JP2022132748A - モータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のモータに電力を供給する複数のインバータの中にスイッチング周波数が異なるインバータが存在する場合であっても、リプル電流の影響を抑える。【解決手段】モータ制御装置は、複数のモータそれぞれに対して、PWM制御により電力を供給する複数のインバータと、前記複数のインバータに電力を供給する直流電源と、前記直流電源と並列に接続されたコンデンサと、を備え、前記複数のインバータは、スイッチング周波数に基づいた複数のグループの何れかに分類されており、前記複数のグループのそれぞれにおいて、該グループに属する全てのインバータに対応する前記キャリア信号は、該グループに割り当てられた基準周波数に基づいて決定された三角波信号であり、且つ、周波数および位相のうち少なくとも一方が他の三角波信号と重複しない三角波信号が少なくとも1つ以上存在する。【選択図】図5
Description
本発明は、モータ制御装置に関する。
従来、サーボ給電システムにおいて、1つのモータに対して当該モータの回転数に合わせた電力が1つのAC電源(交流電源)から供給されることが、複数のモータそれぞれに対して行われていた。このように、複数のモータに電力が供給されることによって、1つの機器が動作するということが実現されていた。しかし、このような構成では、配線の数が多く、モータと電源を接続するための配線構造が複雑になるという課題があった。さらには、このような構成では、配線が太くなること、ノイズが発生しやすいこと、および熱が生じやすいことなどの多くの課題が発生していた。
そこで、特許文献1では、1つのAC電源の電力をDC(直流)に変換して、複数のモータを制御する複数のインバータ部に対して、この1つの電力を分配して供給することが行われている。これによれば、給電における低ノイズ化や、配線を細くすることが実現できる。さらに、特許文献1では、PWM制御の基本波形となる各三角波信号(三角波)に基づいてPWM制御を行う複数のインバータを用いる場合に、各インバータ部の各三角波信号の位相を全て異ならせている。これによれば、電源に対して並列に接続されたコンデンサに流れるリプル電流がコンデンサに悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
ここで、特許文献1では、全てのインバータ部においてスイッチング素子のスイッチング周波数が同一であれば、スイッチング周波数と時期を決定するキャリア信号の三角波信号の位相が全て異なることによってリプル電流を抑制できるため、効果的にリプル電流の影響を抑えることができる。しかし、複数のインバータ部の中にスイッチング周波数が大きく異なるインバータ部が存在すると、全ての三角波信号の位相を異ならせても、十分にリプル電流を抑制できず、効果的にリプル電流の影響を抑えることができない。
そこで、本発明は、複数のモータに電力を供給する複数のインバータの中にスイッチング周波数が大きく異なるインバータが存在する場合であっても、リプル電流の影響を抑える技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用する。
すなわち、本発明の一側面に係る複数のモータの動作を制御するモータ制御装置は、それぞれがスイッチング素子を有しており、かつ、前記複数のモータそれぞれに対して、PWM制御の基本波形を示すキャリア信号に基づくPWM制御により電力を供給する複数のインバータと、前記複数のインバータに電力を供給する直流電源と、前記直流電源と並列に接続されたコンデンサと、を備え、前記複数のインバータは、それぞれのスイッチング周波数に基づく基準周波数であって、PWM制御のためのキャリア信号に関連する基準周波数が割り当てられ、前記複数のインバータは、割り当てられた前記基準周波数に基づい
た複数のグループの何れかに分類されており、前記複数のグループのそれぞれにおいて、該グループに属する全てのインバータに対応する前記キャリア信号は、該グループに割り当てられた基準周波数に基づいて決定された三角波信号であり、且つ、該全てのインバータに対応する前記キャリア信号のうち少なくとも1つは他のキャリア信号とは周波数および位相のうち少なくとも一方が重複しない、モータ制御装置である。
