CN113454899A - 逆变器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能有效地消除或降低共模噪声的逆变器装置。逆变器装置(1)包括：在上桥臂电源线(10)与下桥臂电源线(15)间，在各相的每相上将上桥臂开关元件(18A～18C)和下桥臂开关元件(18D～18F)串联连接，并将这些各相的上下桥臂开关元件的连接点的电压作为三相交流输出施加到电动机(8)的逆变器电路(28)；以及控制装置(21)。控制装置使各相的上下桥臂开关元件的开关定时同步，并且用其它相电压的变化来抵消施加于电动机的相电压的变化。

Description

逆变器装置

技术领域

本发明涉及利用逆变器电路将交流电压施加到电动机来进行驱动的逆变器装置。

背景技术

以往，用于驱动电动机的逆变器装置中，利用多个开关元件来构成三相逆变器电路，并对UVW各相的开关元件进行PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)控制，将接近正弦波的电压波形施加到电动机来进行驱动，但因电动机的中性点电位的变动而产生的共模噪声成为问题。

例如，在构成电动压缩机的电动机的情况下，该共模噪声由通过压缩机的壳体与接地间的寄生电容而泄漏的共模电流所产生，但以往通过设置噪声滤波器来满足规格。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第4276097号公报

专利文献2：日本专利特许第5093452号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，设置上述噪声滤波器将导致装置的大型化，也存在成本高涨的问题。另一方面，电动机的中性点电位根据各相电压的平均来求出，因此也提出了如下方式：调整开关元件的开关所引起的相电压的变化，以抑制电动机的中性点电位的变动(例如，参照专利文献1、专利文献2)。

本发明是考虑上述现有状况而完成的，其目的在于提供一种逆变器装置，能有效地消除或抑制共模噪声。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的第1方面的逆变器装置包括：逆变器电路，该逆变器电路中，在上桥臂电源线与下桥臂电源线间，在各相的每相上将上桥臂开关元件和下桥臂开关元件串联连接，并将这些各相的上下桥臂开关元件的连接点的电压作为三相交流输出施加到电动机；以及控制装置，该控制装置对该逆变器电路的各相的上下桥臂开关元件的开关进行控制，所述逆变器装置的特征在于，控制装置使各相的上下桥臂开关元件的开关定时同步，并且用其它相电压的变化来抵消施加于电动机的相电压的变化。

本发明的第2方面的发明的逆变器装置的特征在于，在上述发明中，控制装置生成各相的上下桥臂开关元件的开关定时同步、且相电压的变化被其它相电压的变化所抵消的各相的电压指令值来控制逆变器电路。

本发明的第3方面的发明的逆变器装置的特征在于，在上述各发明中，控制装置变更电压指令值，以使得上下桥臂开关元件的开关定时根据流过电动机的电流的方向而同步，且相电压的变化被其它相电压的变化所抵消。

本发明的第4方面的发明的逆变器装置的特征在于，在上述各发明中，控制装置从任一相的下桥臂开关元件导通、其它两相的上桥臂开关元件导通的状态起开始开关的规定区间。

本发明的第5方面的发明的逆变器装置的特征在于，在上述本发明的第1方面至第3方面的发明中，控制装置从任意两相的下桥臂开关元件导通、其它一相的上桥臂开关元件导通的状态起开始开关的规定区间。

发明效果

根据本发明，逆变器装置包括：逆变器电路，该逆变器电路中，在上桥臂电源线与下桥臂电源线间，在各相的每相上将上桥臂开关元件和下桥臂开关元件串联连接，并将这些各相的上下桥臂开关元件的连接点的电压作为三相交流输出施加到电动机；以及控制装置，该控制装置对该逆变器电路的各相的上下桥臂开关元件的开关进行控制，在所述逆变器装置中，控制装置使各相的上下桥臂开关元件的开关定时同步，并且用其它相电压的变化来抵消施加于电动机的相电压的变化，因此，能通过开关元件的开关定时来消除或显著抑制电动机的中性点电位的变动。由此，能有效地消除或抑制共模噪声的产生。

