的理念生成的。也就是说，时间比率模式是每半个载波周期变化的模式。时间比率模式是通过与上述第一实施方式中说明的脉冲波形相同的方法而生成的。也就是说，在同一调制系数Mr中，存储有多个时间比率模式。
时间比率模式选择部38h利用与上述图13所示的方法相同的方法来选择符合的一个时间比率模式。时间比率模式选择部38h将选出的时间比率模式的每半个载波周期的值向再生部38i输出。
再生部38i从输入的时间比率模式的值中，选择与从加法部38h输出的合计值θv对应的值。再生部38i基于选出的值，生成U、V、W相指令时间比率DU、DV、DW并向比较部38j输出。
比较部38j通过PWM处理，生成PWM信号GU、GV、GW，上述PWM处理基于从再生部28i输出的U、V、W相指令时间比率DU、DV、DW与具有由频率设定部38k设定的载波频率fc的载波Sc之间的大小比较。本实施方式的载波是双边缘调制方式的三角波信号，具体而言，是增加速度与减少速度彼此相等的等腰三角形的信号。上述增加速度、减少速度通过例如电角度的单位变化量的载波的增加量、下降量来定量化。本实施方式的载波是最小值为0、最大值为1的信号。另外，频率设定部38k基于同步数N，将载波频率fc设定成使指令时间比率DU、DV、DW与载波Sc同步。详细而言，频率设定部38k将载波频率fc设定成载波周期是一个电角度周期除以同步数N的值。
在以上说明的本实施方式中，也可以得到与上述第一实施方式相同的效果。
(其它实施方式)
另外，上述各实施方式也可进行以下变更。
在上述实施方式中，在与调制系数Mr对应的脉冲波形的候补为三个以上的情况下，也可以选择相对于当前设定的脉冲波形的变化最大的脉冲波形之外的脉冲波形。在上述情况下，与选择变化最大的脉冲波形的情况相比，也能抑制转矩变动。
上述规定值ΔTth也可以设定成不足一个电角度周期除以同步数的值的1/2的值。
在上述实施方式的图5的(a)所示的图表信息中，也可以不生成上侧追加模式PPi+1、PPi+2或下侧追加模式PPi－1、PPi中的任一个。
在上述实施方式的图13的步骤S36中，也可以仅基于脉冲数以及开关时刻之差中的任一个，选择变化小的脉冲波形。
作为逆变器，并不局限于三相，也可以是单相、两相、或四相以上。
作为与逆变器电连接的负载即电动发电机，并不局限于永磁体埋入型电动发电机，例如也可以是绕组励磁型电动发电机。此外，作为电动发电机，并不局限于同步机，例如也可以是感应电动机。此外，作为上述负载，并不局限于旋转电机。
虽然根据实施例对本发明进行了记述，但是应当理解为本发明并不限定于上述实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。

Claims (7)

1.一种逆变器控制装置，其特征在于，
所述逆变器控制装置应用于包括上桥臂开关(Sup～Swp)和下桥臂开关(Sun～Swn)的串联连接体的逆变器(20)，
确定所述上桥臂开关和所述下桥臂开关各自的开关模式的时序模式定义为操作模式，
所述逆变器控制装置包括：
模式存储部(30)，所述模式存储部(30)存储有与确定各所述桥臂开关的开关次数的上限的同步数和调制系数相关联的多个所述操作模式；
模式选择部(30)，所述模式选择部(30)从存储于所述模式存储部的所述操作模式中选择对应的操作模式；以及
操作部(30)，所述操作部(30)基于由所述模式选择部选出的所述操作模式，对所述上桥臂开关和所述下桥臂开关进行操作，
所述模式存储部在同一所述同步数中存储有与同一所述调制系数相关联的多个所述操作模式，
所述模式选择部在存储有多个与下一个所述调制系数对应的所述操作模式即下一个模式的情况下，从多个下一个模式中，选择相对于当前设定的所述操作模式的变化最大的操作模式之外的操作模式。
2.如权利要求1所述的逆变器控制装置，其特征在于，
所述模式选择部从所述多个下一个模式中，选择相对于当前设定的所述操作模式的开关次数的变化最大的操作模式之外的操作模式。
3.如权利要求2所述的逆变器控制装置，其特征在于，
所述模式选择部从所述多个下一个模式中，选择相对于当前设定的所述操作模式的开关次数的变化最小的操作模式。
4.如权利要求1～3中任一项所述的逆变器控制装置，其特征在于，
所述模式选择部在当前设定的所述操作模式的开关次数与下一个设定的所述操作模式的开关次数相等的情况下，从所述多个下一个模式中，选择出当前设定的所述操作模式的一个电角度周期中的各开关时刻与下一个设定的所述操作模式的一个电角度周期中的各开关时刻之差的绝对值为规定值以下的操作模式。
5.如权利要求4所述的逆变器控制装置，其特征在于，
所述同步数定义为：从所述逆变器输出的基本波电压分量的一个电角度周期除以各所述桥臂开关的一个开关周期的整数倍的值，
所述规定值设定为一个电角度周期除以所述同步数的值的1/2以下的值。
6.如权利要求1～5中任一项所述的逆变器控制装置，其特征在于，
与从第一调制系数(Mmin)至比该第一调制系数更大的第二调制系数(Mi)的各调制系数相关联的所述操作模式定义为第一基本模式，
与从所述第二调制系数相邻的第三调制系数(Mi+1)至比该第三调制系数更大的第四调制系数(Mmax)的各调制系数相关联的所述操作模式中、调制方式和开关次数中的至少一方与所述第一基本模式不同的操作模式定义为第二基本模式，
调制方式和开关次数与所述第一基本模式相同的所述操作模式中、与所述第三调制系数以上的各调制系数相关联的操作模式定义为上侧追加模式，
设定所述上侧追加模式，以在所述第三调制系数以上的各调制系数中，比从与所述第二调制系数对应的所述第一基本模式到所述第二基本模式的变化更小，
所述模式存储部存储有所述第一基本模式、所述第二基本模式及所述上侧追加模式。
7.如权利要求1～6中任一项所述的逆变器控制装置，其特征在于，
与从第一调制系数(Mmin)至比该第一调制系数更大的第二调制系数(Mi)的各调制系数相关联的所述操作模式定义为第一基本模式，
与从所述第二调制系数相邻的第三调制系数(Mi+1)至比该第三调制系数更大的第四调制系数(Mmax)的各调制系数相关联的所述操作模式中、调制方式和开关次数中的至少一方与所述第一基本模式不同的操作模式定义为第二基本模式，
调制方式和开关次数与所述第二基本模式相同的所述操作模式中、与所述第二调制系数以下的各调制系数相关联的操作模式定义为下侧追加模式，
设定所述下侧追加模式，以在所述第二调制系数以下的各调制系数中，比从与所述第三调制系数对应的所述第二基本模式到所述第一基本模式的变化更小,
所述模式存储部存储有所述第一基本模式、所述第二基本模式及所述下侧追加模式。
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