た複数のグループの何れかに分類されており、前記複数のグループのそれぞれにおいて、該グループに属する全てのインバータに対応する前記キャリア信号は、該グループに割り当てられた基準周波数に基づいて決定された三角波信号であり、且つ、該全てのインバータに対応する前記キャリア信号のうち少なくとも1つは他のキャリア信号とは周波数および位相のうち少なくとも一方が重複しない、モータ制御装置である。
上記構成によれば、基準周波数に基づくグループにおいて、各グループ内でキャリア信号(三角波信号)の周波数または位相が重複しないため、各グループ内でスイッチング素子のオン/オフのタイミングをずらすことができる。このため、コンデンサにおいて生じるリプル電流のピークを抑制できるため、モータ制御装置におけるリプル電流の影響を抑えることができる。
上記モータ制御装置において、前記複数のインバータのそれぞれの前記キャリア信号は、該インバータが属する所定グループの前記基準周波数に基づいた周波数であって、該所定グループに属する全てのインバータにおいて重複しないように設定された周波数を有する三角波信号であってもよい。このように、1つのグループにおいて周波数が重複しないことによれば、位相が重複しない場合と異なり、キャリア信号の周波数変化を制御することで、キャリア信号間の同期をさせることができる。
上記モータ制御装置において、前記複数のグループにおける各グループ内での前記キャリア信号の周波数の変動幅は、該グループと該グループから基準周波数が最も近接するグループとの2つのグループ間の基準周波数の差より小さく、該2つのグループにおける低い側のグループの前記キャリア信号の最高周波数は、高い側のグループの前記キャリア信号の最低周波数より低くてもよい。これによれば、隣接する2つのグループで、キャリア信号の周波数が重複しないようにできる。よって、グループ間で、スイッチング素子のオン/オフの周波数が重複することがない。このため、コンデンサにおいて生じるリプル電流のピークを抑制できるため、モータ制御装置におけるリプル電流の影響を抑えることができる。
上記モータ制御装置において、前記複数のインバータのそれぞれの前記キャリア信号と、該インバータが属するグループに属する他のインバータの前記キャリア信号とは、複数の周波数からなる所定の組合せの中から互いに異なる順序で周波数が切り替わってもよい。これによれば、所定の組合せの周波数の数の期間ごとに、グループ内でキャリア信号の同期ができ、同期の時点以外ではキャリア信号のピークの時点が重ならないようにすることができる。これによれば、グループ内のキャリア信号の同期を実現しつつも、コンデンサにおいて生じるリプル電流のピークを抑制できる。
上記モータ制御装置において、前記所定の組合せが有する全ての周波数は、前記所定の組合せに対応するグループ内での前記キャリア信号の周波数の変動幅を、該グループに属するインバータ数から1を引いた数で割った所定値ずつずれていてもよい。これによれば、グループ内でキャリア信号の周波数を大きく異ならせることができるので、モータ制御装置におけるリプル電流の影響をより抑えることができる。
上記モータ制御装置において、前記複数のインバータそれぞれの基準周波数は、該インバータが属する所定グループにおける他の全てのインバータと同一の基準周波数であってもよい。
上記モータ制御装置において、前記複数のインバータのそれぞれの前記キャリア信号は、該インバータが属する所定グループの前記基準周波数に基づいた周波数であって、該所定グループに属する全てのインバータにおいて位相が重複しないように設定された三角波
信号であってもよい。
信号であってもよい。
上記モータ制御装置において、前記所定グループに属する全てのインバータの前記キャリア信号は、前記所定グループに属するインバータ数で180度を割った分ずつ位相がずれていてもよい。これによれば、グループ内でキャリア信号の位相を大きく異ならせることができるので、モータ制御装置におけるリプル電流の影響をより抑えることができる。より具体的には、スイッチングリプルにおける2次高調波を互いに打ち消しあうことができるので、モータ制御装置におけるリプル電流の影響をより抑えることができる。
