JP2011239624A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＷＭ制御によるインバータ装置において、スイッチング素子の温度が上昇した場合に、スイッチング素子の熱損失を低減するまでの時間を短縮することを可能とする。
【解決手段】キャリア周波数を有するパルス幅変調信号によりインバータ１のスイッチング素子３を導通制御する装置において、スイッチング素子３の温度を検出する温度検出手段６と、この温度検出手段６による検出温度が第１の基準温度を越える期間が第１の所定時間以上継続したとき第１の信号を出力する温度比較回路７と、この温度比較回路７の第１の信号に応じてインバータにより駆動される電動機５のキャリア周波数安定限界値に補正するキャリア周波数制御回路９とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、ＰＷＭ制御によりインバータ主回路のスイッチング素子のオンオフ制御を行なうインバータ装置に関するものである。

従来のインバータ装置（特許文献１）は、交流電源の出力を整流回路および平滑用コンデンサにより直流出力に変換し、さらにインバータ主回路により所定周波数の交流出力に変換して出力するものである。
インバータ主回路は、例えば６個のトランジスタを三相出力に対応させて２個ずつ対にしてブリッジ接続することにより構成されたもので、これらのトランジスタは、信号発生回路から与えられたパルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号という）により、オンオフのスイッチング制御が行われる。
この場合、信号発生回路は、インバータ主回路の出力周波数および出力電圧を指示する周波数指令および電圧指令が与えられると、これに対応した正弦波の制御信号と周波数制御回路から与えられたキャリア周波数の三角波信号との大小比較して各トランジスタに対応させてオンオフを行わせるＰＷＭ信号を生成する。
これにより、各トランジスタは駆動回路を介してオンオフ制御され、上記制御信号に対応する三相の交流電流を出力し、負荷としての交流電動機を駆動する。

特開平３−１７８５６５号公報（３、４頁、図２）

ＰＷＭ制御を行うインバータ装置においては、パルス幅変調信号のキャリア周波数を高くすると、スイッチング素子のオンオフの動作回数が増加して、スイッチング素子の熱損失が増大する。このため、スイッチング素子の温度が上昇した場合は、スイッチング素子の温度が素子の許容温度を超えないようにキャリア周波数を下げる操作が行われる。
従来のインバータ装置は、キャリア周波数低下指令が与えられた場合、キャリア周波数を一定の低下量ΔFで段階的に下げていくため、キャリア周波数が低下するまで時間がかかり、スイッチング素子の熱損失が低減するまで時間が長くかかるという問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、スイッチング素子の温度が上昇した場合に、スイッチング素子の熱損失を低減するまでの時間を短縮することを可能とするインバータ装置を得ることを目的としている。

この発明に係るインバータ装置は、キャリア周波数を有するパルス幅変調信号によりスイッチング素子を導通制御して電動機を駆動するインバータ装置において、スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段による検出温度が第１の基準温度を越える期間が第１の所定時間以上継続したとき第１の信号を出力する温度比較回路と、この温度比較回路の第１の信号に応じて電動機を駆動するキャリア周波数安定限界値にキャリア周波数を補正するキャリア周波数制御回路とを備えたものである。

この発明に係るインバータ装置は、キャリア周波数を有するパルス幅変調信号によりスイッチング素子を導通制御して電動機を駆動するインバータ装置において、スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段による検出温度が第１の基準温度を越える期間が第１の所定時間以上継続したとき第１の信号を出力する温度比較回路と、この温度比較回路の第１の信号に応じて電動機を駆動するキャリア周波数安定限界値にキャリア周波数を補正するキャリア周波数制御回路とを備えたものであるため、スイッチング素子の温度上昇が発生したとき、キャリア周波数を一定の値ΔＦずつ段階的に下げる方式と比較して、キャリア周波数をキャリア周波数安定限界値まで一度で下げるため、速やかにスイッチング素子の熱損失を低減させ、スイッチング素子の長寿命化を図ることができる。

