JP2020043661A - 多巻線交流電動機駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の群のインバータ間でＰＷＭ制御用の搬送波位相をずらすことにより、出力電力の高調波成分を抑制して振動や騒音を低減させた多巻線交流電動機駆動装置を提供する。【解決手段】互いに絶縁されたｎ相（ｎ：４以上の整数）の巻線をｍ群（ｍ：２以上の整数）備えた多巻線交流電動機の駆動装置であって、直流電源側が互いに並列接続されたｎ台の単相インバータを一群としてｍ群の単相インバータの交流側を（ｍ×ｎ）個の巻線にそれぞれ接続し、信号波と搬送波とを比較するＰＷＭ制御によりスイッチング素子に対するオン／オフ信号をそれぞれ生成する多巻線交流電動機駆動装置において、前記ｍ群の中から二つを選択して第１群，第２群とし、第１群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波と、第２群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波との間で、位相差をそれぞれ９０ｄｅｇ／ｐ（ｐ：自然数）に設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、多巻線交流電動機の各巻線にこれらと同数の単相インバータからそれぞれ給電するようにした多巻線交流電動機駆動装置に関する。

互いに絶縁されたｎ相（ｎ：４以上の整数）の巻線をｍ群（ｍ：２以上の整数）備えた多巻線交流電動機駆動装置の従来技術として、例えば特許文献１，２に記載されたものが知られている。図１２は、これらの特許文献の図５に相当する多巻線交流電動機駆動装置の主回路構成図である。
この駆動装置では、直流電源Ｂに接続された（ｍ×ｎ）台の単相２レベルインバータによって（ｍ×ｎ）個の絶縁された巻線を有する１台の多巻線交流電動機Ｍを駆動しており、各インバータは、搬送波（キャリア）と信号波とを比較して半導体スイッチング素子をオン／オフするＰＷＭ制御を行っている。なお、Ｄは交流電動機Ｍの回転子位置θを検出する位置検出器である。

ここで、インバータ群の第１群ＩＮＶ１は、直流側が並列接続されて交流側が交流電動機Ｍの第１群の巻線１_１〜１_ｎにそれぞれ接続されたｎ台（ｎ相）のインバータＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_ｎからなり、同様に、第２群ＩＮＶ２は、交流側が第２群の巻線２_１〜２_ｎにそれぞれ接続されたインバータＩＮＶ２_１〜ＩＮＶ２_ｎからなり、第３群ＩＮＶ３は、交流側が第３群の巻線３_１〜３_ｎにそれぞれ接続されたインバータＩＮＶ３_１〜ＩＮＶ３_ｎからなり、第ｍ群ＩＮＶｍは、交流側が第ｍ群の巻線ｍ_１〜ｍ_ｎにそれぞれ接続されたインバータＩＮＶｍ_１〜ＩＮｍ_ｎからなる。図１２において、Ｖｏ１_１〜Ｖｏｍ_１は各インバータの単相出力電圧、ｉ_ｏ１１〜ｉ_ｏｍｎは各インバータの出力電流である。

特許文献１等には、例えば第１群ＩＮＶ１において、交流電動機Ｍのｎ相の巻線１_１〜１_ｎにそれぞれ接続されたｎ台のインバータＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_ｎをＰＷＭ制御するための搬送波の位相を各相間（各インバータ間）でずらすことにより、直流電源Ｂの電流や電圧に含まれる所定周波数（搬送波周波数またはその整数倍周波数）の振動を抑制可能であることが記載されている。しかしながら、各群ＩＮＶ１，ＩＮＶ２，……，ＩＮＶｍの間での搬送波相互の位相関係等については特に記載されておらず、その示唆もない。

図１３は、図１２に示した多巻線交流電動機駆動装置の制御回路のブロック図である。
図１３において、２００_１，２００_２，……，２００_ｍは、各群ＩＮＶ１，ＩＮＶ２，……，ＩＮＶｍを構成するｎ台のインバータの半導体スイッチング素子に対するオン／オフ信号（ＰＷＭ信号）を生成する同一構成の制御部である。