本発明は、上記手段の少なくとも一部を有する装置として捉えてもよいし、制御装置や制御システム、モータシステム、モータ装置として捉えてもよい。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む制御方法、設定方法、として捉えてもよい。また、本発明は、かかる方法を実現するためのプログラムやそのプログラムを非一時的に記録した記録媒体として捉えることもできる。なお、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組合せて本発明を構成することができる。
本発明によれば、複数のモータに電力を供給する複数のインバータの中にスイッチング周波数が大きく異なるインバータが存在する場合であっても、リプル電流の影響を抑えることができる。
以下、本発明を実施するための実施形態について図面を用いて記載する。
<適用例>
以下では、図1および図2に示すような、複数のモータ42に動力(交流電力)を与えるモータ制御装置1について説明する。モータ制御装置1では、複数のインバータ41のスイッチング素子100のオン/オフが切り替えられることによって、インバータ41のPWM制御(複数のモータ42への出力電圧の制御)が行われる。ここで、インバータ41のPWM制御の基本波形は、三角波生成回路43が生成する三角波信号(三角波)によって決定される。そこで、以下では、モータ制御装置1は、スイッチング素子100のスイッチング周波数(基準周波数)に基づくグループに複数のインバータ41を分類し、同じグループのインバータ41では、三角波信号の位相または三角波信号の周波数(周波数変化)を異ならせる。つまり、複数のインバータ41のそれぞれは、当該インバータ41の属するグループの他のインバータ41が用いる三角波信号とは、位相または周波数が異なる三角波信号に基づきPWM制御をする。これによって、同一グループのインバータ41間においてスイッチング素子100のオン/オフのタイミングがずれるため、電源20と並列に接続されたコンデンサ25におけるリプル電流のピークを抑制することができる。
以下では、図1および図2に示すような、複数のモータ42に動力(交流電力)を与えるモータ制御装置1について説明する。モータ制御装置1では、複数のインバータ41のスイッチング素子100のオン/オフが切り替えられることによって、インバータ41のPWM制御(複数のモータ42への出力電圧の制御)が行われる。ここで、インバータ41のPWM制御の基本波形は、三角波生成回路43が生成する三角波信号(三角波)によって決定される。そこで、以下では、モータ制御装置1は、スイッチング素子100のスイッチング周波数(基準周波数)に基づくグループに複数のインバータ41を分類し、同じグループのインバータ41では、三角波信号の位相または三角波信号の周波数(周波数変化)を異ならせる。つまり、複数のインバータ41のそれぞれは、当該インバータ41の属するグループの他のインバータ41が用いる三角波信号とは、位相または周波数が異なる三角波信号に基づきPWM制御をする。これによって、同一グループのインバータ41間においてスイッチング素子100のオン/オフのタイミングがずれるため、電源20と並列に接続されたコンデンサ25におけるリプル電流のピークを抑制することができる。
<実施形態1>
[モータ制御装置の構成]
図1および図2の構成図を参照して、本実施形態に係る複数のモータ42(モータ421~427)を制御するモータ制御装置1の構成を説明する。モータ制御装置1は、電源20、コンデンサ25、コンデンサ401~407、インバータ411~417、三角波生成回路43(図2参照)を有する。なお、図1および図2では、インバータ41とコンデンサ40とモータ42を7つずつ配置しているが、任意の数ずつ配置してもよい。また、モータ制御装置1と複数のモータ42とを有するものを、モータシステムとして捉えてもよい。
[モータ制御装置の構成]
図1および図2の構成図を参照して、本実施形態に係る複数のモータ42(モータ421~427)を制御するモータ制御装置1の構成を説明する。モータ制御装置1は、電源20、コンデンサ25、コンデンサ401~407、インバータ411~417、三角波生成回路43(図2参照)を有する。なお、図1および図2では、インバータ41とコンデンサ40とモータ42を7つずつ配置しているが、任意の数ずつ配置してもよい。また、モータ制御装置1と複数のモータ42とを有するものを、モータシステムとして捉えてもよい。