该情况下，实际上如本发明的第2方面的发明那样，控制装置生成各相的上下桥臂开关元件的开关定时同步、且相电压的变化被其它相电压的变化所抵消的各相的电压指令值来控制逆变器电路。

这里，对开关元件进行开关时考虑的死区时间中的相电压根据流过电动机的电流的方向而变化。因此，若如本发明的第3方面的发明那样，控制装置变更电压指令值，以使得上下桥臂开关元件的开关定时根据流过电动机的电流的方向而同步，且相电压的变化被其它相电压的变化所抵消，则不论流过电动机的电流的方向如何，都能无障碍地消除或抑制中性点电位的变动。

此外，若如本发明的第4方面的发明那样，控制装置从任一相的下桥臂开关元件导通、其它两相的上桥臂开关元件导通的状态起开始开关的规定区间，或者，如本发明的第5方面的发明那样，控制装置从任意两相的下桥臂开关元件导通、其它一相的上桥臂开关元件导通的状态起开始开关的规定区间，则能顺畅地用其它相电压的变化来抵消相电压的变化。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的逆变器装置的电路图。

图2是将图1的驱动电动机的电压矢量V1～V6汇总来示出的图。

图3是对图1的逆变器装置的控制装置所进行的电压矢量V0的生成进行说明的图。

图4是对图1的逆变器装置的控制装置所进行的电压矢量V1的生成进行说明的图。

图5是对图1的逆变器装置的控制装置所进行的另一个电压矢量V1的生成进行说明的图。

图6是对图1的逆变器装置的控制装置所进行的电压矢量V2的生成进行说明的图。

图7是对图1的逆变器装置的控制装置所进行的电压矢量V3的生成进行说明的图。

图8是对图1的逆变器装置的控制装置所进行的电压矢量V4的生成进行说明的图。

图9是对图1的逆变器装置的控制装置所进行的电压矢量V5的生成进行说明的图。

图10是对图1的逆变器装置的控制装置所进行的电压矢量V6的生成进行说明的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。实施例的逆变器装置1搭载于由电动机8来驱动压缩机构的所谓的逆变器一体型的电动压缩机，电动压缩机例如构成车辆用空调装置的制冷剂回路。

(1)逆变器装置1的结构

图1中，逆变器装置1包括三相的逆变器电路(三相逆变器电路)28和控制装置21。逆变器电路28是将直流电源(车辆电池：例如，300V)29的直流电压转换为三相交流电压并施加到电动机8的电路。该逆变器电路28具有U相半桥电路19U、V相半桥电路19V、W相半桥电路19W，各相半桥电路19U～19W分别独立地具有上桥臂开关元件18A～18C、下桥臂开关元件18D～18F。此外，各开关元件18A～18F分别反向并联连接有续流二极管31。

另外，各开关元件18A～18F在实施例中由将MOS构造组装到栅极部中后得到的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等构成。

逆变器电路28的上桥臂开关元件18A～18C的上端侧连接到直流电源29和滤波电容器32的上桥臂电源线(正极侧母线)10。另一方面，逆变器电路28的下桥臂开关元件18D～18F的下端侧连接到直流电源29和滤波电容器32的下桥臂电源线(负极侧母线)15。

该情况下，U相半桥电路19U的上桥臂开关元件18A与下桥臂开关元件18D串联连接，V相半桥电路19V的上桥臂开关元件18B与下桥臂开关元件18E串联连接，W相半桥电路19W的上桥臂开关元件18C与下桥臂开关元件18F串联连接。

U相半桥电路19U的上桥臂开关元件18A与下桥臂开关元件18D的连接点连接到电动机8的U相的电枢线圈2，V相半桥电路19V的上桥臂开关元件18B与下桥臂开关元件18E的连接点连接到电动机8的V相的电枢线圈3，W相半桥电路19W的上桥臂开关元件18C与下桥臂开关元件18F的连接点连接到电动机8的W相的电枢线圈4。

(2)控制装置21的结构

控制装置21由具有处理器的微机构成，实施例中，从车辆ECU输入转速指令值，从电动机8输入相电流，并基于这些来控制逆变器电路28的各开关元件18A～18F的导通/截止状态(开关)。具体而言，控制施加到各开关元件18A～18F的栅极端子的栅极电压。