例えば、第１群用の制御部２００_１では、多巻線交流電動機Ｍにより発生したいトルクを（１／ｍ）倍したトルク指令が電流制御器５に入力される。電流制御器５は、前記トルク指令と電流検出値（ｉｏ１_１〜ｉｏ１_ｎ）及び位置検出値θから、第１群ＩＮＶ１のインバータＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_ｎに対する電圧指令１_１〜１_ｎを生成する。
基準化器６では、図１２における直流入力電圧Ｖ_ｄ１を用いて電圧指令１_１〜１_ｎを基準化することにより信号波１_１〜１_ｎを作成し、ＰＷＭ制御部１５_１〜１５_ｎ内の比較器１０にそれぞれ入力する。

また、第１群用の搬送波位相基準信号発生器８により位相基準信号を発生し、同じく第１群用の搬送波位相設定器７から各インバータ用の搬送波位相１_１〜１_ｎを発生させる。
ＰＷＭ制御部１５_１〜１５_ｎ内の搬送波発生器９は、搬送波位相１_１〜１_ｎと位相基準信号とに基づいてインバータＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_ｎ用に設定された位相の搬送波１_１〜１_ｎを作成し、比較器１０にそれぞれ入力する。これらの比較器１０では信号波１_１〜１_ｎと搬送波１_１〜１_ｎとをそれぞれ比較し、各インバータＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_ｎのスイッチング素子に与えるオン／オフ信号を生成する。
この従来技術では、搬送波位相設定器７及び搬送波位相基準信号発生器８が群ごとに設けられているが、各群の間では搬送波位相等の信号をやりとりしていないため、各群の搬送波位相は、互いに影響することなく成り行きによって決まる値になっている。

なお、特許文献１には、一つの群において各相の搬送波位相をずらすことにより直流電流や電圧の振動を抑制できるという知見と共に、搬送波位相をずらしたインバータにより給電される一つの巻線とその隣接巻線との間の干渉によって巻線電流の高調波成分が増加し、結果的に交流電動機の銅損が増加するという問題点も記載されている。

特開２００９-２６８２７７号公報（請求項３、［００３８］、図５等） 特開２０１２−２５７４５６号公報（請求項１、［００４０］、図５等）

図１２のような構成の多巻線交流電動機駆動装置において、インバータの各群を５相（ｎ＝５）とし、５台の単相２レベルインバータにより多巻線交流電動機Ｍの各群の５個の巻線にそれぞれ給電する場合について考える。
例えば、図１２の第１群ＩＮＶ１が５台のインバータＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_５からなり、これらの出力電力の合計波形を周波数解析した結果を、図１６及び図１７に示す。なお、これらの図における縦軸、横軸は同スケールである。
図１６は、５台のインバータＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_５をＰＷＭ制御する際の搬送波の位相差を図１４のように１８０ｄｅｇ／５ずつとした場合の解析結果、図１７は、搬送波の位相を図１５のように５台とも同位相とした場合の解析結果であり、位相以外の運転条件は全く同一である。

図１６，図１７によれば、最も問題になる第２調波（搬送波周波数をｆ_ｃとした場合に周波数２ｆ_ｃを有する高調波）付近の高調波成分として、図１６では（１），（２）の成分が発生し、図１７では（３）の成分が発生している。図１６と図１７とを比較すると、各インバータの搬送波に１８０ｄｅｇ／５ずつ位相差を設けてＰＷＭ制御した図１６の（１），（２）の方が、搬送波を全て同位相にした図１７の（３）よりも小さくなっているが、それでも、最も問題となる第２調波付近の高調波成分を完全になくすことはできていない。
このように、出力電力に第２調波付近の高調波成分が含まれる場合には、これと同じ周波数の直流電流等の振動が発生すると共に、交流電動機にも同じ周波数の機械的振動や騒音が発生するため、各種の振動対策や防音対策が必要であった。