この発明の実施の形態１のインバータ装置のブロック図である。 この発明の実施の形態１のインバータ装置に係るキャリア周波数の変化を説明する図である。 この発明の実施の形態１のインバータ装置に係る第１の所定時間についてのマップ図である。 この発明の実施の形態１のインバータ装置に係る第２の所定時間についてのマップ図である。 この発明の実施の形態１のインバータ装置に係るキャリア周波数増加量についてのマップ図である。 この発明の実施の形態１のインバータ装置に係るキャリア周波数安定限界値についてのマップ図である。 この発明の実施の形態２のインバータ装置のブロック図である。 この発明の実施の形態２のインバータ装置に係るキャリア周波数の変化を説明する図である。

実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態１について図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係るインバータ装置１の構成図であり、図２はキャリア周波数の変化を説明する図、図３から図６は第１の所定時間等の各パラメータを図的に求めるマップ図である。
なお、図３から図６のマップ図は、後述する実施の形態２においても使用する。

以下、この発明の実施の形態１に係るインバータ装置１の構成を図１に基づいて説明する。なお、実施の形態１に係るインバータ装置１においては、交流電動機５の回転数は、一定の場合を想定している。
インバータ主回路２は、電源４から供給される直流電源を三相交流電源に変換して、これを交流電動機５に出力する。
インバータ主回路２は、スイッチング素子３ａ〜３ｆ（以下、スイッチング素子３という）が三相ブリッジ接続され、それぞれのスイッチング素子３には逆並列に高速ダイオードが接続されている。高速ダイオードはスイッチング素子３がＯＦＦしたときの還流電流を流す働きを行う。
スイッチング素子３には、後述する信号発生回路１０からのＰＷＭ信号が駆動回路１１を介して入力される。

温度検出手段６は、それぞれのスイッチング素子３の温度を検出素子(図示せず)により検出して、温度比較回路８およびキャリア周波数制御回路９に出力する。
電流検出手段７は、インバータ主回路２から交流電動機５に出力される三相交流の電流値を検出素子(図示せず)により検出して、温度比較回路８およびキャリア周波数制御回路９に出力する。
温度比較回路８は、温度検出手段６からのスイッチング素子３の温度検出信号および電流検出手段７からの交流電動機５に出力される三相交流の電流検出信号を受けると共に、後述する第１の信号としてのキャリア周波数降下指示および第２の信号としてのキャリア周波数上昇指示を出力するかどうかを判断するために使用する基準温度１および２を受けて、キャリア周波数制御回路９にキャリア周波数降下指示およびキャリア周波数上昇指示を出力する。
キャリア周波数制御回路９は、温度検出手段６からのスイッチング素子３の温度検出信号、電流検出手段７からの電流検出信号、温度比較回路８からキャリア周波数降下指示およびキャリア周波数上昇指示を受けるとともに、キャリア周波数初期値を受けて、動作説明で後述する交流電動機５の運転状況に応じたキャリア周波数Ｆ１を信号発生回路１０に出力する。
温度比較回路８およびキャリア周波数制御回路９では、確実にスイッチング素子３の温度の制御を行うため、温度検出手段６からのスイッチング素子３（３ａから３ｆ）の温度検出信号の最大値をスイッチング素子３の温度として使用する。

信号発生回路１０は、インバータ主回路２が出力すべき周波数（ｆ＊）および電圧（Ｖ＊）に対応した正弦波の制御信号が図示しない指令回路から入力されるとともに、キャリア周波数制御回路９からキャリア周波数Ｆ１が入力される。信号発生回路１０は、この制御信号とキャリア周波数Ｆ１の三角波信号と比較してＰＷＭ信号を生成し駆動回路１１を介して、インバータ主回路２のスイッチング素子３に出力する。
駆動回路１１は、信号発生回路１０から入力されたＰＷＭ信号の信号増幅を行う。