实施例的控制装置21具有相电压指令运算部33、PWM信号生成部36、栅极驱动器37和电流传感器26A、26B，该电流传感器26A、26B由用于测定流过电动机8的各相的电动机电流(相电流)即U相电流iu、V相电流iv、W相电流iw的电流互感器构成，各电流传感器26A、26B连接到相电压指令运算部33。另外，电流传感器26A测定U相电流iu，电流传感器26B测定V相电流iv。W相电流iw通过计算，根据上述U相电流iu、V相电流iv来求出。此外，除了如实施例那样通过电流传感器26A、26B来测定各相的电动机电流以外，关于检测下桥臂电源线15的电流值并由相电压指令运算部33根据该电流值和电动机8的运行状态来进行推测等检测/推测各相电流的方法，并没有特别限定。

该相电压指令运算部33运算、生成三相调制电压指令值Vu’(以下，U相电压指令值Vu’)、Vv’(以下，V相电压指令值Vv’)、Vw’(以下，W相电压指令值Vw’)，上述三相调制电压指令值用于基于电动机8的电气角、电流指令值和相电流来生成施加到电动机8的各相的电枢线圈2～4的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw。

PWM信号生成部36将相电压指令运算部33运算出的三相调制电压指令值Vu’、Vv’、Vw’、与三角载波(载波三角波)的大小进行比较，由此来产生作为逆变器电路28的U相半桥电路19U、V相半桥电路19V、W相半桥电路19W的驱动指令信号的PWM信号。

栅极驱动器37基于从PWM信号生成部36输出的PWM信号，来产生U相半桥电路19U的上桥臂开关元件18A、下桥臂开关元件18D的栅极电压、V相半桥电路19V的上桥臂开关元件18B、下桥臂开关元件18E的栅极电压、以及W相半桥电路19W的上桥臂开关元件18C、下桥臂开关元件18F的栅极电压。

然后，逆变器电路28的各开关元件18A～18F基于从栅极驱动器37输出的栅极电压，来进行导通/截止驱动。即，若栅极电压成为导通状态(规定的电压值)则开关元件进行导通动作，若栅极电压成为截止状态(零)则开关元件进行截止动作。在开关元件18A～18F为上述IGBT的情况下，该栅极驱动器37是用于基于PWM信号来将栅极电压施加到IGBT的电路，并由光电耦合器、逻辑IC、晶体管等构成。

U相半桥电路19U的上桥臂开关元件18A与下桥臂开关元件18D的连接点的电压作为U相电压Vu(相电压)施加(输出)到电动机8的U相的电枢线圈2，V相半桥电路19V的上桥臂开关元件18B与下桥臂开关元件18E的连接点的电压作为V相电压Vv(相电压)施加(输出)到电动机8的V相的电枢线圈3，W相半桥电路19W的上桥臂开关元件18C与下桥臂开关元件18F的连接点的电压作为W相电压Vw(相电压)施加(输出)到电动机8的W相的电枢线圈4。

(3)控制装置21的动作

接着，参照图2～图10来说明控制装置21的实际的控制动作。本发明的逆变器装置1的控制装置21的相电压指令运算部33运算U相电压指令值Vu’、V相电压指令值Vv’和W相电压指令值Vw’(三相调制电压指令值)，以消除电动机8的中性点电位Vc的变动，并生成运行电动机8的电压矢量V0～V6(汇总到图2中示出)。然后，根据上述转速指令值来选择电压矢量V0～V6的任一个，以运行电动机8。

(3-1)电压矢量V0

首先，使用图3来说明图2的电压矢量V0的生成。图3的最上部示出控制装置21的相电压指令运算部33生成的U相电压指令值Vu’、V相电压指令值Vv’、W相电压指令值Vw’和三角载波X1～X4，从上起第二部分示出各开关元件18A～18F的导通/截止状态，从下起第二部分示出施加到电动机8的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw，最下部示出电动机8的中性点电位Vc。