本発明は、従来技術のように一つの群を構成する複数台のインバータ間における搬送波位相の調整だけでは、合計出力電力に含まれる高調波成分のうち最も問題となる成分を抑制しきれず、電流振動や機械振動、騒音が発生する点に鑑みてなされたものである。
すなわち、本発明の目的は、複数の群の間でインバータのＰＷＭ制御用の搬送波に位相差を持たせることにより、振動や騒音の抑制効果を高めた多巻線交流電動機駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、互いに絶縁されたｎ相（ｎ：４以上の整数）の巻線をｍ群（ｍ：２以上の整数）備えた多巻線交流電動機の駆動装置であって、
直流電源側が互いに並列接続されたｎ台の単相インバータを一つの群としたｍ群の単相インバータ群の交流側を（ｍ×ｎ）個の前記巻線にそれぞれ接続し、信号波と搬送波とを比較するＰＷＭ制御により前記単相インバータの半導体スイッチング素子に対するオン／オフ信号をそれぞれ生成する多巻線交流電動機駆動装置において、
前記ｍ群の中から少なくとも二つの群を選択してそれぞれを第１群，第２群とし、
前記第１群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波と前記第２群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波との位相差を、それぞれ９０ｄｅｇ／ｐ（ｐ：自然数）に設定したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、互いに絶縁されたｎ相（ｎ：４以上の整数）の巻線をｍ_１群（ｍ_１：偶数）備えた多巻線交流電動機の駆動装置であって、
直流電源側が互いに並列接続されたｎ台の単相インバータを一つの群としたｍ_１群の単相インバータ群の交流側を（ｍ_１×ｎ）個の前記巻線にそれぞれ接続し、信号波と搬送波とを比較するＰＷＭ制御により前記単相インバータの半導体スイッチング素子に対するオン／オフ信号をそれぞれ生成する多巻線交流電動機駆動装置において、
前記ｍ_１群を二つの群ずつに分割して（ｍ_１／２）個のペアを構成し、
各ペア内の一方の群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波と他方の群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波との位相差を、それぞれ９０ｄｅｇ／ｐ（ｐ：自然数）に設定したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、互いに絶縁されたｎ相（ｎ：４以上の整数）の巻線をｍ_２群（ｍ_２：４以上の整数）備えた多巻線交流電動機の駆動装置であって、
直流電源側が互いに並列接続されたｎ台の単相インバータを一つの群としたｍ_２群の単相インバータの交流側を（ｍ_２×ｎ）個の前記巻線にそれぞれ接続し、信号波と搬送波とを比較するＰＷＭ制御により前記単相インバータの半導体スイッチング素子に対するオン／オフ信号をそれぞれ生成する多巻線交流電動機駆動装置において、
前記ｍ_２群を二つの群ずつに分割して少なくとも２組以上のペアを構成すると共に、２組のペアを組み合わせたペアグループを少なくとも一つ構成し、
前記ペアグループ内で、第１のペアの一方の群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波と第２のペアの一方の群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波との位相差を、それぞれ４５ｄｅｇ／ｐ（ｐ：自然数）に設定したことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、互いに絶縁されたｎ相（ｎ：４以上の整数）の巻線をｍ_３群（ｍ_３：４の倍数）備えた多巻線交流電動機の駆動装置であって、
直流電源側が互いに並列接続されたｎ台の単相インバータを一つの群としてｍ_３群の単相インバータの交流側を（ｍ_３×ｎ）個の前記巻線にそれぞれ接続し、信号波と搬送波とを比較するＰＷＭ制御により前記単相インバータの半導体スイッチング素子に対するオン／オフ信号をそれぞれ生成する多巻線交流電動機駆動装置において、
前記ｍ_２群を二つの群ずつに分割して少なくとも２組以上のペアを構成すると共に、２組のペアを組み合わせたペアグループを（ｍ_３／４）個構成し、
前記ペアグループ内で、第１のペアの一方の群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波と第２のペアの一方の群を構成するｎ台の単相インバータの各相の搬送波との位相差を、それぞれ４５ｄｅｇ／ｐ（ｐ：自然数）に設定したことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載した多巻線交流電動機駆動装置において、各群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波の位相を順次ずらしたことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載した多巻線交流電動機駆動装置において、各群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波の位相をすべて等しくしたことを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載した多巻線交流電動機駆動装置において、前記多巻線交流電動機が、ｎ個の巻線を一群または複数群備えた複数台の多巻線交流電動機の出力軸を連結してなることを特徴とする。

本発明によれば、複数台のインバータの合成出力電力に含まれる第２調波成分等の高調波成分を抑制して電流振動や機械振動、騒音を低減することができ、防振ゴム等の振動対策や騒音対策を簡略化してこれらに要する費用を削減することができる。

