JP2005245073A - 三相インバータ - Google Patents
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Abstract
【課題】 6素子インバータとしての動作と4素子インバータとしての動作とをより適切に切り換えること。
【解決手段】 第1相正側スイッチング素子13は、正側電源ノード6と第1相ノード22とを導通または切断する。第1相負側スイッチング素子14は、負側電源ノード7と第1相ノード22とを導通または切断する。第2相正側スイッチング素子15は、正側電源ノード6と第2相ノード23とを導通または切断する。第2相負側スイッチング素子16は、負側電源ノード7と第2相ノード23とを導通または切断する。第3相正側スイッチング素子17は、正側電源ノード6と第3相ノード24とを導通または切断する。第3相負側スイッチング素子18は、負側電源ノード7と第3相ノード24とを導通または切断する。スイッチ19は、正側電源ノード6と負側電源ノード7との間に直列接続された2つのコンデンサの間のコンデンサ中間ノード21または第2相ノード23の一方に端子ノード25を導通させる。このとき、コンデンサ中間ノード21と第2相ノード23とは、短絡しない。
【選択図】図1
【解決手段】 第1相正側スイッチング素子13は、正側電源ノード6と第1相ノード22とを導通または切断する。第1相負側スイッチング素子14は、負側電源ノード7と第1相ノード22とを導通または切断する。第2相正側スイッチング素子15は、正側電源ノード6と第2相ノード23とを導通または切断する。第2相負側スイッチング素子16は、負側電源ノード7と第2相ノード23とを導通または切断する。第3相正側スイッチング素子17は、正側電源ノード6と第3相ノード24とを導通または切断する。第3相負側スイッチング素子18は、負側電源ノード7と第3相ノード24とを導通または切断する。スイッチ19は、正側電源ノード6と負側電源ノード7との間に直列接続された2つのコンデンサの間のコンデンサ中間ノード21または第2相ノード23の一方に端子ノード25を導通させる。このとき、コンデンサ中間ノード21と第2相ノード23とは、短絡しない。
【選択図】図1
Description
本発明は、三相インバータに関し、特に、直流電力を3相交流電力に変換する三相インバータに関する。
直流電力を所望の周波数、電圧の三相交流電力に変換する三相インバータが知られている。特開2000−341973号公報には、直流電力を所望の周波数、電圧の三相交流電力に変換する特性が改善された直流−交流電力変換装置が開示されている。
このような三相インバータ100は、図5に示されているように、直流電源102とともにブリッジ回路103が設けられている。直流電源102は、電源ノード106と電源ノード107と一定の電圧を印加している。ブリッジ回路103は、複数のノードを備えている。その複数のノードは、コンデンサ中間ノード121とインバータU相ノード122とインバータV相ノード123とインバータW相ノード124とから形成されている。
ブリッジ回路103は、さらに、制御回路110と2つのコンデンサ111、112と複数の素子とを備えている。その複数の素子は、U相スイッチング素子113と/U相スイッチング素子114とV相スイッチング素子115と/V相スイッチング素子116とW相スイッチング素子117と/W相スイッチング素子118とから形成され、それぞれ、トランジスタとダイオードとを逆並列接続されてなる電気部品である。コンデンサ111は、電源ノード106とコンデンサ中間ノード121との間に介設されている。コンデンサ111は、コンデンサ中間ノード121と電源ノード107との間に介設されている。U相スイッチング素子113は、電源ノード106とインバータU相ノード122との間に介設されている。/U相スイッチング素子114は、インバータU相ノード122と電源ノード107との間に介設されている。V相スイッチング素子115は、電源ノード106とインバータV相ノード123との間に介設されている。/V相スイッチング素子116は、インバータV相ノード123と電源ノード107との間に介設されている。W相スイッチング素子117は、電源ノード106とインバータW相ノード124との間に介設されている。/W相スイッチング素子118は、インバータW相ノード124と電源ノード107との間に介設されている。
U相スイッチング素子113は、制御回路110により制御されて電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。/U相スイッチング素子114は、制御回路110により制御されてインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。V相スイッチング素子115は、制御回路110により制御されて電源ノード106とインバータV相ノード123とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。/V相スイッチング素子116は、制御回路110により制御されてインバータV相ノード123と電源ノード107とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。W相スイッチング素子117は、制御回路110により制御されて電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。/W相スイッチング素子118は、制御回路110により制御されてインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。
ブリッジ回路103は、さらに、スイッチ119を備えている。スイッチ119は、コンデンサ中間ノード121とインバータV相ノード123との間に介設されている。スイッチ119は、制御回路110により制御されてコンデンサ中間ノード121とインバータV相ノード123とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。
三相インバータ100は、負荷であるモータ131に接続されている。モータ131は、U相端子132とV相端子133とW相端子134とを備えている。U相端子132は、U相ノード121に電気的に接続されている。V相端子133は、V相ノード122に電気的に接続されている。W相端子134は、W相ノード123に電気的に接続されている。
制御回路110は、モータ131に印加する交流電圧の1周期を複数の期間に分離し、その期間毎に複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態を制御して、モータ131に3相交流を印加する。制御装置110は、さらに、ユーザの操作に基づいて、6素子動作と4素子動作とを切り換える。すなわち、制御装置110は、6素子動作のときに、スイッチ119を制御してインバータV相ノード123とコンデンサ中間ノード121とを電気的に切断し、4素子動作のときに、スイッチ119を制御してインバータV相ノード123とコンデンサ中間ノード121とを電気的に導通させる。このような切り換えは、低回転時にモータに流れる高周波電流を減少させることができる。
高調波電圧がより少ない三相インバータが望まれている。
特開2000−324848号公報には、負荷への供給電圧の変動を抑制するインバータ装置が開示されている。そのインバータ装置は、モータ周波数指令に応じた電圧指令信号vをもとに、これを小さく抑制した電圧指令信号v’を生成し、磁極位置が、一つの半導体スイッチをPWM制御する区間であるときにはモータ周波数指令に応じた電圧指令信号vに基づきPWM制御を行い、対角線上に位置する二つの半導体スイッチをPWM制御する区間であるときには電圧指令信号v’に基づいて制御する。二つの半導体スイッチを制御する区間は、一つの半導体スイッチを制御する区間に比較してモータに供給される平均電圧値が大きくなるが、この区間の電圧指令信号v’は電圧指令信号vよりも小さいから、供給される平均電圧値も抑制されることになる。よって、磁極の位置に応じてモータに供給される平均電圧値が変動することが抑制されるから、モータのトルクリプルや回転ムラが抑制される。
特開2000−324848号公報に開示され、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態をそれぞれ示す複数のモードは、4素子動作のときに、図6に示されているように、6個のモード1〜モード6から形成されている。