電源20は、直流電力(直流電流)をインバータ411~417に提供する。電源20は、系統(交流電源)と、系統からの電力を直流化するコンバータ(換言すれば、直流電源)を備える。
コンデンサ25は、電源20と並列に接続される。コンデンサ25は、電源20と組み合わさって、互いに並列に接続された複数のインバータ411~417に直流電力を供給する。コンデンサ25の存在により、複数のインバータ411~417に供給される電圧がほぼ一定に保たれるため、複数のインバータ411~417に供給される電圧の急激な(一時的な)変化(過電圧/低電圧)を抑制できる。なお、コンデンサ25では、複数の
インバータ411~417の動作の変化に伴い、リプル電流と呼ばれる電流が発生する。リプル電流が大きい場合には、コンデンサ25で大きな熱上昇が発生してしまうため、コンデンサ25およびモータ制御装置1の寿命に悪影響を及ぼす。このため、本実施形態では、このリプル電流のピークを抑制することを実現する。
インバータ411~417の動作の変化に伴い、リプル電流と呼ばれる電流が発生する。リプル電流が大きい場合には、コンデンサ25で大きな熱上昇が発生してしまうため、コンデンサ25およびモータ制御装置1の寿命に悪影響を及ぼす。このため、本実施形態では、このリプル電流のピークを抑制することを実現する。
コンデンサ401~407は、それぞれ直流電力の脈動分を抑える平滑コンデンサであり、直流電力を蓄積することもできる。
インバータ41X(X=1~7のそれぞれ)は、入力された電力からモータ42Xが用いる周波数の交流の電力を生成することにより、モータ42Xを制御する。インバータ411~417は、電源20およびコンデンサ25に対して互いに並列に接続されている。インバータ41Xは、図2に示すように、6つのスイッチング素子100Xと、制御回路101Xとを有する。
スイッチング素子100Xは、制御回路101XからのPWM制御信号に基づき、オンまたはオフの状態に変化する。このことで、インバータ41Xからモータ42Xに供給する交流電力を制御する、いわゆるPWM(Pulse Width Modulation)制御が行われる。ここで、スイッチング素子100Xがオン/オフに切り替えられるべき周波数(スイッチング周波数)は、インバータ41Xの機種によって予め設定されておる(定まっている)。より詳細には、モータ42Xの容量が大きいほど、スイッチング周波数は低い。
制御回路101Xは、三角波生成回路43から出力された三角波信号と、動作制御部(不図示)から入力されるモータ42Xの三相電圧の指令値を比較して、スイッチング素子100Xのオンとオフを制御するPWM制御信号を生成する。制御回路101Xは、生成したPWM制御信号を6つのスイッチング素子100Xに出力する。
三角波生成回路43は、各インバータ41のPWM制御の基本波形となる三角波信号を生成する。ここで、三角波信号は、情報を送信するために使用する基本波であるキャリア信号(搬送波)である。そして、三角波生成回路43は、三角波信号をインバータ411~417(制御回路1011~1017)に出力する。なお、本実施形態では、インバータ411~417を基準周波数ごとにグループ化して、三角波生成回路43がグループご
とに三角波信号を制御することによって、コンデンサ25において発生するリプル電流を抑制する。具体的には、インバータ411~417に対して、それぞれのスイッチング周波数に基づき、基準周波数を割り当てる。つまり、スイッチング周波数が近い(スイッチング周波数が同一カテゴリである)インバータ41に対して、同一の基準周波数を割り当てる。そして、その基準周波数ごとに、インバータ411~417をグループ化する。ここでは、三角波生成回路43は、グループごとに、当該グループに割り当てられた基準周波数に基づき三角波信号を制御する。なお、或るグループに割り当てられた基準周波数は、そのグループのインバータ41のスイッチング周波数と同じであってもよいし、基準周波数とスイッチング周波数とは異なっていてもよい。