本発明の第１実施形態に係る多巻線交流電動機駆動装置の制御回路を示すブロック図である。 各群のインバータの搬送波位相を示す図である。 各群のインバータの搬送波位相を示す図である。 図２に対応する合計出力電力の周波数解析結果を示す図である。 図３に対応する合計出力電力の周波数解析結果を示す図である。 各群のインバータの搬送波位相を示す図である。 各群のインバータの搬送波位相を示す図である。 各群のインバータの搬送波位相を示す図である。 各群のインバータの搬送波位相を示す図である。 各群のインバータの搬送波位相を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る多巻線交流電動機駆動装置の主回路構成図である。 従来の多巻線交流電動機駆動装置の主回路構成図である。 図１２の多巻線交流電動機駆動装置の制御回路を示すブロック図である。 各インバータの搬送波に所定の位相差を設けた場合の波形図である。 各インバータの搬送波が同一位相である場合の波形図である。 図１４に対応する合計出力電力の周波数解析結果を示す図である。 図１５に対応する合計出力電力の周波数解析結果を示す図である。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図１は、本発明の第１実施形態に係る多巻線交流電動機駆動装置の制御回路を示すブロック図である。なお、多巻線交流電動機駆動装置の主回路の構成は図１２と同様であり、直流電源Ｂに接続された（ｍ×ｎ）台の単相２レベルインバータによって（ｍ×ｎ）個の互いに絶縁された巻線を有する１台の多巻線交流電動機Ｍを駆動するように構成されている。

図１の制御回路は、図１２に示した第１群ＩＮＶ１〜第ｍ群ＩＮＶｍを構成する（ｍ×ｎ）台のインバータの半導体スイッチング素子をＰＷＭ制御によりオン／オフするためのものであり、何れも同一構成の制御部１００_１〜１００_ｍを備えている。
これらの制御部１００_１〜１００_ｍと図１３に示した制御部２００_１〜２００_ｍとの相違点を説明すると、図１３では、群ごとに搬送波位相設定器７及び搬送波位相基準信号発生器８を備えていたのに対し、図１では、全群共通の単一の搬送波位相設定器１７及び搬送波位相基準信号発生器１８を有する点であり、制御部１００_１〜１００_ｍの他の部分は制御部２００_１〜２００_ｍと同一である。

すなわち、図１において、全群共通の搬送波位相基準信号発生器１８から出力される位相基準信号がｍ個の制御部１００_１〜１００_ｍのＰＷＭ制御部１５_１〜１５_ｎ内の搬送波発生器９にそれぞれ入力され、これらの搬送波発生器９には、全群共通の搬送波位相設定器１７により設定されたｍ組の位相１_１〜１_ｎ，２_１〜２_ｎ，ｍ_１〜ｍ_ｎがそれぞれ入力されている。
いま、インバータ群が４群あって第１群ＩＮＶ１〜第４群ＩＮＶ４が何れも５台の単相２レベルインバータからなる場合（ｍ＝４，ｎ＝５）を想定し、第１群ＩＮＶ１と第２群ＩＮＶ２とによりペアを構成して各群のインバータの搬送波位相を調整することを考えてみる。

この場合、第１群ＩＮＶ１と第２群ＩＮＶ２とに与える位相基準信号は共通しているが、図２に示すように、第１群ＩＮＶ１のインバータＩＮＶ１_１に対する搬送波位相１_１を０ｄｅｇとし、インバータＩＮＶ１_２〜ＩＮＶ１_５に対する搬送波位相１_２〜１_５は搬送波位相１_１に対して順次、１８０ｄｅｇ／５の位相差を持たせる（図１４に相当）。また、第２群ＩＮＶ２のインバータＩＮＶ２_１に対する搬送波位相２_１は９０ｄｅｇとし、インバータＩＮＶ２_２〜ＩＮＶ２_５に対する搬送波位相２_２〜２_５は搬送波位相２_１に対して順次、１８０ｄｅｇ／５の位相差を持たせる。
あるいは、図３に示すように、第１群ＩＮＶ１の全てのインバータＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_５に対する搬送波位相１_１〜１_５を０ｄｅｇとし（図１５に相当）、第２群ＩＮＶ２の全てのインバータＩＮＶ２_１〜ＩＮＶ２_５に対する搬送波位相２_１〜２_５を９０ｄｅｇとする。
なお、第３群ＩＮＶ３、第４群ＩＮＶ４の各インバータ間の搬送波位相については、どのように設定してもよい。