すなわち、制御回路110は、モード1のときに、U相スイッチング素子113を用いて、デューティ比がαになるように電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード1のときに、/U相スイッチング素子114を用いてインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に切断する。制御回路110は、モード1のときに、W相スイッチング素子117を用いて電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に切断する。制御回路110は、モード1のときに、/W相スイッチング素子118を用いてインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に切断する。
制御回路110は、モード2のときに、U相スイッチング素子113を用いて、デューティ比がα/2+1/4になるように電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード2のときに、/U相スイッチング素子114を用いてインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に切断する。制御回路110は、モード2のときに、W相スイッチング素子117を用いて電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に切断する。制御回路110は、モード2のときに、/W相スイッチング素子118を用いて、デューティ比がα/2+1/4になるようにインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に導通させる。
制御回路110は、モード3のときに、U相スイッチング素子113を用いて電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に切断する。制御回路110は、モード3のときに、/U相スイッチング素子114を用いてインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に切断する。制御回路110は、モード3のときに、W相スイッチング素子117を用いて電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に切断する。制御回路110は、モード3のときに、/W相スイッチング素子118を用いて、デューティ比がαになるようにインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に導通させる。
制御回路110は、モード4のときに、U相スイッチング素子113を用いて電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に切断する。制御回路110は、モード4のときに、/U相スイッチング素子114を用いて、デューティ比がαになるようにインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード4のときに、W相スイッチング素子117を用いて電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に切断する。制御回路110は、モード4のときに、/W相スイッチング素子118を用いてインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に切断する。
制御回路110は、モード5のときに、U相スイッチング素子113を用いて電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に切断する。制御回路110は、モード5のときに、/U相スイッチング素子114を用いて、デューティ比がα/2+1/4になるようにインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード5のときに、W相スイッチング素子117を用いて、デューティ比がα/2+1/4になるように電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード5のときに、/W相スイッチング素子118を用いてインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に切断する。
制御回路110は、モード6のときに、U相スイッチング素子113を用いて電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に切断する。制御回路110は、モード6のときに、/U相スイッチング素子114を用いてインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に切断する。制御回路110は、モード6のときに、W相スイッチング素子117を用いて、デューティ比がαになるように電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード6のときに、/W相スイッチング素子118を用いてインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に切断する。
図7は、α=1の場合に、モータ131に印加される交流電圧の1周期に対するモード1〜モード6の位置を示している。その1周期は、たとえば、時刻T1から時刻T7までの期間である。このとき、時刻T2は、時刻T1から60°だけ後の時刻である。時刻T3は、時刻T2から60°だけ後の時刻である。時刻T4は、時刻T3から60°だけ後の時刻である。時刻T5は、時刻T4から60°だけ後の時刻である。時刻T6は、時刻T5から60°だけ後の時刻である。時刻T7は、時刻T6から60°だけ後の時刻である。
制御回路110は、時刻T1から時刻T2までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード1になるように制御する。制御回路110は、時刻T2から時刻T3までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード2になるように制御する。制御回路110は、時刻T3から時刻T4までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード3になるように制御する。制御回路110は、時刻T4から時刻T5までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード4になるように制御する。制御回路110は、時刻T5から時刻T6までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード5になるように制御する。制御回路110は、時刻T6から時刻T7までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード6になるように制御する。
図8は、直流バス電圧が282Vでα=1の場合に、このように複数のスイッチング素子113〜118を制御したときのインバータV相ノード123とインバータU相ノード122との電圧Vuv、インバータW相ノード124とインバータV相ノード123との電圧Vvw、および、インバータU相ノード122とインバータW相ノード124との電圧Vwuを示している。図8は、電圧Vuvと電圧Vvwと電圧Vwuと波形が平衡しており、負荷に供給される電圧の変動が抑制されていることを示している。よって、このような制御によれば、磁極の位置に応じてモータに供給される平均電圧値が変動することが抑制されるから、モータのトルクリプルや回転ムラが抑制される。
電圧利用率がより大きい三相インバータが望まれている。
特開2000−245188号公報には、ブラシレスDCモータの高性能な運転を可能にするブラシレスDCモータの制御方法が開示されている。そのブラシレスDCモータの制御方法は、2相は、インバータの交流出力部より出力し、1相は、直列に接続した直流中間コンデンサの中間電位点より出力してブラシレスDCモータに給電してその制御を行うに当たり、インバータを構成する各半導体スイッチの導通角をほぼ108°とするスイッチング信号でオン、オフ制御することにより電圧利用率を上げモータの高速回転を可能にする。
図9は、4素子動作のときに、複数のスイッチング素子113〜118の各々のデューティ比が0または1になるように制御する他の制御パターンを示している。そのモードは、6個のモード1〜モード6から形成されている。
すなわち、制御回路110は、モード1のときに、U相スイッチング素子113を用いて、デューティ比が1になるように電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード1のときに、/U相スイッチング素子114を用いてインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に切断する。制御回路110は、モード1のときに、W相スイッチング素子117を用いて電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に切断する。制御回路110は、モード1のときに、/W相スイッチング素子118を用いてインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に切断する。