此外，右侧示出流过电动机8的U相电流iu、V相电流iv和W相电流iw的方向。各相电流的方向的组合有6个，流入电动机8的方向用+、从电动机8流出的方向用-来示出。图3的示例是最上部的情况，示出U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况。

另外，实施例中，为了生成死区时间，三角载波由两个上行X1、X2和两个下行X3、X4构成。上行X2的相位比上行X1的相位提前，下行X4的相位比下行X3的相位提前。然后，在1个载波周期的前半部分，PWM信号生成部36将三角载波的上行X1与各电压指令值Vu’、Vv’、Vw’进行比较，来生成使U相的下桥臂开关元件18D、V相的上桥臂开关元件18B和W相的上桥臂开关元件18C导通/截止的PWM信号，并将三角载波的上行X2与各电压指令值Vu’、Vv’、Vw’进行比较，来生成使U相的上桥臂开关元件18A、V相的下桥臂开关元件18E和W相的下桥臂开关元件18F导通/截止的PWM信号。

在1个载波周期的后半部分，PWM信号生成部36将三角载波的下行X3与各电压指令值Vu’、Vv’、Vw’进行比较，来生成使U相的上桥臂开关元件18A、V相的下桥臂开关元件18E和W相的下桥臂开关元件18F导通/截止的PWM信号，并将三角载波的下行X4与各电压指令值Vu’、Vv’、Vw’进行比较，来生成使U相的下桥臂开关元件18D、V相的上桥臂开关元件18B和W相的上桥臂开关元件18C导通/截止的PWM信号。

此外，实施例中，相电压指令运算部33从U相的下桥臂开关元件18D导通、V相的上桥臂开关元件18B和W相的上桥臂开关元件18C导通的状态起开始开关的规定区间。

如实施例那样，在U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况下，U相中，在上桥臂开关元件18A导通的期间U相电压Vu成为“H”，V相中，在上桥臂开关元件18B导通的期间V相电压Vv也成为“H”，W相中，在下桥臂开关元件18F截止的期间W相电压Vw成为“H”。该“H”期间的宽度的总和成为各相电压的大小，在电压矢量V0中，三相全部成为“中”的大小。

此外，由该图所明确的那样，相电压指令运算部33使将各相电压设为“H”的开关元件的开关定时(导通/截止定时)同步，并且生成用V相电压Vv和W相电压Vw的变化来抵消U相电压Vu的变化的电压指令值Vu’、Vv’、Vw’。由此，各相电压Vu、Vv、Vw的平均即中性点电位Vc始终为恒定，不发生变化，因此，共模噪声被消除。

(3-2)电压矢量V1(其一)

接着，使用图4来说明图2的电压矢量V1的生成。图4中，最上部也示出U相电压指令值Vu’、V相电压指令值Vv’、W相电压指令值Vw’和三角载波X1～X4，从上起第二部分示出各开关元件18A～18F的导通/截止状态，从下起第二部分示出施加到电动机8的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw，最下部示出电动机8的中性点电位Vc。

此外，同样地，右侧示出流过电动机8的U相电流iu、V相电流iv和W相电流iw的方向。图4的示例也是最上部的情况，示出U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况。

另外，对于PWM信号生成部36的动作，与上述相同。此外，同样地，在实施例中，相电压指令运算部33从U相的下桥臂开关元件18D导通、V相的上桥臂开关元件18B和W相的上桥臂开关元件18C导通的状态起开始开关的规定区间。

如实施例那样，在U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况下，U相中，在上桥臂开关元件18A导通的期间U相电压Vu成为“H”，V相中，在上桥臂开关元件18B导通的期间V相电压Vv也成为“H”，W相中，在下桥臂开关元件18F截止的期间W相电压Vw成为“H”。该“H”期间的宽度的总和成为各相电压的大小，电压矢量V1中U相电压Vu为“大”、V相电压Vv和W相电压Vw为“中”的大小。

此外，由该图所明确的那样，即使是电压矢量V1，相电压指令运算部33也使将各相电压设为“H”的开关元件的开关定时(导通/截止定时)同步，并且生成用V相电压Vv和W相电压Vw的变化来抵消U相电压Vu的变化的电压指令值Vu’、Vv’、Vw’。由此，即使是电压矢量V1，各相电压Vu、Vv、Vw的平均即中性点电位Vc也始终为恒定，不发生变化，因此，共模噪声被消除。