とに三角波信号を制御することによって、コンデンサ25において発生するリプル電流を抑制する。具体的には、インバータ411~417に対して、それぞれのスイッチング周波数に基づき、基準周波数を割り当てる。つまり、スイッチング周波数が近い(スイッチング周波数が同一カテゴリである)インバータ41に対して、同一の基準周波数を割り当てる。そして、その基準周波数ごとに、インバータ411~417をグループ化する。ここでは、三角波生成回路43は、グループごとに、当該グループに割り当てられた基準周波数に基づき三角波信号を制御する。なお、或るグループに割り当てられた基準周波数は、そのグループのインバータ41のスイッチング周波数と同じであってもよいし、基準周波数とスイッチング周波数とは異なっていてもよい。
例えば、図3Aおよび図3Bに示すように、インバータの機種A~Cの基準周波数がfaであり、機種Dの基準周波数がfbであり、機種Eの基準周波数がfcであるとする。そして、インバータ411が機種Aであり、インバータ412が機種Bであり、インバータ413が機種Cであり、インバータ414,415が機種Dであり、インバータ416,417が機種Eであるとする。すると、基準周波数がfaであるインバータ411~413がグループ1に分類され、基準周波数がfbであるインバータ414,415がグループ2に分類され、基準周波数がfcであるインバータ416,417がグループ3に分類される。なお、この分類は、三角波生成回路43に予め設定されているものとする。
(周波数を用いた三角波信号の制御)
まず、三角波生成回路43が、周波数によって三角波信号を制御することで、リプル電流を制御する方法を説明する。三角波生成回路43は、基準周波数のグループごとに、当該グループに属するインバータ41間において三角波信号の周波数変化(周波数)を異ならせる。例えば、グループ1について、三角波生成回路43は、グループ1に属するインバータ41の数である3つの周波数の組合せを決定する。この場合、三角波生成回路43は、例えば、グループ1に対応する基準周波数であるfaを中心として、可変周波数frの幅(変動幅)の範囲であるfa-fr/2~fa+fr/2の周波数範囲の周波数から、周波数の組合せを決定する。具体的には、三角波生成回路43は、fa,fa-fr/2,fa+fr/2の周波数を有する組合せを決定する。この組合せの周波数では、例えば、グループに属するインバータ数3から1を引いた(減算した)数である2で可変周波数frを割った値ずつずれている。しかし、これに限らず、組合せの各周波数は、fa-fr/2~fa+fr/2の周波数範囲内の値であれば、任意の値であってよい。ここで、例えば、基準周波数faは8kHzであり、可変周波数frは200Hzである。そして、三角波生成回路43は、インバータ411~413に対する三角波信号において、この組合せに含まれる周波数が異なる順序で切り替わるような、三角波信号を生成する。なお、組合せが有する周波数の数は、グループに属するインバータ41の数である必要はなく、グループに属するインバータ41の数より多い任意の数であってもよい。
まず、三角波生成回路43が、周波数によって三角波信号を制御することで、リプル電流を制御する方法を説明する。三角波生成回路43は、基準周波数のグループごとに、当該グループに属するインバータ41間において三角波信号の周波数変化(周波数)を異ならせる。例えば、グループ1について、三角波生成回路43は、グループ1に属するインバータ41の数である3つの周波数の組合せを決定する。この場合、三角波生成回路43は、例えば、グループ1に対応する基準周波数であるfaを中心として、可変周波数frの幅(変動幅)の範囲であるfa-fr/2~fa+fr/2の周波数範囲の周波数から、周波数の組合せを決定する。具体的には、三角波生成回路43は、fa,fa-fr/2,fa+fr/2の周波数を有する組合せを決定する。この組合せの周波数では、例えば、グループに属するインバータ数3から1を引いた(減算した)数である2で可変周波数frを割った値ずつずれている。しかし、これに限らず、組合せの各周波数は、fa-fr/2~fa+fr/2の周波数範囲内の値であれば、任意の値であってよい。ここで、例えば、基準周波数faは8kHzであり、可変周波数frは200Hzである。そして、三角波生成回路43は、インバータ411~413に対する三角波信号において、この組合せに含まれる周波数が異なる順序で切り替わるような、三角波信号を生成する。なお、組合せが有する周波数の数は、グループに属するインバータ41の数である必要はなく、グループに属するインバータ41の数より多い任意の数であってもよい。