制御回路110は、モード2のときに、U相スイッチング素子113を用いて、デューティ比が1になるように電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード2のときに、/U相スイッチング素子114を用いてインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に切断する。制御回路110は、モード2のときに、W相スイッチング素子117を用いて電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に切断する。制御回路110は、モード2のときに、/W相スイッチング素子118を用いてデューティ比が1になるようにインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に導通させる。
制御回路110は、モード3のときに、U相スイッチング素子113を用いて電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に切断する。制御回路110は、モード3のときに、/U相スイッチング素子114を用いてインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に切断する。制御回路110は、モード3のときに、W相スイッチング素子117を用いて電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に切断する。制御回路110は、モード3のときに、/W相スイッチング素子118を用いてデューティ比が1になるようにインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に導通させる。
制御回路110は、モード4のときに、U相スイッチング素子113を用いて電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に切断する。制御回路110は、モード4のときに、/U相スイッチング素子114を用いてデューティ比が1になるようにインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード4のときに、W相スイッチング素子117を用いて電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に切断する。制御回路110は、モード4のときに、/W相スイッチング素子118を用いてインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に切断する。
制御回路110は、モード5のときに、U相スイッチング素子113を用いて電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に切断する。制御回路110は、モード5のときに、/U相スイッチング素子114を用いてデューティ比が1になるようにインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード5のときに、W相スイッチング素子117を用いてデューティ比が1になるように電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード5のときに、/W相スイッチング素子118を用いてインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に切断する。
制御回路110は、モード6のときに、U相スイッチング素子113を用いて電源ノード106とインバータU相ノード122とを電気的に切断する。制御回路110は、モード6のときに、/U相スイッチング素子114を用いてインバータU相ノード122と電源ノード107とを電気的に切断する。制御回路110は、モード6のときに、W相スイッチング素子117を用いてデューティ比が1になるように電源ノード106とインバータW相ノード124とを電気的に導通させる。制御回路110は、モード6のときに、/W相スイッチング素子118を用いてインバータW相ノード124と電源ノード107とを電気的に切断する。
V相スイッチング素子115は、4素子動作のときに常に、電源ノード106とインバータV相ノード123とを電気的に切断する。/V相スイッチング素子116は、4素子動作のときに常に、インバータV相ノード123と電源ノード107とを電気的に切断する。
図9は、さらに、モータ131に印加される交流電圧の1周期に対するモード1〜モード6の位置を示している。その1周期は、たとえば、時刻T1から時刻T7までの期間である。このとき、時刻T2は、時刻T1から72°だけ後の時刻である。時刻T3は、時刻T2から36°だけ後の時刻である。時刻T4は、時刻T3から72°だけ後の時刻である。時刻T5は、時刻T4から72°だけ後の時刻である。時刻T6は、時刻T5から36°だけ後の時刻である。時刻T7は、時刻T6から72°だけ後の時刻である。
制御回路110は、時刻T1から時刻T2までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード1になるように制御する。制御回路110は、時刻T2から時刻T3までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード2になるように制御する。制御回路110は、時刻T3から時刻T4までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード3になるように制御する。制御回路110は、時刻T4から時刻T5までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード4になるように制御する。制御回路110は、時刻T5から時刻T6までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード5になるように制御する。制御回路110は、時刻T6から時刻T7までの期間に、複数のスイッチング素子113〜118の各々の導通状態がモード6になるように制御する。
デューティ比が1である導通角を108°となるようにオン、オフ制御することは、電圧利用率を上げ、モータの高速回転を可能にする。
図10は、直流バス電圧が282Vの場合に、このように複数のスイッチング素子113〜118を制御したときのインバータV相ノード123とインバータU相ノード122との電圧Vuv、インバータW相ノード124とインバータV相ノード123との電圧Vvw、および、インバータU相ノード122とインバータW相ノード124との電圧Vwuを示している。図10は、電圧Vuvと電圧Vvwと電圧Vwuと波形が不平衡であることを示している。
電圧利用率がより大きく、かつ、高調波電圧がより少ない三相インバータが望まれている。
本発明の課題は、直流電力を3相交流電力に変換するときに利用される素子の個数をより適切に切り換える三相インバータを提供することにある。
本発明の他の課題は、6素子インバータとしての動作と4素子インバータとしての動作とをより適切に切り換える三相インバータを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、電圧利用率がより大きい三相インバータを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、高調波電圧がより少ない三相インバータを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、電圧利用率がより大きく、かつ、高調波電圧がより少ない三相インバータを提供することにある。
本発明の他の課題は、6素子インバータとしての動作と4素子インバータとしての動作とをより適切に切り換える三相インバータを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、電圧利用率がより大きい三相インバータを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、高調波電圧がより少ない三相インバータを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、電圧利用率がより大きく、かつ、高調波電圧がより少ない三相インバータを提供することにある。
以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