上記のように、第１群ＩＮＶ１を構成するｎ台の単相インバータの搬送波と、第２群ＩＮＶ２を構成するｎ台の単相インバータの搬送波との間で、位相差をそれぞれ９０ｄｅｇ／ｐ（ｐ：自然数）に設定する発明が請求項１に相当するものであり、この実施例では、ｐ＝１としてある。
特に、単相２レベルインバータを用いる場合、一つの群で発生する高調波成分のうち最も問題になるのは２倍調波付近の成分であるから、通常はｐ＝１として上記の位相差を９０ｄｅｇにすれば良い。但し、電気的または機械的な共振点が、例えば４倍調波の周波数付近にある場合には、ｐ＝２として搬送波位相差を４５ｄｅｇに設定し、４倍調波付近の高調波成分を抑制することが望ましい。

この実施例においては、図２における第１群ＩＮＶ１の出力電力と第２群ＩＮＶ２の出力電力との合計波形を周波数解析した結果は図４のようになり、図３における第１群ＩＮＶ１の出力電力と第２群ＩＮＶ２の出力電力との合計波形を周波数解析した結果は図５のようになる。ここで、図４，図５の縦軸の全量は、従来技術としての図１６，図１７の縦軸の全量の２倍である。
これらの図４，図５を図１６，図１７とそれぞれ比較すると、本実施例によれば、出力電力の合計波形に含まれる直流分は２倍になっているのに対し、図１６の（１），（２）、図１７の（３）に相当する第２調波付近の高調波成分が除去されているのが判る。

なお、図３に示したように、第１群ＩＮＶ１の全てのインバータＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_５に対する搬送波位相１_１〜１_５を同位相とし、第２群ＩＮＶ２の全てのインバータＩＮＶ２_１〜ＩＮＶ２_５に対する搬送波位相２_１〜２_５を同位相とすれば、従来技術の問題点として説明したように、各巻線に給電するインバータの搬送波位相差をずらした場合の交流電動機Ｍの隣接巻線間の干渉に起因する高調波電流や銅損の増加を防ぐことができる。

また、他の実施例として、例えば「パワーエレクトロニクス回路」（平成１２年１１月３０日，オーム社発行）のｐ．１７７〜ｐ．１７９に記載されているごとく、各群のインバータとして単相３レベルインバータを用い、これらのインバータをダイポーラ変調して各群内のインバータの搬送波位相を同一にした場合、一つの群を構成する複数台のインバータの合計出力電力を周波数解析すると、２倍調波付近の成分は発生せず、４倍調波付近の成分（図１６の（４），（５）や図１７の（６））が最も問題になる。
このような場合には、ペアを構成する第１群ＩＮＶ１、第２群ＩＮＶ２の各インバータＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_５，ＩＮＶ２_１〜ＩＮＶ２_５に対して、図６に示すように、９０ｄｅｇ／ｐにおけるｐ＝２とした場合の搬送波位相差、つまり４５ｄｅｇを搬送波位相設定器１７から与えても良い。

更に、第１群ＩＮＶ１〜第４群ＩＮＶ４がそれぞれ５台の単相２レベルインバータを有し（ｍ＝４，ｎ＝５）、第１群ＩＮＶ１と第２群ＩＮＶ２、及び、第３群ＩＮＶ３と第４群ＩＮＶ４により、合計２組のペアを構成して各群のインバータの搬送波位相を調整する場合の設定例を、図７、図８に示す。
これらは、請求項２に相当する実施例であって、何れも各ペア内の二つの群の搬送波位相差をそれぞれ９０ｄｅｇに設定した例であり、図７は各群内の５台のインバータの搬送波位相差を１８０ｄｅｇ／５ずつとし、図８は各群内の５台のインバータの搬送波位相を全て等しくした場合である。