例えば、図4に示すように、三角波生成回路43は、インバータ411に出力する三角波信号として、周波数fa-fr/2,fa,fa+fr/2の順で切り替わるような三角波信号を生成する。三角波生成回路43は、インバータ412に出力する三角波信号として、周波数fa,fa+fr/2,fa-fr/2の順で切り替わるような三角波信号を生成する。三角波生成回路43は、インバータ413に出力する三角波信号として、周波数fa+fr/2,fa-fr/2,faの順で切り替わるような三角波信号を生成する。
このように三角波信号が生成されれば、周波数の組合せが有する周波数の数(グループ1のインバータ41の数である3つ)分の周期の期間ごとに、同一のグループ1の三角波信号は互いに同期できる。また、この同期の時点以外では、3つの三角波信号のピークの時点が重ならない。このため、同期時点以外では、インバータ411~413において異
なるタイミングでスイッチング素子100がオン/オフに変化するため、コンデンサ25で発生するリプル電流のピーク(最大値)を抑制することが可能になる。
なるタイミングでスイッチング素子100がオン/オフに変化するため、コンデンサ25で発生するリプル電流のピーク(最大値)を抑制することが可能になる。
なお、他のグループ2,3についても、図3Aに示すように、三角波生成回路43は、周波数の組合せを決定して、グループ内で異なる順序で周波数が変化するように三角波信号を生成する。なお、三角波生成回路43は、基準周波数の異なるグループの間では、周波数の組合せを決定する際の範囲である周波数範囲が互いに重複しないように、可変周波数frを決定してもよい。つまり、各グループ内での三角波信号の周波数の変動幅は、該グループと該グループから基準周波数が最も近接するグループとの2つのグループ間の基準周波数の差より小さくてもよい。そして、この場合、この2つのグループにおける低い側のグループの三角波信号の最高周波数は、高い側のグループの三角波信号の最低周波数より低いとよい。
発明者が実施した実験では、基準周波数(スイッチング周波数)fa=8kHz、可変周波数fr=200Hzであり、上記のインバータ411~413のみを稼働させて本実施形態のように三角波信号を制御した場合に、このように周波数変化を制御しない場合と比べて、最もスイッチングリプルの振幅が大きくなる周波数帯の当該振幅のピークを約15%減少できた。このように、本実施形態のように、三角波信号を制御することによれば、モータ制御装置1におけるリプル電流のピークを抑制できる。
(位相を用いた三角波信号の制御)
次に、三角波生成回路43が、位相によって三角波信号を制御することで、リプル電流を制御する方法を説明する。三角波生成回路43は、図3Bに示すように、基準周波数のグループごとに、当該グループに属するインバータ41間において三角波信号の位相を異ならせる。例えば、グループ1について、三角波生成回路43は、図5に示すように、同一の周波数(基準周波数が示す周波数)にしつつ、インバータ411~413の三角波信号の位相を、隣接する位相同士で60度ずつ異ならせる。このとき、異ならせる位相は、例えば、同一のグループのインバータ41の数nで180度を除算したものである。しかし、180度に限らず、360度などの任意の角度であってもよい。
次に、三角波生成回路43が、位相によって三角波信号を制御することで、リプル電流を制御する方法を説明する。三角波生成回路43は、図3Bに示すように、基準周波数のグループごとに、当該グループに属するインバータ41間において三角波信号の位相を異ならせる。例えば、グループ1について、三角波生成回路43は、図5に示すように、同一の周波数(基準周波数が示す周波数)にしつつ、インバータ411~413の三角波信号の位相を、隣接する位相同士で60度ずつ異ならせる。このとき、異ならせる位相は、例えば、同一のグループのインバータ41の数nで180度を除算したものである。しかし、180度に限らず、360度などの任意の角度であってもよい。
具体的には、三角波生成回路43は、図5に示すように、インバータ411の三角波信号を基準として、インバータ411の三角波信号からインバータ412の三角波信号の位相を60度ずらし、インバータ411の三角波信号からインバータ412の三角波信号の位相を120度ずらす。