本発明による三相インバータ(1)は、第1相正側スイッチング素子(13)と第1相負側スイッチング素子(14)と第2相正側スイッチング素子(15)と第2相負側スイッチング素子(16)と第3相正側スイッチング素子(17)と第3相負側スイッチング素子(18)と正側コンデンサ(11)と負側コンデンサ(12)とスイッチ(19)とを備えている。第1相正側スイッチング素子(13)は、正側電源ノード(6)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。第1相負側スイッチング素子(14)は、正側電源ノード(6)に対して一定の電圧が印加される負側電源ノード(7)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。第2相正側スイッチング素子(15)は、正側電源ノード(6)と第2相ノード(23)とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。第2相負側スイッチング素子(16)は、負側電源ノード(7)と第2相ノード(23)とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。第3相正側スイッチング素子(17)は、正側電源ノード(6)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。第3相負側スイッチング素子(18)は、負側電源ノード(7)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。正側コンデンサ(11)は、正側電源ノード(6)とコンデンサ中間ノード(21)との間に介設される。負側コンデンサ(12)は、負側電源ノード(6)とコンデンサ中間ノード(21)との間に介設される。スイッチ(19)は、コンデンサ中間ノード(21)または第2相ノード(23)の一方に端子ノード(25)を電気的に導通させる。第1相ノード(22)と第3相ノード(24)と端子ノード(25)とは、負荷(31)に電気的に接続される。
本発明による三相インバータ(1)は、制御回路(10)を更に備えている。制御回路(10)は、第1相正側スイッチング素子(13)と第1相負側スイッチング素子(14)と第2相正側スイッチング素子(15)と第2相負側スイッチング素子(16)と第3相正側スイッチング素子(17)と第3相負側スイッチング素子(18)とスイッチ(19)とを制御して、第1相ノード(22)と第3相ノード(24)と端子ノード(25)とを介して負荷(31)に3相交流を印加する。制御回路(10)は、さらに、端子ノード(25)がスイッチ(19)を介してコンデンサ中間ノード(21)に電気的に導通する期間に、第2相正側スイッチング素子(15)を用いて正側電源ノード(6)と第2相ノード(23)とを電気的に切断し、第2相負側スイッチング素子(16)を用いて負側電源ノード(7)と第2相ノード(23)とを電気的に切断する。
第1相スイッチング素子(13)が期間で3相交流の周期当たりに正側電源ノード(6)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させる第1期間は、周期の1/3より長い。第1相負側スイッチング素子(14)が期間で周期当たりに負側電源ノード(7)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させる第2期間は、周期の1/3より長い。第3相正側スイッチング素子(17)が期間で周期当たりに正側電源ノード(6)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させる第3期間は、周期の1/3より長い。第3相負側スイッチング素子(18)が期間で周期当たりに負側電源ノード(7)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させる第4期間は、周期の1/3より長い。
第1相正側スイッチング素子(13)が、第1期間の一部で、周期より十分に短いPWM周期当たりに正側電源ノード(6)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させる第1時間は、PWM周期より短い。第1相負側スイッチング素子(14)が、第2期間の一部で、PWM周期当たりに負側電源ノード(7)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させる第2時間は、PWM周期より短い。第3相正側スイッチング素子(17)が、第3期間の一部で、PWM周期当たりに正側電源ノード(6)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させる第3時間は、PWM周期より短い。第3相負側スイッチング素子(18)が、第4期間の一部で、PWM周期当たりに負側電源ノード(7)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させる第4時間は、PWM周期より短い。すなわち、制御回路(10)は、第1相正側スイッチング素子(13)と第1相負側スイッチング素子(14)と第3相正側スイッチング素子(17)と第3相負側スイッチング素子(18)とを用いて負荷(31)に印加される交流電圧をPWM制御している。
第1時間と第2時間と第3時間と第4時間とは、第1相ノード(22)と第3相ノード(24)との電圧が正弦波に近似し、第3相ノード(24)と端子ノード(25)との電圧が正弦波に近似し、端子ノード(25)と第1相ノード(22)との電圧が正弦波に近似するように、設定されることが好ましい。
本発明による三相インバータ(1)は、第1相正側スイッチング素子(13)と第1相負側スイッチング素子(14)と第3相正側スイッチング素子(17)と第3相負側スイッチング素子(18)と正側コンデンサ(11)と負側コンデンサ(12)と制御回路(10)とを備えている。第1相正側スイッチング素子(13)は、正側電源ノード(6)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。第1相負側スイッチング素子(14)は、正側電源ノード(6)に対して一定の電圧が印加される負側電源ノード(7)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。第3相正側スイッチング素子(17)は、正側電源ノード(6)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。第3相負側スイッチング素子(18)は負側電源ノード(7)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する、。正側コンデンサ(11)は、正側電源ノード(6)とコンデンサ中間ノード(21)との間に介設される。負側コンデンサ(12)は、負側電源ノード(6)とコンデンサ中間ノード(21)との間に介設される。制御回路(10)は、第1相正側スイッチング素子(13)と第1相負側スイッチング素子(14)と第3相正側スイッチング素子(17)と第3相負側スイッチング素子(18)とスイッチ(19)とを制御して、第1相ノード(22)と第3相ノード(24)と端子ノード(25)とを介して負荷(31)に3相交流を印加する。第1相スイッチング素子(13)が3相交流の周期当たりに正側電源ノード(6)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させる第1期間は、周期の1/3より長い。第1相負側スイッチング素子(14)が周期当たりに負側電源ノード(7)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させる第2期間は、周期の1/3より長い。第3相正側スイッチング素子(17)が周期当たりに正側電源ノード(6)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させる第3期間は、周期の1/3より長い。第3相負側スイッチング素子(18)が周期当たりに負側電源ノード(7)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させる第4期間は、周期の1/3より長い。
第1相正側スイッチング素子(13)が、第1期間の一部で、周期より十分に短いPWM周期当たりに正側電源ノード(6)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させる第1時間は、PWM周期より短い。第1相負側スイッチング素子(14)が、第2期間の一部で、PWM周期当たりに負側電源ノード(7)と第1相ノード(22)とを電気的に導通させる第2時間は、PWM周期より短い。第3相正側スイッチング素子(17)が、第3期間の一部で、PWM周期当たりに正側電源ノード(6)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させる第3時間は、PWM周期より短い。第3相負側スイッチング素子(18)が、第4期間の一部で、PWM周期当たりに負側電源ノード(7)と第3相ノード(24)とを電気的に導通させる第4時間は、PWM周期より短い。すなわち、制御回路(10)は、第1相正側スイッチング素子(13)と第1相負側スイッチング素子(14)と第3相正側スイッチング素子(17)と第3相負側スイッチング素子(18)とを用いて負荷(31)に印加される交流電圧をPWM制御している。