(3-3)电压矢量V1(其二)

接着，使用图5来说明另一个电压矢量V1的生成。图5中，最上部也示出U相电压指令值Vu’、V相电压指令值Vv’、W相电压指令值Vw’和三角载波X1～X4，从上起第二部分示出各开关元件18A～18F的导通/截止状态，从下起第二部分示出施加到电动机8的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw，最下部示出电动机8的中性点电位Vc。

此外，同样地，在右侧示出流过电动机8的U相电流iu、V相电流iv和W相电流iw的方向，但在图5的情况下，是U相电流iu为流入电动机8的方向、V相电流iv和W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况。

另外，对于PWM信号生成部36的动作，与上述相同。此外，同样地，在实施例中，相电压指令运算部33从U相的下桥臂开关元件18D导通、V相的上桥臂开关元件18B和W相的上桥臂开关元件18C导通的状态起开始开关的规定区间。

如上述那样，在相电流流入电动机8的方向上，当上桥臂开关元件导通时相电压成为“H”，在相电流从电动机8流出的方向上，当下桥臂开关元件导通时相电压成为“H”。因此，在U相电流iu为流入电动机8的方向、V相电流iv和W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况下，若在与图4相同的定时进行开关来生成电压矢量V1，则由于V相电流iv是从电动机8流出的方向，因此在V相的下桥臂开关元件18E导通前的死区中，电流流过与上桥臂开关元件18B相连接的续流二极管31，如图4中虚线Z1所示的那样，V相电压Vv保持为“H”，并如图4中虚线Z2所示的那样，中性点电位Vc发生变动。

因此，在为图5那样的电流的方向的情况下，相电压指令运算部33在图5那样的定时生成对各开关元件18A～18F进行开关的电压指令值Vu’、Vv’、Vw’。即，图5的情况下，U相电流iu为流入电动机8的方向、V相电流iv和W相电流iw为从电动机8流出的方向，因此，U相中，在上桥臂开关元件18A导通的期间U相电压Vu成为“H”，V相中，在下桥臂开关元件18E截止的期间V相电压Vv成为“H”，W相中，在下桥臂开关元件18F截止的期间W相电压Vw也成为“H”。该“H”期间的宽度的总和成为各相电压的大小，该情况下，电压矢量V1也成为U相电压Vu为“大”、V相电压Vv和W相电压Vw为“中”的大小。

然后，根据该情况下的电压矢量V1中相电流的方向，相电压指令运算部33使将各相电压设为“H”的开关元件的开关定时(导通/截止定时)同步，并且变更为用V相电压Vv和W相电压Vw的变化来抵消U相电压Vu的变化的电压指令值Vu’、Vv’、Vw’来进行输出。由此，即使是该情况下的电流的方向，在电压矢量V1中各相电压Vu、Vv、Vw的平均即中性点电位Vc也始终为恒定，不发生变化，因此，共模噪声被消除。

(3-4)电压矢量V2

接着，使用图6来说明图2的电压矢量V2的生成。图6中，最上部也示出U相电压指令值Vu’、V相电压指令值Vv’、W相电压指令值Vw’和三角载波X1～X4，从上起第二部分示出各开关元件18A～18F的导通/截止状态，从下起第二部分示出施加到电动机8的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw，最下部示出电动机8的中性点电位Vc。

此外，同样地，右侧示出流过电动机8的U相电流iu、V相电流iv和W相电流iw的方向。图6的示例中示出如下情况：U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向，或者U相电流iu为流入电动机8的方向、V相电流iv和W相电流iw为从电动机8流出的方向。

另外，对于PWM信号生成部36的动作，与上述相同。此外，同样地，在实施例中，相电压指令运算部33从U相的下桥臂开关元件18D导通、V相的上桥臂开关元件18B和W相的上桥臂开关元件18C导通的状态起开始开关的规定区间。