なお、本実施形態では、グループごとに位相を制御するため、上述した特許文献1とは異なり、全ての三角波信号において位相が異なるわけではない。具体的には、各グループにおいて位相が0度の三角波信号が必ず存在している。
発明者が実施した実験では、基準周波数fa=8kHz、可変周波数fr=200Hzであり、上記のインバータ411~413を稼働させて本実施形態のように三角波信号の位相を制御した場合には、このように位相を制御しない場合と比べて、最もスイッチングリプルの振幅が大きくなる周波数帯の当該振幅のピークを約95%減少できた。これによって、モータ制御装置1におけるリプル電流による悪影響を抑制できる。
なお、上述では、基準周波数の1つのグループに出力される全ての三角波信号において、周波数変化または位相を異ならせる例を説明した。しかし、基準周波数の1つのグループに出力される全ての三角波信号においてではなく、基準周波数の1つのグループに出力される全ての三角波信号のうち少なくとも1以上の三角波信号において、他の三角波信号とは周波数変化または位相を異ならせてもよい。
また、基準周波数の1つのグループに出力される全ての三角波信号において、周波数変化と位相との両方を異ならせてもよい。例えば、グループ1において、互いに位相が異なりつつ、複数の周波数の組合せから互いに異なる順序で周波数が変化するような三角波信号が生成されてもよい。
さらに、三角波生成回路43ではなく、インバータ411~417のそれぞれが、三角波信号に対して周波数変化または位相を異ならせる処理を行ってもよい。この場合には、三角波生成回路43は、同一のグループの複数のインバータ41に対して同一の三角波信号を出力してよい。そして、例えば、制御回路1011が、三角波生成回路43から取得した三角波信号に基づき、同一グループのスイッチング素子1002およびスイッチング素子1003のPWM制御に用いる三角波信号とは周波数の変化が異なるように、スイッチング素子1001のPWM制御に用いる三角波信号を生成(変換)してもよい。
また、上記では、インバータ411~417を基準周波数ごとにグループ化したが、このグループ化の後に、さらに、同一の基準周波数の複数のインバータ41を複数のグループに分類してもよい。これによっても、各グループにおいて三角波信号の周波数または位相を重複しないようにできるので、リプル電流のピークを抑制できる。
なお、実施形態に記載された事項のみによって特許請求の範囲の記載の解釈が限定されるものではない。特許請求の範囲の記載の解釈には、出願時の技術常識を考慮した、発明の課題が解決できることを当業者が認識できるように記載された範囲も含む。
(付記)
複数のモータ(42)の動作を制御するモータ制御装置(1)であって、
それぞれがスイッチング素子(100)を有しており、かつ、前記複数のモータ(42)それぞれに対して、キャリア信号に基づくPWM制御により電力を供給する複数のインバータ(41)と、
前記複数のインバータ(41)に電力を供給する直流電源(20)と、
前記直流電源(20)と並列に接続されたコンデンサ(25)と、
を備え、
前記複数のインバータ(41)は、それぞれのスイッチング周波数に基づく基準周波数であって、キャリア信号に関連する基準周波数が割り当てられ、
前記複数のインバータ(41)は、割り当てられた前記基準周波数に基づいた複数のグループの何れかに分類されており、
前記複数のグループのそれぞれにおいて、該グループに属する全てのインバータ(41)に対応する前記キャリア信号は、該グループに割り当てられた基準周波数に基づいて決定された三角波信号であり、且つ、該全てのインバータ(41)に対応する前記キャリア信号のうち少なくとも1つは他のキャリア信号とは周波数および位相のうち少なくとも一方が他のキャリア信号と重複しない、
モータ制御装置(1)。
複数のモータ(42)の動作を制御するモータ制御装置(1)であって、
それぞれがスイッチング素子(100)を有しており、かつ、前記複数のモータ(42)それぞれに対して、キャリア信号に基づくPWM制御により電力を供給する複数のインバータ(41)と、
前記複数のインバータ(41)に電力を供給する直流電源(20)と、
前記直流電源(20)と並列に接続されたコンデンサ(25)と、
を備え、
前記複数のインバータ(41)は、それぞれのスイッチング周波数に基づく基準周波数であって、キャリア信号に関連する基準周波数が割り当てられ、