第1時間と第2時間と第3時間と第4時間とは、第1相ノード(22)と第3相ノード(24)との電圧が正弦波に近似し、第3相ノード(24)と端子ノード(25)との電圧が正弦波に近似し、端子ノード(25)と第1相ノード(22)との電圧が正弦波に近似するように、設定されることが好ましい。
本発明による三相インバータは、6素子インバータとしての動作と4素子インバータとしての動作とをより適切に切り換えることができる。
図面を参照して、本発明による三相インバータの実施の形態を記載する。その三相インバータ1は、図1に示されているように、直流電源2とともにブリッジ回路3が設けられている。直流電源2は、交流電源4とコンバータ5と電源ノード6と電源ノード7とを備えている。交流電源4は、交流電力をコンバータ5に供給している。コンバータ5は、電源ノード6と電源ノード7と一定の電圧を印加している。ブリッジ回路3は、複数のノードを備えている。その複数のノードは、コンデンサ中間ノード21とインバータU相ノード22とインバータV相ノード23とインバータW相ノード24と端子ノード25とから形成されている。
ブリッジ回路3は、さらに、制御回路10と2つのコンデンサ11、12と複数の素子とを備えている。その複数の素子は、U相スイッチング素子13と/U相スイッチング素子14とV相スイッチング素子15と/V相スイッチング素子16とW相スイッチング素子17と/W相スイッチング素子18とから形成され、それぞれ、トランジスタとダイオードとを逆並列接続されてなる電気部品である。コンデンサ11は、電源ノード6とコンデンサ中間ノード21との間に介設されている。コンデンサ11は、コンデンサ中間ノード21と電源ノード7との間に介設されている。U相スイッチング素子13は、電源ノード6とインバータU相ノード22との間に介設されている。/U相スイッチング素子14は、インバータU相ノード22と電源ノード7との間に介設されている。V相スイッチング素子15は、電源ノード6とインバータV相ノード23との間に介設されている。/V相スイッチング素子16は、インバータV相ノード23と電源ノード7との間に介設されている。W相スイッチング素子17は、電源ノード6とインバータW相ノード24との間に介設されている。/W相スイッチング素子18は、インバータW相ノード24と電源ノード7との間に介設されている。
U相スイッチング素子13は、制御回路10により制御されて電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。/U相スイッチング素子14は、制御回路10により制御されてインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。V相スイッチング素子15は、制御回路10により制御されて電源ノード6とインバータV相ノード23とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。/V相スイッチング素子16は、制御回路10により制御されてインバータV相ノード23と電源ノード7とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。W相スイッチング素子17は、制御回路10により制御されて電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。/W相スイッチング素子18は、制御回路10により制御されてインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に導通させ、または、電気的に切断する。
ブリッジ回路3は、さらに、スイッチ19を備えている。スイッチ19は、コンデンサ中間ノード21とインバータV相ノード23と端子ノード25とに接続されている。スイッチ19は、制御回路10により制御されてコンデンサ中間ノード21またはインバータV相ノード23の一方のノードだけに端子ノード25を電気的に導通させる。
三相インバータ1は、負荷であるモータ31に接続されている。モータ31は、U相端子32とV相端子33とW相端子34とを備えている。U相端子32は、U相ノード21に電気的に接続されている。V相端子33は、端子ノード25に電気的に接続されている。W相端子34は、W相ノード23に電気的に接続されている。
制御回路10は、モータ31に印加する交流電圧の1周期を複数の期間に分離し、その期間毎に複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態を制御して、モータ31に任意の周波数・電圧の3相交流を印加する。制御装置10は、さらに、ユーザの操作に基づいて、6素子インバータとしての6素子動作と4素子インバータとしての4素子動作とを切り換える。すなわち、制御装置10は、6素子動作のときに、スイッチ19を制御してインバータV相ノード23に端子ノード25を電気的に導通させ、4素子動作のときに、スイッチ19を制御してコンデンサ中間ノード21に端子ノード25を電気的に導通させる。このとき、コンデンサ中間ノード21とV相ノード23とは、短絡しない。このため、三相インバータ1は、6素子インバータとしての動作と4素子インバータとしての動作とをより適切に切り換えることができる。
スイッチング素子13〜18は、それぞれ、負荷に供給される3相交流の周期より十分に短いPWM周期毎に制御装置10により制御された時間だけ2つのノードを単位時間当たりに電気的に接続する。ここで、デューティ比は、スイッチング素子13〜18の各々が2つのノードを単位時間当たりに電気的に接続する割合で定義される。複数のスイッチング素子13〜18の各々のデューティ比をそれぞれ示す複数のモードは、4素子動作のときに、図2に示されているように、12個のモード1〜モード12から形成されている。
制御回路10は、モード1のときに、U相スイッチング素子13を用いて、次式:
0≦α≦1/2
により示される範囲に値をとる実数αを用いて、デューティ比がα+1/2になるように電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード1のときに、/U相スイッチング素子14を用いてインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に切断する。制御回路10は、モード1のときに、W相スイッチング素子17を用いて電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に切断する。制御回路10は、モード1のときに、/W相スイッチング素子18を用いてインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に切断する。
0≦α≦1/2
により示される範囲に値をとる実数αを用いて、デューティ比がα+1/2になるように電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード1のときに、/U相スイッチング素子14を用いてインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に切断する。制御回路10は、モード1のときに、W相スイッチング素子17を用いて電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に切断する。制御回路10は、モード1のときに、/W相スイッチング素子18を用いてインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に切断する。
制御回路10は、モード2のときに、U相スイッチング素子13を用いて、デューティ比がα/2+1/2になるように電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード2のときに、/U相スイッチング素子14を用いてインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に切断する。制御回路10は、モード2のときに、W相スイッチング素子17を用いて電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に切断する。制御回路10は、モード2のときに、/W相スイッチング素子18を用いて、デューティ比がα/2+1/2になるようにインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に導通させる。