本实施例中，在U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况下，U相中，在上桥臂开关元件18A导通的期间U相电压Vu成为“H”，V相中，在上桥臂开关元件18B导通的期间V相电压Vv也成为“H”，W相中，在下桥臂开关元件18F截止的期间W相电压Vw成为“H”。此外，在U相电流iu为流入电动机8的方向、V相电流iv和W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况下，U相中，在上桥臂开关元件18A导通的期间U相电压Vu成为“H”，V相中，在下桥臂开关元件18E截止的期间V相电压Vv成为“H”，W相中，在下桥臂开关元件18F截止的期间W相电压Vw也成为“H”，但V相电压指令值Vv’固定在最高值，因此，无论电流的方向如何，V相电压Vv都不发生变化。

另一方面，U相电压指令值Vu’和W相电压指令值Vw’固定在较低值，因此U相电压Vu和W相电压Vw同步，并且在彼此抵消的方向上变化。另外，电压矢量V2成为U相电压Vu和V相电压Vv为“大”、W相电压Vw为“小”的大小。由此，即使是电压矢量V2，各相电压Vu、Vv、Vw的平均即中性点电位Vc也始终为恒定，不发生变化，因此，共模噪声被消除。

(3-5)电压矢量V3

接着，使用图7来说明图2的电压矢量V3的生成。图7中，最上部也示出U相电压指令值Vu’、V相电压指令值Vv’、W相电压指令值Vw’和三角载波X1～X4，从上起第二部分示出各开关元件18A～18F的导通/截止状态，从下起第二部分示出施加到电动机8的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw，最下部示出电动机8的中性点电位Vc。

此外，同样地，右侧示出流过电动机8的U相电流iu、V相电流iv和W相电流iw的方向。图7的示例中示出如下情况：U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向，或者U相电流iu为流入电动机8的方向、V相电流iv和W相电流iw为从电动机8流出的方向。

另外，对于PWM信号生成部36的动作，与上述相同。此外，同样地，在实施例中，相电压指令运算部33从U相的下桥臂开关元件18D导通、V相的上桥臂开关元件18B和W相的上桥臂开关元件18C导通的状态起开始开关的规定区间。

本实施例中，在U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况下，U相中，在上桥臂开关元件18A导通的期间U相电压Vu成为“H”，V相中，在上桥臂开关元件18B导通的期间V相电压Vv也成为“H”，W相中，在下桥臂开关元件18F截止的期间W相电压Vw成为“H”。此外，在U相电流iu为流入电动机8的方向、V相电流iv和W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况下，U相中，在上桥臂开关元件18A导通的期间U相电压Vu成为“H”，V相中，在下桥臂开关元件18E截止的期间V相电压Vv成为“H”，W相中，在下桥臂开关元件18F截止的期间W相电压Vw也成为“H”，但V相电压指令值Vv’固定在最高值，因此，无论电流的方向如何，V相电压Vv都不发生变化。

另一方面，U相电压指令值Vu’和W相电压指令值Vw’固定在中等程度的值，因此U相电压Vu和W相电压Vw同步，并且在彼此抵消的方向上变化。另外，电压矢量V3成为U相电压Vu为“中”、V相电压Vv为“大”、W相电压Vw为“中”的大小。由此，即使是电压矢量V3，各相电压Vu、Vv、Vw的平均即中性点电位Vc也始终为恒定，不发生变化，因此，共模噪声被消除。

(3-6)电压矢量V4

接着，使用图8来说明图2的电压矢量V4的生成。图8中，最上部也示出U相电压指令值Vu’、V相电压指令值Vv’、W相电压指令值Vw’和三角载波X1～X4，从上起第二部分示出各开关元件18A～18F的导通/截止状态，从下起第二部分示出施加到电动机8的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw，最下部示出电动机8的中性点电位Vc。

另外，对于PWM信号生成部36的动作，与上述相同。此外，同样地，在实施例中，相电压指令运算部33从U相的下桥臂开关元件18D导通、V相的上桥臂开关元件18B和W相的上桥臂开关元件18C导通的状态起开始开关的规定区间。