次に、インバータ装置１の動作について、図２から図６に基づいて説明する。
通常は、インバータ主回路２のスイッチング素子３の温度は、基準温度１および２の間にあり、キャリア周波数制御回路９では、キャリア周波数Ｆ１にキャリア周波数初期値（Ｆ０）が設定され、信号発生回路１０にはキャリア周波数初期値（Ｆ０）が出力される。

インバータ主回路２のスイッチング素子３の温度が上昇し、基準温度１を超える場合を説明する。
温度比較回路８はスイッチング素子３の温度と第１の基準温度Ｔ１を比較する。スイッチング素子３の温度が第１の基準温度Ｔ１を超えて、この状態が第１の所定時間（tim１）以上継続すると、温度比較回路８は、キャリア周波数制御回路９にキャリア周波数下降指示を出力する。
ここで、温度比較回路８は、第１の所定時間（tim１）を検出電流値と第１の所定時間（tim１）の関係を示す図３のマップを用いて求める。
キャリア周波数制御回路９は、キャリア周波数Ｆ１を予め設定されたキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）に補正し、これを信号発生回路１０に出力し、ＰＷＭ信号のキャリア周波数はキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）となる。
キャリア周波数制御回路９はキャリア周波数下降指示が継続している間、キャリア周波数Ｆ１としてキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）を出力する。

ここで、キャリア周波数安定限界値（Ｆmin）について説明する。
ＰＷＭ信号のキャリア周波数が低いとインバータ装置のスイッチング素子の熱損失が減少する利点はあるが、騒音が増加し、トルクリプルは悪くなる。したがって、交流電動機５の特性や使用環境も考慮して、キャリア周波数安定限界値（Ｆmin）が求められる。
例えばトルクリプルを悪くしない限界であるキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）を、交流電動機回転数と比例関係にあるインバータの出力周波数Ｆｏ［Ｈｚ］から次の経験式１を満足するＦmin（最小値）として求めることができる。
Ｆmin／Ｆｏ＞Ｋ （式１）
ここで、Ｋは交流電動機５の特性や使用環境も考慮して決定される定数である。
このキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）は交流電動機５の回転数との関係を示す図６のマップからも求めることができる。
実施の形態１においては、交流電動機５の回転数は一定であるため、上記で説明した方法で、キャリア周波数安定限界値（Ｆmin）は予め求められ、キャリア周波数制御回路９に設定されている。

ＰＷＭ信号のキャリア周波数Ｆ１がキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）に補正されると、インバータ主回路２のスイッチング素子３の熱損失が減少し始めるため、スイッチング素子３の温度の上昇は止まり、低下し始める。
温度比較回路８は、スイッチング素子３の温度と第２の基準温度Ｔ２を比較する。スイッチング素子３の温度が第２の基準温度Ｔ２を下回り、この状態が第２の所定時間（tim２）以上継続すると、温度比較回路８はキャリア周波数制御回路９にキャリア周波数上昇指示を出力する。またこの時、キャリア周波数下降指示はキャンセルされる。
ここで、温度比較回路８は、第２の所定時間（tim２）を、検出電流値と第２の所定時間（tim２）の関係を示す図４のマップを用いて求める。

キャリア周波数制御回路９は、キャリア周波数安定限界値（Ｆmin）にキャリア周波数増加量ΔＦ１を加算した値（Ｆmin＋ΔＦ１）にキャリア周波数Ｆ１を補正する。
以降、第２の所定時間（tim２）が経過すると、さらにキャリア周波数増加量ΔＦ１を加算した値（Ｆmin＋２ΔＦ１）にキャリア周波数Ｆ１を補正する。順次、この動作をキャリア周波数Ｆ１がキャリア周波数初期値Ｆ０を超えるまで繰り返す。
キャリア周波数上昇指示が出力された以降は、キャリア周波数制御回路９が、第２の所定時間（tim２）を検出電流値と第２の所定時間（tim２）の関係を示す図４のマップを用いて求める。
また、キャリア周波数制御回路９は、キャリア周波数増加量ΔＦ１を検出電流値とキャリア周波数増加量ΔＦ１関係を示す図５のマップを用いて求める。
キャリア周波数制御回路９は、補正されたキャリア周波数Ｆ１がキャリア周波数初期値Ｆ０を超えると、キャリア周波数Ｆ１にキャリア周波数初期値Ｆ０を設定するとともに、キャリア周波数上昇指示をキャンセルする。