制御回路10は、モード3のときに、U相スイッチング素子13を用いて電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に切断する。制御回路10は、モード3のときに、/U相スイッチング素子14を用いてインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に切断する。制御回路10は、モード3のときに、W相スイッチング素子17を用いて電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に切断する。制御回路10は、モード3のときに、/W相スイッチング素子18を用いて、デューティ比がα+1/2になるようにインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に導通させる。
制御回路10は、モード4のときに、U相スイッチング素子13を用いて電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に切断する。制御回路10は、モード4のときに、/U相スイッチング素子14を用いて、デューティ比がα+1/2になるようにインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード4のときに、W相スイッチング素子17を用いて電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に切断する。制御回路10は、モード4のときに、/W相スイッチング素子18を用いてインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に切断する。
制御回路10は、モード5のときに、U相スイッチング素子13を用いて電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に切断する。制御回路10は、モード5のときに、/U相スイッチング素子14を用いて、デューティ比がα/2+1/2になるようにインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード5のときに、W相スイッチング素子17を用いて、デューティ比がα/2+1/2になるように電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード5のときに、/W相スイッチング素子18を用いてインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に切断する。
制御回路10は、モード6のときに、U相スイッチング素子13を用いて電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に切断する。制御回路10は、モード6のときに、/U相スイッチング素子14を用いてインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に切断する。制御回路10は、モード6のときに、W相スイッチング素子17を用いて、デューティ比がα+1/2になるように電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード6のときに、/W相スイッチング素子18を用いてインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に切断する。
制御回路10は、モード7のときに、U相スイッチング素子13を用いて、デューティ比がα+1/2になるように電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード7のときに、/U相スイッチング素子14を用いてインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に切断する。制御回路10は、モード7のときに、W相スイッチング素子17を用いて、デューティ比がα+1/2になるように電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード7のときに、/W相スイッチング素子18を用いてインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に切断する。
制御回路10は、モード8のときに、U相スイッチング素子13を用いて、デューティ比がα+1/2になるように電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード8のときに、/U相スイッチング素子14を用いてインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に切断する。制御回路10は、モード8のときに、W相スイッチング素子17を用いて電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に切断する。制御回路10は、モード8のときに、/W相スイッチング素子18を用いて、デューティ比が1/2になるようにインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に導通させる。
制御回路10は、モード9のときに、U相スイッチング素子13を用いて、デューティ比が1/2になるように電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード9のときに、/U相スイッチング素子14を用いてインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に切断する。制御回路10は、モード9のときに、W相スイッチング素子17を用いて電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に切断する。制御回路10は、モード9のときに、/W相スイッチング素子18を用いて、デューティ比がα+1/2になるようにインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に導通させる。
制御回路10は、モード10のときに、U相スイッチング素子13を用いて電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に切断する。制御回路10は、モード10のときに、/U相スイッチング素子14を用いて、デューティ比がα+1/2になるようにインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード10のときに、W相スイッチング素子17を用いて電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に切断する。制御回路10は、モード10のときに、/W相スイッチング素子18を用いて、デューティ比がα+1/2になるようにインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に導通させる。
制御回路10は、モード11のときに、U相スイッチング素子13を用いて電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に切断する。制御回路10は、モード11のときに、/U相スイッチング素子14を用いて、デューティ比がα+1/2になるようにインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード11のときに、W相スイッチング素子17を用いて、デューティ比が1/2になるように電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード11のときに、/W相スイッチング素子18を用いてインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に切断する。
制御回路10は、モード12のときに、U相スイッチング素子13を用いて電源ノード6とインバータU相ノード22とを電気的に切断する。制御回路10は、モード12のときに、/U相スイッチング素子14を用いて、デューティ比が1/2になるようにインバータU相ノード22と電源ノード7とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード12のときに、W相スイッチング素子17を用いて、デューティ比がα+1/2になるように電源ノード6とインバータW相ノード24とを電気的に導通させる。制御回路10は、モード12のときに、/W相スイッチング素子18を用いてインバータW相ノード24と電源ノード7とを電気的に切断する。