また、第１群ＩＮＶ１〜第４群ＩＮＶ４がそれぞれ５台の単相２レベルインバータを有し（ｍ＝４，ｎ＝５）、第１群ＩＮＶ１と第２群ＩＮＶ２、及び、第３群ＩＮＶ３と第４群ＩＮＶ４により合計２組のペアを構成すると共に、これらのペアをペアグループとして各群のインバータの搬送波位相を調整する場合の実施例を、図９、図１０に示す。
ここで、図９は請求項３〜５に相当する実施例であり、図１０は請求項３，４，６に相当する実施例である。
なお、各群において基準となるインバータＩＮＶ１_１，ＩＮＶ２_１，ＩＮＶ３_１，ＩＮＶ４_１の搬送波位相は０ｄｅｇ，９０ｄｅｇ，４５ｄｅｇ，１３５ｄｅｇというように全て異なり、図９は各群内の５台のインバータの搬送波位相差を１８０ｄｅｇ／５ずつに設定した場合、図１０は各群内の５台のインバータの搬送波位相を全て等しくした場合である。

上記のように、群の数ｍが偶数の場合には、例えば各インバータに単相２レベルインバータを適用した際、二つの群をペアとして、各群の間のインバータの搬送波位相差をそれぞれ９０ｄｅｇとし、最も問題となる第２調波付近の高調波成分を低減する。そして、そのようなペアを（ｍ／２）組設ければ、全てのペアを組み合わせることにより最も問題となる第２調波付近の高調波成分を装置全体として低減することができる。

また、群の数ｍを４以上の整数として各インバータに単相２レベルインバータを適用した場合には、第２調波付近の高調波成分だけでなく、ペアグループ内のインバータの合計出力電力において次に問題となる第４調波付近の高調波成分も抑制することができ、その分だけ直流電流の振動や交流電動機の振動、騒音を低減することができる。
更に、群の数ｍを４の倍数とし、全ての群を何れかのペアグループに帰属させることにより、装置全体の合計出力電力に含まれる第２調波付近及び第４高調波付近の高調波成分を抑制することができる。

次に、図１１は、本発明の第２実施形態に係る多巻線交流電動機駆動装置の主回路を示すブロック図であり、請求項７に係る発明に相当する。
この第２実施形態は、インバータ群を第１群ＩＮＶ１〜第４群ＩＮＶ４により構成すると共に、第１群の巻線及び第２群の巻線を有する多巻線交流電動機Ｍａと第３群の巻線及び第４群の巻線を有する多巻線交流電動機Ｍｂとの出力軸を連結し、交流電動機Ｍａの各巻線に第１群ＩＮＶ１及び第２群ＩＮＶ２からそれぞれ給電し、交流電動機Ｍｂの各巻線に第３群ＩＮＶ３及び第４群ＩＮＶ４からそれぞれ給電するようにしたものである。なお、図１２と同様にＤは位置検出器である。
この多巻線交流電動機駆動装置に対しては、例えば図９や図１０に示した実施例のように各群のインバータに対して搬送波位相を設定して運転すれば良い。

なお、本発明は、上記のように複数台の多巻線交流電動機を駆動する場合だけでなく、各群に対して個別の直流電源からそれぞれ給電する場合のように、複数台の直流電源を備えた駆動装置にも適用することができる。

Ｂ：直流電源
Ｍ，Ｍａ，Ｍｂ：多巻線交流電動機
Ｄ：位置検出器
ＩＮＶ１：第１群
ＩＮＶ２：第２群
ＩＮＶ３：第３群
ＩＮＶ４：第４群
ＩＮＶｍ：第ｍ群
ＩＮＶ１_１〜ＩＮＶ１_ｎ，ＩＮＶ２_１〜ＩＮＶ２_ｎ，ＩＮＶ３_１〜ＩＮＶ３_ｎ，ＩＮＶ４_１〜ＩＮＶ４_ｎ，ＩＮＶｍ_１〜ＩＮＶｍ_ｎ：単相２レベルインバータ
５：電流制御器
６：基準化器
７，１７：搬送波位相設定器
８，１８：搬送波位相基準信号発生器
９：搬送波発生器
１０：比較器
１５_１〜１５_ｎ：ＰＷＭ制御部
１００_１〜１００_ｍ：制御部

Claims (7)