図２では、温度比較回路８からキャリア周波数下降指示信号が出た後、外部の指示で交流電動機５に出力される電流値（すなわち、検出電流値）が減少しており、また、温度比較回路８からキャリア周波数上昇指示信号が出た後、外部の指示で交流電動機５に出力される電流値が上昇している。
この交流電動機５に出力される電流値（すなわち、検出電流値）に従い、第２の所定時間（tim２）およびキャリア周波数増加量ΔＦ１が変化している。
なお、図示はされていないが、第１の所定時間（tim１）も、この交流電動機５に出力される電流値（すなわち、検出電流値）の変化に伴い図３のマップに基づき変化する。

ＰＷＭ信号のキャリア周波数Ｆ１がキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）から増加（Ｆmin＋ΔＦ１）し始めると、インバータ主回路２のスイッチング素子３の熱損失が増加し始める。このため、スイッチング素子３の温度の低下は止まり、スイッチング素子３の温度は上昇し始める。

キャリア周波数制御回路９はキャリア周波数下降指示およびキャリア周波数上昇指示が入力されていない期間は、キャリア周波数Ｆ１としてキャリア周波数初期値Ｆ０を出力する。

以上の説明では、第１の所定時間（tim１）、第２の所定時間（tim２）およびキャリア周波数増加量ΔＦ１は、検出電流値との関係を表した図３から図５に示すマップを利用して求めたが、スイッチング素子３の温度との関係から図３から図５に示すマップを利用して求めることもできる。また、予め設定された値を使用することもできる。
このようなマップを利用することで、次の効果がある。
第１の所定時間（tim１）を、検出電流値またはスイッチング素子３の温度が大のとき、即ちスイッチング素子３の温度が許容温度を超える可能性が高いときは短くして、速やかにスイッチング素子３の温度を低下させることができる。
また、第２の所定時間（tim２）を、検出電流値またはスイッチング素子３の温度が大のとき、即ちスイッチング素子３の温度が許容温度を超える可能性が高いときは長くして、温度が急激に上昇しないように、スイッチング素子３の温度の増加する速度を抑えることができる。
さらに、キャリア周波数増加量ΔＦ１を、検出電流値またはスイッチング素子３の温度が大のとき、即ちスイッチング素子３の温度が許容温度を超える可能性が高いときは小さくして、温度が急激に上昇しないように、スイッチング素子３の温度の増加する速度を抑えることができる。

ここで、第１の所定時間（tim１）、第２の所定時間（tim２）およびキャリア周波数増加量ΔＦ１をマップで求める際に、交流電動機５に出力される電流値を利用する方が、スイッチング素子３の温度を利用する場合に比較して応答が早いために、より速やかにスイッチング素子３の温度を低下させることができ、スイッチング素子３の劣化を防止することができる。

温度検出手段６が出力する温度は、検出したスイッチング素子３の温度の中で最も高い温度を出力しても良い。この方が温度検出手段６から温度比較回路８およびキャリア周波数制御回路９に出力する信号数を削減でき、構成の簡素化が図れる。
実施の形態１では、温度比較回路８およびキャリア周波数制御回路９を別々の構成ブロックとしたが、温度比較回路８、キャリア周波数制御回路９をまとめて１つのブロックとしてもよい。