V相スイッチング素子15は、4素子動作のときに常に、電源ノード6とインバータV相ノード23とを電気的に切断する。/V相スイッチング素子16は、4素子動作のときに常に、インバータV相ノード23と電源ノード7とを電気的に切断する。
図3は、α=1/2の場合に、モータ31に印加される交流電圧の1周期に対するモード1〜モード12の位置を示している。その1周期は、たとえば、時刻T1から時刻T7までの期間である。このとき、時刻T2は、時刻T1から60°だけ後の時刻である。時刻T3は、時刻T2から60°だけ後の時刻である。時刻T4は、時刻T3から60°だけ後の時刻である。時刻T5は、時刻T4から60°だけ後の時刻である。時刻T6は、時刻T5から60°だけ後の時刻である。時刻T7は、時刻T6から60°だけ後の時刻である。
時刻T1′は、次式:
0°≦φ≦30°
により表現される範囲に値を取る角度φを用いて、時刻T1から角度φだけ前の時刻である。時刻T1″は、時刻T1から角度φだけ後の時刻である。時刻T2′は、時刻T2から角度φだけ前の時刻である。時刻T2″は、時刻T2から角度φだけ後の時刻である。時刻T3′は、時刻T3から角度φだけ前の時刻である。時刻T3″は、時刻T3から角度φだけ後の時刻である。時刻T4′は、時刻T4から角度φだけ前の時刻である。時刻T4″は、時刻T4から角度φだけ後の時刻である。時刻T5′は、時刻T5から角度φだけ前の時刻である。時刻T5″は、時刻T5から角度φだけ後の時刻である。時刻T6′は、時刻T6から角度φだけ前の時刻である。時刻T6″は、時刻T6から角度φだけ後の時刻である。時刻T7′は、時刻T7から角度φだけ前の時刻である。時刻T7″は、時刻T7から角度φだけ後の時刻である。
0°≦φ≦30°
により表現される範囲に値を取る角度φを用いて、時刻T1から角度φだけ前の時刻である。時刻T1″は、時刻T1から角度φだけ後の時刻である。時刻T2′は、時刻T2から角度φだけ前の時刻である。時刻T2″は、時刻T2から角度φだけ後の時刻である。時刻T3′は、時刻T3から角度φだけ前の時刻である。時刻T3″は、時刻T3から角度φだけ後の時刻である。時刻T4′は、時刻T4から角度φだけ前の時刻である。時刻T4″は、時刻T4から角度φだけ後の時刻である。時刻T5′は、時刻T5から角度φだけ前の時刻である。時刻T5″は、時刻T5から角度φだけ後の時刻である。時刻T6′は、時刻T6から角度φだけ前の時刻である。時刻T6″は、時刻T6から角度φだけ後の時刻である。時刻T7′は、時刻T7から角度φだけ前の時刻である。時刻T7″は、時刻T7から角度φだけ後の時刻である。
制御回路10は、時刻T1′から時刻T1″までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード7になるように制御する。制御回路10は、時刻T1″から時刻T2′までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード1になるように制御する。制御回路10は、時刻T2′から時刻T2″までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード8になるように制御する。制御回路10は、時刻T2″から時刻T3′までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード2になるように制御する。制御回路10は、時刻T3′から時刻T3″までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード9になるように制御する。制御回路10は、時刻T3″から時刻T4′までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード3になるように制御する。制御回路10は、時刻T4′から時刻T4″までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード10になるように制御する。制御回路10は、時刻T4″から時刻T5′までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード4になるように制御する。制御回路10は、時刻T5′から時刻T5″までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード11になるように制御する。制御回路10は、時刻T5″から時刻T6′までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード5になるように制御する。制御回路10は、時刻T6′から時刻T6″までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード12になるように制御する。制御回路10は、時刻T6″から時刻T7′までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード6になるように制御する。制御回路10は、時刻T7′から時刻T7″までの期間に、複数のスイッチング素子13〜18の各々の導通状態がモード7になるように制御する。
このとき、U相スイッチング素子13は、時刻T1′から時刻T2″まで、デューティ比がα+1/2であり、時刻T2″から時刻T3′まで、デューティ比がα/2+1/2であり、時刻T3′から時刻T3″まで、デューティ比が1/2であり、時刻T3″から時刻T7′まで、デューティ比が0であり、時刻T7′から時刻T7″まで、デューティ比がα+1/2である。
/U相スイッチング素子14は、時刻T1′から時刻T4′まで、デューティ比が0であり、時刻T4′から時刻T5″まで、デューティ比がα+1/2であり、時刻T5″から時刻T6′まで、デューティ比がα/2+1/2であり、時刻T6′から時刻T6″まで、デューティ比が1/2であり、時刻T6″から時刻T7″まで、デューティ比が0である。
W相スイッチング素子17は、時刻T1′から時刻T1″まで、デューティ比がα+1/2であり、時刻T1″から時刻T5′まで、デューティ比が0であり、時刻T5′から時刻T5″まで、デューティ比が1/2であり、時刻T5″から時刻T6′まで、デューティ比がα/2+1/2であり、時刻T6′から時刻T7″まで、デューティ比がα+1/2である。
/W相スイッチング素子18は、時刻T1′から時刻T2′まで、デューティ比が0であり、時刻T2′から時刻T2″まで、デューティ比が1/2であり、時刻T2″から時刻T3′まで、デューティ比がα/2+1/2であり、時刻T3′から時刻T4″まで、デューティ比がα+1/2であり、時刻T4″から時刻T7″まで、デューティ比が0である。
図4は、直流バス電圧が282Vでα=1/2の場合に、このように複数のスイッチング素子13〜18を制御したときの端子ノード25とインバータU相ノード22との電圧Vuv、インバータW相ノード24と端子ノード25との電圧Vvw、および、インバータU相ノード22とインバータW相ノード24との電圧Vwuを示している。電圧Vuvと電圧Vvwと電圧Vwuとの電圧波形は、それぞれ、図8に示される電圧波形または図10に示される電圧波形より正弦波に近い波形を示している。このため、電圧Vuvと電圧Vvwと電圧Vwuとは、高調波が少なく、モータ31の効率を悪化させないで好ましい。特に、φ=15°の場合最も高調波が少なくなる。
1 :三相インバータ
2 :直流電源
3 :ブリッジ回路
4 :交流電源
5 :コンバータ
6 :ノード
7 :ノード
10:制御回路
11:コンデンサ
12:コンデンサ
13:U相スイッチング素子
14:/U相スイッチング素子
15:V相スイッチング素子
16:/V相スイッチング素子
17:W相スイッチング素子
18:/W相スイッチング素子
19:スイッチ
21:コンデンサ中間ノード
22:インバータU相ノード
23:インバータV相ノード
24:インバータW相ノード
25:端子ノード
31:モータ
32:U相端子
33:V相端子
34:W相端子
2 :直流電源
3 :ブリッジ回路
4 :交流電源
5 :コンバータ
6 :ノード
7 :ノード
10:制御回路
11:コンデンサ
12:コンデンサ
13:U相スイッチング素子
14:/U相スイッチング素子
15:V相スイッチング素子
16:/V相スイッチング素子
17:W相スイッチング素子
18:/W相スイッチング素子
19:スイッチ
21:コンデンサ中間ノード
22:インバータU相ノード
23:インバータV相ノード
24:インバータW相ノード
25:端子ノード
31:モータ
32:U相端子
33:V相端子
34:W相端子
Claims (8)
- 正側電源ノードと第1相ノードとを電気的に導通させ、または、電気的に切断する第1相正側スイッチング素子と、
前記正側電源ノードに対して一定の電圧が印加される負側電源ノードと第1相ノードとを電気的に導通させ、または、電気的に切断する第1相負側スイッチング素子と、