1. 互いに絶縁されたｎ相（ｎ：４以上の整数）の巻線をｍ群（ｍ：２以上の整数）備えた多巻線交流電動機の駆動装置であって、
   直流電源側が互いに並列接続されたｎ台の単相インバータを一つの群としたｍ群の単相インバータ群の交流側を（ｍ×ｎ）個の前記巻線にそれぞれ接続し、信号波と搬送波とを比較するＰＷＭ制御により前記単相インバータの半導体スイッチング素子に対するオン／オフ信号をそれぞれ生成する多巻線交流電動機駆動装置において、
   前記ｍ群の中から少なくとも二つの群を選択してそれぞれを第１群，第２群とし、
   前記第１群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波と前記第２群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波との位相差を、それぞれ９０ｄｅｇ／ｐ（ｐ：自然数）に設定したことを特徴とする多巻線交流電動機駆動装置。
2. 互いに絶縁されたｎ相（ｎ：４以上の整数）の巻線をｍ_１群（ｍ_１：偶数）備えた多巻線交流電動機の駆動装置であって、
   直流電源側が互いに並列接続されたｎ台の単相インバータを一つの群としたｍ_１群の単相インバータ群の交流側を（ｍ_１×ｎ）個の前記巻線にそれぞれ接続し、信号波と搬送波とを比較するＰＷＭ制御により前記単相インバータの半導体スイッチング素子に対するオン／オフ信号をそれぞれ生成する多巻線交流電動機駆動装置において、
   前記ｍ_１群を二つの群ずつに分割して（ｍ_１／２）個のペアを構成し、
   各ペア内の一方の群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波と他方の群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波との位相差を、それぞれ９０ｄｅｇ／ｐ（ｐ：自然数）に設定したことを特徴とする多巻線交流電動機駆動装置。
3. 互いに絶縁されたｎ相（ｎ：４以上の整数）の巻線をｍ_２群（ｍ_２：４以上の整数）備えた多巻線交流電動機の駆動装置であって、
   直流電源側が互いに並列接続されたｎ台の単相インバータを一つの群としたｍ_２群の単相インバータの交流側を（ｍ_２×ｎ）個の前記巻線にそれぞれ接続し、信号波と搬送波とを比較するＰＷＭ制御により前記単相インバータの半導体スイッチング素子に対するオン／オフ信号をそれぞれ生成する多巻線交流電動機駆動装置において、
   前記ｍ_２群を二つの群ずつに分割して少なくとも２組以上のペアを構成すると共に、２組のペアを組み合わせたペアグループを少なくとも一つ構成し、
   前記ペアグループ内で、第１のペアの一方の群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波と第２のペアの一方の群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波との位相差を、それぞれ４５ｄｅｇ／ｐ（ｐ：自然数）に設定したことを特徴とする多巻線交流電動機駆動装置。
4. 互いに絶縁されたｎ相（ｎ：４以上の整数）の巻線をｍ_３群（ｍ_３：４の倍数）備えた多巻線交流電動機の駆動装置であって、
   直流電源側が互いに並列接続されたｎ台の単相インバータを一つの群としてｍ_３群の単相インバータの交流側を（ｍ_３×ｎ）個の前記巻線にそれぞれ接続し、信号波と搬送波とを比較するＰＷＭ制御により前記単相インバータの半導体スイッチング素子に対するオン／オフ信号をそれぞれ生成する多巻線交流電動機駆動装置において、
   前記ｍ_２群を二つの群ずつに分割して少なくとも２組以上のペアを構成すると共に、２組のペアを組み合わせたペアグループを（ｍ_３／４）個構成し、
   前記ペアグループ内で、第１のペアの一方の群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波と第２のペアの一方の群を構成するｎ台の単相インバータの各相の搬送波との位相差を、それぞれ４５ｄｅｇ／ｐ（ｐ：自然数）に設定したことを特徴とする多巻線交流電動機駆動装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載した多巻線交流電動機駆動装置において、
   各群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波の位相を順次ずらしたことを特徴とする多巻線交流電動機駆動装置。
6. 請求項１〜４の何れか１項に記載した多巻線交流電動機駆動装置において、
   各群を構成するｎ台の単相インバータの搬送波の位相をすべて等しくしたことを特徴とする多巻線交流電動機駆動装置。
7. 請求項１〜５の何れか１項に記載した多巻線交流電動機駆動装置において、
   前記多巻線交流電動機が、ｎ個の巻線を一群または複数群備えた複数台の多巻線交流電動機の出力軸を連結してなることを特徴とする多巻線交流電動機駆動装置。

Images