この実施の形態1に係るインバータ装置１は、スイッチング素子の温度上昇が発生したとき、キャリア周波数をキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）まで一度で下げるため、速やかにスイッチング素子の熱損失を低減させ、スイッチング素子の長寿命化を図ることができる効果がある。
また、キャリア周波数をキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）からキャリア周波数初期値に戻すとき、検出電流値またはスイッチング素子の温度を元にキャリア周波数増加量ΔＦ１および第２の所定量（tim２）を最適に制御することによって、再びスイッチング素子の温度が許容値を超える可能性を生じさせない効果がある。
さらに、検出電流値またはスイッチング素子の温度を元に第１の所定量（tim１）を最適に制御することによって、スイッチング素子３の温度の増加する速度を抑えることができる効果がある。

実施の形態２．
以下、本願発明の実施の形態２について図に基づいて説明する。図７はこの発明の実施の形態２に係るインバータ装置２１の構成図であり、図８はキャリア周波数の変化を説明する図である。なお、図３から図６のマップ図は実施の形態２においても使用する。

この発明の実施の形態２に係るインバータ装置２１の構成について、図７に基づいて実施の形態1との差異を中心に説明する。図において、図１と同一あるいは相当部分には同一符号を付している。
実施の形態２に係るインバータ装置２１においては、交流電動機回転数検出手段１２が追加されている。
なお、実施の形態２に係るインバータ装置２１においては、交流電動機５の回転数は、可変の場合を想定している。

交流電動機回転数検出手段１２は、交流電動機５の回転数を検出し、キャリア周波数制御回路２９に出力する。
キャリア周波数制御回路２９は、温度検出手段６からのスイッチング素子３の温度検出信号、電流検出手段７からの電流検出信号、温度比較回路８からのキャリア周波数降下指示およびキャリア周波数上昇指示、交流電動機回転数検出手段１２からの交流電動機５の回転数信号を受けるとともに、キャリア周波数初期値を受けて、動作説明で後述する交流電動機５の運転状況に応じたキャリア周波数Ｆ１を信号発生回路１０に出力する。

次に、インバータ装置２１の動作について、図８および図３から図６のマップに基づいて説明する。
通常は、インバータ主回路２のスイッチング素子３の温度は、基準温度１および２の間にあり、キャリア周波数制御回路２９では、キャリア周波数Ｆ１にキャリア周波数初期値（Ｆ０）が設定され、信号発生回路１０にはキャリア周波数初期値（Ｆ０）が出力される。

インバータ主回路２のスイッチング素子３の温度が上昇し、基準温度１を超える場合を説明する。
温度比較回路８はスイッチング素子３の温度と第１の基準温度Ｔ１を比較する。スイッチング素子３の温度が第１の基準温度Ｔ１を超えて、この状態が第１の所定時間（tim１）以上継続すると、温度比較回路８は、キャリア周波数制御回路２９にキャリア周波数下降指示を出力する。
ここで、温度比較回路８は、第１の所定時間（tim１）を検出電流値と第１の所定時間（tim１）の関係を示す図３のマップを用いて求める。

実施の形態２では、交流電動機５の回転数は、可変の場合を想定しているため、キャリア周波数制御回路２９は、先に説明した式１またはキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）と交流電動機５の回転数との関係を示す図６のマップからキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）を求める。
キャリア周波数制御回路２９は、キャリア周波数Ｆ１を交流電動機５の回転数から求めたキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）に補正し、これを信号発生回路１０に出力し、ＰＷＭ信号のキャリア周波数は安定限界値（Ｆmin）となる。
キャリア周波数制御回路２９はキャリア周波数下降指示が継続している間、キャリア周波数Ｆ１としてキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）を出力する。

ＰＷＭ信号のキャリア周波数Ｆ１がキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）に補正されると、インバータ主回路２のスイッチング素子３の熱損失が減少し始めるため、スイッチング素子３の温度の上昇は止まり、スイッチング素子３の温度は低下し始める。