前記正側電源ノードと第2相ノードとを電気的に導通させ、または、電気的に切断する第2相正側スイッチング素子と、
前記負側電源ノードと前記第2相ノードとを電気的に導通させ、または、電気的に切断する第2相負側スイッチング素子と、
前記正側電源ノードと第3相ノードとを電気的に導通させ、または、電気的に切断する第3相正側スイッチング素子と、
前記負側電源ノードと前記第3相ノードとを電気的に導通させ、または、電気的に切断する第3相負側スイッチング素子と、
前記正側電源ノードとコンデンサ中間ノードとの間に介設される正側コンデンサと、
前記負側電源ノードと前記コンデンサ中間ノードとの間に介設される負側コンデンサと、
前記コンデンサ中間ノードまたは前記第2相ノードの一方に端子ノードを電気的に導通させるスイッチとを具備し、
前記第1相ノードと前記第3相ノードと前記端子ノードとは、負荷に電気的に接続される
三相インバータ。 - 請求項1において、
前記第1相正側スイッチング素子と前記第1相負側スイッチング素子と前記第2相正側スイッチング素子と前記第2相負側スイッチング素子と前記第3相正側スイッチング素子と前記第3相負側スイッチング素子と前記スイッチとを制御して、前記第1相ノードと前記第3相ノードと前記端子ノードとを介して前記負荷に3相交流を印加する制御回路を更に具備し、
前記制御回路は、前記端子ノードが前記スイッチを介して前記コンデンサ中間ノードに電気的に導通する期間に、前記第2相正側スイッチング素子を用いて前記正側電源ノードと前記第2相ノードとを電気的に切断し、前記第2相負側スイッチング素子を用いて前記負側電源ノードと前記第2相ノードとを電気的に切断する
三相インバータ。 - 請求項2において、
前記第1相スイッチング素子が前記期間で前記3相交流の周期当たりに前記正側電源ノードと前記第1相ノードとを電気的に導通させる第1期間は、前記周期の1/3より長く、
前記第1相負側スイッチング素子が前記期間で前記周期当たりに前記負側電源ノードと前記第1相ノードとを電気的に導通させる第2期間は、前記周期の1/3より長く、
前記第3相正側スイッチング素子が前記期間で前記周期当たりに前記正側電源ノードと前記第3相ノードとを電気的に導通させる第3期間は、前記周期の1/3より長く、
前記第3相負側スイッチング素子が前記期間で前記周期当たりに前記負側電源ノードと前記第3相ノードとを電気的に導通させる第4期間は、前記周期の1/3より長い
三相インバータ。 - 請求項3において、
前記第1相正側スイッチング素子が、前記第1期間の一部で、前記周期より十分に短いPWM周期当たりに前記正側電源ノードと前記第1相ノードとを電気的に導通させる第1時間は、前記PWM周期より短く、
前記第1相負側スイッチング素子が、前記第2期間の一部で、前記PWM周期当たりに前記負側電源ノードと前記第1相ノードとを電気的に導通させる第2時間は、前記PWM周期より短く、
前記第3相正側スイッチング素子が、前記第3期間の一部で、前記PWM周期当たりに前記正側電源ノードと前記第3相ノードとを電気的に導通させる第3時間は、前記PWM周期より短く、
前記第3相負側スイッチング素子が、前記第4期間の一部で、前記PWM周期当たりに前記負側電源ノードと前記第3相ノードとを電気的に導通させる第4時間は、前記PWM周期より短い
三相インバータ。 - 請求項4において、
前記第1時間と前記第2時間と前記第3時間と前記第4時間とは、前記第1相ノードと前記第3相ノードとの電圧が正弦波に近似し、前記第3相ノードと前記端子ノードとの電圧が正弦波に近似し、前記端子ノードと前記第1相ノードとの電圧が正弦波に近似するように、設定される
三相インバータ。 - 正側電源ノードと第1相ノードとを電気的に導通させ、または、電気的に切断する第1相正側スイッチング素子と、
前記正側電源ノードに対して一定の電圧が印加される負側電源ノードと第1相ノードとを電気的に導通させ、または、電気的に切断する第1相負側スイッチング素子と、
前記正側電源ノードと第2相ノードとを電気的に導通させ、または、電気的に切断する第2相正側スイッチング素子と、
前記負側電源ノードと前記第2相ノードとを電気的に導通させ、または、電気的に切断する第2相負側スイッチング素子と、
前記正側電源ノードとコンデンサ中間ノードとの間に介設される正側コンデンサと、
前記負側電源ノードと前記コンデンサ中間ノードとの間に介設される負側コンデンサと、
前記第1相正側スイッチング素子と前記第1相負側スイッチング素子と前記第2相正側スイッチング素子と前記第2相負側スイッチング素子と前記スイッチとを制御して、前記第1相ノードと前記第2相ノードと前記端子ノードとを介して負荷に3相交流を印加する制御回路とを具備し、
前記第1相スイッチング素子が前記3相交流の周期当たりに前記正側電源ノードと前記第1相ノードとを電気的に導通させる第1期間は、前記周期の1/3より長く、
前記第1相負側スイッチング素子が前記周期当たりに前記負側電源ノードと前記第1相ノードとを電気的に導通させる第2期間は、前記周期の1/3より長く、
前記第2相正側スイッチング素子が前記周期当たりに前記正側電源ノードと前記第2相ノードとを電気的に導通させる第3期間は、前記周期の1/3より長く、
前記第2相負側スイッチング素子が前記周期当たりに前記負側電源ノードと前記第2相ノードとを電気的に導通させる第4期間は、前記周期の1/3より長い
三相インバータ。 - 請求項6において、
前記第1相正側スイッチング素子が、前記第1期間の一部で、前記周期より十分に短いPWM周期当たりに前記正側電源ノードと前記第1相ノードとを電気的に導通させる第1時間は、前記PWM周期より短く、
前記第1相負側スイッチング素子が、前記第2期間の一部で、前記PWM周期当たりに前記負側電源ノードと前記第1相ノードとを電気的に導通させる第2時間は、前記PWM周期より短く、
前記第2相正側スイッチング素子が、前記第3期間の一部で、前記PWM周期当たりに前記正側電源ノードと前記第2相ノードとを電気的に導通させる第3時間は、前記PWM周期より短く、
前記第2相負側スイッチング素子が、前記第4期間の一部で、前記PWM周期当たりに前記負側電源ノードと前記第2相ノードとを電気的に導通させる第4時間は、前記PWM周期より短い
三相インバータ。 - 請求項7において、
前記第1時間と前記第2時間と前記第3時間と前記第4時間とは、前記第1相ノードと前記第2相ノードとの電圧が正弦波に近似し、前記第2相ノードと前記端子ノードとの電圧が正弦波に近似し、前記端子ノードと前記第1相ノードとの電圧が正弦波に近似するように、設定される
三相インバータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004048776A JP2005245073A (ja) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | 三相インバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004048776A JP2005245073A (ja) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | 三相インバータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005245073A true JP2005245073A (ja) | 2005-09-08 |
Family
ID=35026195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004048776A Withdrawn JP2005245073A (ja) | 2004-02-24 | 2004-02-24 | 三相インバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005245073A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008099415A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Daikin Ind Ltd | インバータ装置、三相電動機および空調機 |
-
2004
- 2004-02-24 JP JP2004048776A patent/JP2005245073A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008099415A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Daikin Ind Ltd | インバータ装置、三相電動機および空調機 |
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