本实施例中，U相电压指令值Vu’、V相电压指令值Vv’、W相电压指令值Vw’全部固定在最高值，因此，无论电流的方向如何，U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw都不发生变化。电压矢量V4成为U相电压Vu为“小”、V相电压Vv和W相电压Vw为“大”的大小。该情况下，各相电压Vu、Vv、Vw的平均即中性点电位Vc也始终为恒定，不发生变化，因此，共模噪声被消除。

(3-7)电压矢量V5

接着，使用图9来说明图2的电压矢量V5的生成。图9中，最上部也示出U相电压指令值Vu’、V相电压指令值Vv’、W相电压指令值Vw’和三角载波X1～X4，从上起第二部分示出各开关元件18A～18F的导通/截止状态，从下起第二部分示出施加到电动机8的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw，最下部示出电动机8的中性点电位Vc。

此外，同样地，右侧示出流过电动机8的U相电流iu、V相电流iv和W相电流iw的方向。图9的示例示出如下情况：U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向。

另外，对于PWM信号生成部36的动作，与上述相同。此外，同样地，在实施例中，相电压指令运算部33从U相的下桥臂开关元件18D导通、V相的上桥臂开关元件18B和W相的上桥臂开关元件18C导通的状态起开始开关的规定区间。

本实施例中，在U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况下，U相中，在上桥臂开关元件18A导通的期间U相电压Vu成为“H”，V相中，在上桥臂开关元件18B导通的期间V相电压Vv也成为“H”，W相中，在下桥臂开关元件18F截止的期间W相电压Vw成为“H”，但W相电压指令值Vw’固定在最高值，因此，无论电流的方向如何，W相电压Vw都不发生变化。

另一方面，U相电压指令值Vu’固定在中等程度的值，V相电压指令值Vv’固定在比U相要高的中等程度的值。这些值设为在考虑死区时间时U相电压Vu与V相电压Vw同步、且在彼此抵消的方向上变化的值。另外，电压矢量V5成为U相电压Vu为“中”、V相电压Vv为“中”、W相电压Vw为“大”的大小。由此，即使是电压矢量V5，各相电压Vu、Vv、Vw的平均即中性点电位Vc也始终为恒定，不发生变化，因此，共模噪声被消除。

(3-8)电压矢量V6

接着，使用图10来说明图2的电压矢量V6的生成。图10中，最上部也示出U相电压指令值Vu’、V相电压指令值Vv’、W相电压指令值Vw’和三角载波X1～X4，从上起第二部分示出各开关元件18A～18F的导通/截止状态，从下起第二部分示出施加到电动机8的U相电压Vu、V相电压Vv、W相电压Vw，最下部示出电动机8的中性点电位Vc。

此外，同样地，右侧示出流过电动机8的U相电流iu、V相电流iv和W相电流iw的方向。图9的示例示出如下情况：U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向。

另外，对于PWM信号生成部36的动作，与上述相同。此外，同样地，在实施例中，相电压指令运算部33从U相的下桥臂开关元件18D导通、V相的上桥臂开关元件18B和W相的上桥臂开关元件18C导通的状态起开始开关的规定区间。

本实施例中，在U相电流iu和V相电流iv为流入电动机8的方向、W相电流iw为从电动机8流出的方向的情况下，U相中，在上桥臂开关元件18A导通的期间U相电压Vu成为“H”，V相中，在上桥臂开关元件18B导通的期间V相电压Vv也成为“H”，W相中，在下桥臂开关元件18F截止的期间W相电压Vw成为“H”，但W相电压指令值Vw’固定在最高值，因此，无论电流的方向如何，W相电压Vw都不发生变化。

另一方面，U相电压指令值Vu’固定在较小的值，V相电压指令值Vv’为较小的值，但固定在比U相要高的值。这些值设为在考虑死区时间时U相电压Vu与V相电压Vw同步、且在彼此抵消的方向上变化的值。另外，电压矢量V6成为U相电压Vu为“大”、V相电压Vv为“小”、W相电压Vw为“大”的大小。由此，即使是电压矢量V6，各相电压Vu、Vv、Vw的平均即中性点电位Vc也始终为恒定，不发生变化，因此，共模噪声被消除。