実施の形態２では、交流電動機５の回転数は可変であるため、図８では、ＰＷＭ信号のキャリア周波数Ｆ１がキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）に補正され、インバータ主回路２のスイッチング素子３の熱損失が減少し、スイッチング素子３の温度が低下し始めたところで、外部からの指令で交流電動機５の回転数が変化（ここでは、回転数が低下）している。
交流電動機５の回転数の低下に伴い、交流電動機５の回転数から求められるキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）は小さくなっている。
その後、外部からの指令で交流電動機５の回転数が変化（ここでは、回転数が上昇）している。この交流電動機５の回転数の上昇に伴い、交流電動機５の回転数から求められるキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）は大きくなっている。

温度比較回路８はスイッチング素子３の温度と第２の基準温度Ｔ２を比較する。スイッチング素子３の温度が第２の基準温度Ｔ２を下回り、この状態が第２の所定時間（tim２）以上継続すると、温度比較回路８は、キャリア周波数制御回路２９にキャリア周波数上昇指示を出力する。このとき、キャリア周波数下降指示はキャンセルされる。
ここで、温度比較回路８は、第２の所定時間（tim２）を検出電流値と第２の所定時間（tim２）の関係を示す図４のマップを用いて求める。

キャリア周波数制御回路２９はキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）にキャリア周波数増加量ΔＦ１を加算した値（Ｆmin＋ΔＦ１）にキャリア周波数Ｆ１を補正する。
以降、第２の所定時間（tim２）が経過すると、さらにキャリア周波数増加量ΔＦ１を加算した値（Ｆmin＋２ΔＦ１）にキャリア周波数Ｆ１を補正する。順次、この動作をキャリア周波数Ｆ１がキャリア周波数初期値Ｆ０を超えるまで繰り返す。
キャリア周波数上昇指示が出力された以降は、キャリア周波数制御回路２９が、第２の所定時間（tim２）を検出電流値と第２の所定時間（tim２）の関係を示す図４のマップを用いて求める。
また、キャリア周波数制御回路２９は、キャリア周波数増加量ΔＦ１を検出電流値とキャリア周波数増加量ΔＦ１関係を示す図５のマップを用いて求める。
キャリア周波数制御回路２９は、補正されたキャリア周波数Ｆ１がキャリア周波数初期値Ｆ０を超えると、キャリア周波数Ｆ１にキャリア周波数初期値Ｆ０を設定するとともに、キャリア周波数上昇指示をキャンセルする。
図８では、キャリア周波数上昇指示が出てから、３回目のキャリア周波数Ｆ１の増加（＋ΔＦ１）でキャリア周波数初期値Ｆ０を越えるために、キャリア周波数Ｆ１にキャリア周波数初期値Ｆ０が設定されている。

ＰＷＭ信号のキャリア周波数Ｆ１がキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）から増加（Ｆmin＋ΔＦ１）し始めると、インバータ主回路２のスイッチング素子３の熱損失が増加し始める。このため、スイッチング素子３の温度の低下は止まり、上昇し始める。

キャリア周波数制御回路２９はキャリア周波数下降指示およびキャリア周波数上昇指示が入力されていない期間は、キャリア周波数Ｆ１としてキャリア周波数初期値Ｆ０を出力する。

キャリア周波数制御回路２９は周期的に交流電動機の回転数検出信号を読み込み、その回転数で安定に駆動できるキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）を求める。
交流電動機５の回転数が外部からの指示で変化し、キャリア周波数Ｆ１がキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）より小さくなった（Ｆ１＜Ｆmin）となった場合は、キャリア周波数制御回路２９は補正キャリア周波数Ｆ１をキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）に補正して出力する。このようにキャリア周波数制御回路２９は、キャリア周波数安定限界値（Ｆmin）を下限として、キャリア周波数を制御するため、キャリア周波数が低くなり過ぎて交流電動機５の制御が不安定になることを防止できる。
この結果、スイッチングによる熱損失の上昇を抑えられながらキャリア周波数はＦ０に復帰する。