前記複数のインバータ(41)は、割り当てられた前記基準周波数に基づいた複数のグループの何れかに分類されており、
前記複数のグループのそれぞれにおいて、該グループに属する全てのインバータ(41)に対応する前記キャリア信号は、該グループに割り当てられた基準周波数に基づいて決定された三角波信号であり、且つ、該全てのインバータ(41)に対応する前記キャリア信号のうち少なくとも1つは他のキャリア信号とは周波数および位相のうち少なくとも一方が他のキャリア信号と重複しない、
モータ制御装置(1)。
1:モータ制御装置、20:電源、25:コンデンサ、40:コンデンサ、
41:インバータ、42、モータ、43:三角波生成回路、
100:スイッチング素子、101:制御回路
41:インバータ、42、モータ、43:三角波生成回路、
100:スイッチング素子、101:制御回路
Claims (8)
- 複数のモータの動作を制御するモータ制御装置であって、
それぞれがスイッチング素子を有しており、かつ、前記複数のモータそれぞれに対して、キャリア信号に基づくPWM制御により電力を供給する複数のインバータと、
前記複数のインバータに電力を供給する直流電源と、
前記直流電源と並列に接続されたコンデンサと、
を備え、
前記複数のインバータは、それぞれのスイッチング周波数に基づく基準周波数であって、PWM制御のためのキャリア信号に関連する基準周波数が割り当てられ、
前記複数のインバータは、割り当てられた前記基準周波数に基づいた複数のグループの何れかに分類されており、
前記複数のグループのそれぞれにおいて、該グループに属する全てのインバータに対応する前記キャリア信号は、該グループに割り当てられた基準周波数に基づいて決定された三角波信号であり、且つ、該全てのインバータに対応する前記キャリア信号のうち少なくとも1つは他のキャリア信号とは周波数および位相のうち少なくとも一方が重複しない、
モータ制御装置。 - 前記複数のインバータのそれぞれの前記キャリア信号は、該インバータが属する所定グループの前記基準周波数に基づいた周波数であって、該所定グループに属する全てのインバータにおいて重複しないように設定された周波数を有する三角波信号である、
請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記複数のグループにおける各グループ内での前記キャリア信号の周波数の変動幅は、該グループと該グループから基準周波数が最も近接するグループとの2つのグループ間の基準周波数の差より小さく、
該2つのグループにおける低い側のグループの前記キャリア信号の最高周波数は、高い側のグループの前記キャリア信号の最低周波数より低い、
請求項1または2に記載のモータ制御装置。 - 前記複数のインバータのそれぞれの前記キャリア信号と、該インバータが属するグループに属する他のインバータの前記キャリア信号とは、複数の周波数からなる所定の組合せの中から互いに異なる順序で周波数が切り替わる、
請求項1から3のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 - 前記所定の組合せが有する全ての周波数は、前記所定の組合せに対応するグループ内での前記キャリア信号の周波数の変動幅を、該グループに属するインバータ数から1を引いた数で割った所定値ずつずれている、
請求項4に記載のモータ制御装置。 - 前記複数のインバータそれぞれの基準周波数は、該インバータが属する所定グループにおける他の全てのインバータと同一の基準周波数である、
請求項1から5のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 - 前記複数のインバータのそれぞれの前記キャリア信号は、該インバータが属する所定グループの前記基準周波数に基づいた周波数であって、該所定グループに属する全てのインバータにおいて位相が重複しないように設定された三角波信号である、
請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記所定グループに属する全てのインバータの前記キャリア信号は、前記所定グループ
に属するインバータ数で180度を割った分ずつ位相がずれている、
請求項7に記載のモータ制御装置。
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