如以上详细说明的那样，本发明中，控制装置21使各相的上下桥臂开关元件18A～18F的开关定时同步，并且生成用其它相电压的变化来抵消施加到电动机8的相电压Vu、Vv、Vw的变化的电压指令值Vu’、Vv’、Vw’，因此，能通过开关元件18A～18F的开关定时来消除、或显著抑制电动机8的中性点电位Vc的变动。由此，能有效地消除或抑制共模噪声的产生。

此外，实施例中，控制装置21变更电压指令值Vu’、Vv’、Vw’，以使得上下桥臂开关元件18A～18F的开关定时根据流过电动机8的电流iu、iv、iw的方向而同步，并且相电压Vu、Vv、Vw的变化被其它相电压的变化所抵消，因此，不论流过电动机8的电流的方向如何，都能无障碍地消除或抑制中性点电位Vc的变动。

此外，实施例中，控制装置21从任一相的下桥臂开关元件(实施例中，18D)导通、其它两相的上桥臂开关元件(实施例中，18B、18C)导通的状态起开始开关的规定区间，因此，能用其它相电压的变化来顺畅地抵消各相电压Vu、Vv、Vw的变化。

此外，与实施例相反地，即使控制装置21从任意两相的下桥臂开关元件导通、其它一相的上桥臂开关元件导通的状态起开始开关的规定区间，也与实施例同样地，能用其它相电压的变化来顺畅地抵消各相电压Vu、Vv、Vw的变化。

此外，从栅极信号到开关动作为止的延迟时间以及开关速度根据流过的电流的大小和开关元件的特性而变化。因此，为了更准确地消除或抑制中性点电位Vc的变动，PWM信号生成部36可以根据流过开关元件的的电流的大小和所使用的开关元件的特性，对各半桥电路19U～19W的每一个微调栅极信号的输出定时。流过用于该微调的运算中所使用的开关元件的电流的大小可以通过检测和推测出的流过电动机8的电流的值来求出。

此外，实施例中所示的电压矢量V0～V6并不限于此，能在不脱离本发明主旨的范围内进行变更。此外，实施例中，将本发明应用于对电动压缩机的电动机进行驱动控制的逆变器装置，但并不限于此，本发明在各种设备的电动机的驱动控制中是有效的。

标号说明

1 逆变器装置

8 电动机

10 上桥臂电源线

15 下桥臂电源线

18A～18F 上下桥臂开关元件

19U U相半桥电路

19V V相半桥电路

19W W相半桥电路

21 控制装置

26A、26B 电流传感器

28 三相逆变器电路

33 相电压指令运算部

36 PWM信号生成部

37 栅极驱动器。

Claims (5)

1.一种逆变器装置，包括：

逆变器电路，该逆变器电路中，在上桥臂电源线与下桥臂电源线间，在各相的每相上将上桥臂开关元件和下桥臂开关元件串联连接，并将这些各相的上下桥臂开关元件的连接点的电压作为三相交流输出施加到电动机；以及

控制装置，该控制装置对该逆变器电路的所述各相的上下桥臂开关元件的开关进行控制，所述逆变器装置的特征在于，

所述控制装置使所述各相的上下桥臂开关元件的开关定时同步，并且用其它相电压的变化来抵消施加于所述电动机的相电压的变化。

2.如权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，

所述控制装置生成所述各相的上下桥臂开关元件的开关定时同步、且所述相电压的变化被所述其它相电压的变化所抵消的所述各相的电压指令值来控制所述逆变器电路。

3.如权利要求1或2所述的逆变器装置，其特征在于，

所述控制装置变更所述电压指令值，以使得所述上下桥臂开关元件的开关定时根据流过所述电动机的电流的方向而同步，且所述相电压的变化被所述其它相电压的变化所抵消。

4.如权利要求1至3中任一项所述的逆变器装置，其特征在于，

所述控制装置从任一相的所述下桥臂开关元件导通、其它两相的所述上桥臂开关元件导通的状态起开始开关的规定区间。

5.如权利要求1至3中任一项所述的逆变器装置，其特征在于，

所述控制装置从任意两相的所述下桥臂开关元件导通、其它一相的所述上桥臂开关元件导通的状态起开始开关的规定区间。

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