以上の説明では、第１の所定時間（tim１）、第２の所定時間（tim２）およびキャリア周波数増加量ΔＦ１は、検出電流との関係を表した図３から図５に示すマップを利用して求めたが、実施の形態１で説明したように、スイッチング素子３の温度との関係を利用して求めることができる。また、予め設定された値を使用することもできる。
このようなマップを利用することで、実施の形態１で説明した同様の効果がある。

実施の形態２では、交流電動機５に出力される三相交流の電流値を一定として説明したが、外部からの指示で変化する場合は、実施の形態１で説明したように、検出電流値の変化に基づき、第１の所定時間（tim１）、第２の所定時間（tim２）およびキャリア周波数増加量ΔＦ１は変化する。

この実施の形態２に係るインバータ装置２１は、スイッチング素子の温度上昇が発生したとき、キャリア周波数をキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）まで一度で下げるため、速やかにスイッチング素子の熱損失を低減させ、スイッチング素子の長寿命化を図ることができる効果がある。
また、キャリア周波数をキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）からキャリア周波数初期値に戻すとき、検出電流値またはスイッチング素子３の温度を元にキャリア周波数増加量ΔＦ１および第２の所定量（tim２）を最適に制御することによって、再びスイッチング素子の温度が許容値を超える可能性を生じさせない効果がある。
また、検出電流値またはスイッチング素子３の温度を元に第１の所定量（tim１）を最適に制御することによって、スイッチング素子３の温度の増加する速度を抑えることができる。
さらに、交流電動機の回転数からキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）を周期的に求め、外部からの指令で交流電動機の回転数が変化したとき、キャリア周波数がキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）を下回る場合は、キャリア周波数をキャリア周波数安定限界値（Ｆmin）に設定することで、交流電動機の制御が不安定になることを防止できる効果がある。

１，２１ インバータ装置、２ インバータ主回路、３ａ〜３ｆ スイッチング素子、４ 電源、５ 交流電動機、６ 温度検出手段、７ 電流検出手段、８ 温度比較回路、９，２９ キャリア周波数制御回路、１０ 信号発生回路、１１ 駆動回路、
１２ 交流電動機回転数検出手段。

Claims (7)

1. キャリア周波数を有するパルス幅変調信号によりスイッチング素子を導通制御することにより直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動するインバータ装置において、
   前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段と、
   この温度検出手段による検出温度が第１の基準温度を越える期間が第１の所定時間以上継続したとき第１の信号を出力する温度比較回路と、
   この温度比較回路の前記第１の信号に応じて前記電動機を駆動するキャリア周波数安定限界値にキャリア周波数を補正するキャリア周波数制御回路とを
   備えたインバータ装置。
2. 前記温度比較回路は、検出温度が第２の基準温度を下回る期間が第２の所定時間以上継続したとき第２の信号を出力するものであり、キャリア周波数制御回路は、前記第２の信号に応じて、前記キャリア周波数を所定周波数だけ増加させる請求項１記載のインバータ装置。
3. 前記検出温度に応じて、
   前記第１の所定時間、前記第２の所定時間および前記所定周波数の少なくとも一つを変更する請求項２記載のインバータ装置。
4. 前記インバータにより駆動される電動機の電流を検出する電流検出手段をさらに備え、
   この検出電流に応じて、
   前記第１の所定時間、前記第２の所定時間および前記所定周波数の少なくとも一つを変更する請求項２記載のインバータ装置。
5. 前記インバータにより駆動される電動機の回転数を検出する回転数検出手段をさらに備え、
   検出した回転数が前記キャリア周波数制御回路に入力される請求項１ないし請求項４のいずれに記載のインバータ装置。
6. 前記キャリア周波数制御回路は、前記検出回転数から求めたキャリア周波数安定限界値を下限として減少させ、
   キャリア周波数の初期値を上限としてキャリア周波数を増加させる請求項５記載のインバータ装置。
7. 前記温度検出手段は、複数のスイッチング素子の温度の中で最も高い温度を出力する請求項１ないし請求項６のいずれに記載のインバータ装置。

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