JP3229019B2 - Ｐｗｍインバータ装置 - Google Patents
Ｐｗｍインバータ装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ駆動装置あるい
は交流電源装置などに使用される、直流電源より交流出
力を得るＰＷＭインバータ装置に関し、特に本発明は、
耳障りな騒音の発生を等価的に減少させ、人間が聞いた
場合の不快感をなくすことができるＰＷＭインバータ装
置に関するものである。
は交流電源装置などに使用される、直流電源より交流出
力を得るＰＷＭインバータ装置に関し、特に本発明は、
耳障りな騒音の発生を等価的に減少させ、人間が聞いた
場合の不快感をなくすことができるＰＷＭインバータ装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来から使用されているＰＷＭイ
ンバータの構成を示す図である。本発明は、インバータ
の主回路構成に特に依存せず、フルブリッジ、電流形、
多相インバータなど種々のインバータに適用できるもの
であり、同図には簡単にするためその一例として、周知
な単相ハーフ・ブリッジ電圧形インバータが示されてい
る。
ンバータの構成を示す図である。本発明は、インバータ
の主回路構成に特に依存せず、フルブリッジ、電流形、
多相インバータなど種々のインバータに適用できるもの
であり、同図には簡単にするためその一例として、周知
な単相ハーフ・ブリッジ電圧形インバータが示されてい
る。
【０００３】同図において、１，２は直流電源、３，４
はインバータの主回路を構成するトランジスタ、５，６
はダイオード、７は負荷、８はトランジスタ３，４の駆
動信号を発生する変調回路であり、変調回路８はトラン
ジスタ３，４を交互に開閉して、直流電源１，２の直流
出力を交流信号に変換して負荷７に供給する。図７は図
６に示すＰＷＭインバータの各部の波形を示す図であ
る。図６の変調回路８は、図７（イ）に示す信号波ｅo
と搬送波ｅs とを比較するコンパレータを持ち、搬送波
ｅs と信号波ｅo の大きさを比較して同図（ロ）に示す
ように、図６のＰＷＭインバータのトランジスタ３，４
を駆動する信号Ｑおよび信号Ｑの反転信号を出力する。
はインバータの主回路を構成するトランジスタ、５，６
はダイオード、７は負荷、８はトランジスタ３，４の駆
動信号を発生する変調回路であり、変調回路８はトラン
ジスタ３，４を交互に開閉して、直流電源１，２の直流
出力を交流信号に変換して負荷７に供給する。図７は図
６に示すＰＷＭインバータの各部の波形を示す図であ
る。図６の変調回路８は、図７（イ）に示す信号波ｅo
と搬送波ｅs とを比較するコンパレータを持ち、搬送波
ｅs と信号波ｅo の大きさを比較して同図（ロ）に示す
ように、図６のＰＷＭインバータのトランジスタ３，４
を駆動する信号Ｑおよび信号Ｑの反転信号を出力する。
【０００４】上記駆動信号Ｑおよび信号Ｑの反転信号が
ＰＷＭインバータのトランジスタ３，４に与えられ、ト
ランジスタ３，４が駆動されると、負荷７には図７
（ロ）に示す波形と同様な波形を持つ電圧ｖuvが印加さ
れ、その基本波は図７（イ）に示す信号波ｅo とほぼ同
形となる。
ＰＷＭインバータのトランジスタ３，４に与えられ、ト
ランジスタ３，４が駆動されると、負荷７には図７
（ロ）に示す波形と同様な波形を持つ電圧ｖuvが印加さ
れ、その基本波は図７（イ）に示す信号波ｅo とほぼ同
形となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図６に示すＰＷＭイン
バータのトランジスタ３，４は上記のように駆動信号Ｑ
および信号Ｑの反転信号により駆動されるが、信号Ｑの
周波数が可聴周波数領域になるとＰＷＭインバータ装
置、負荷７あるいは電力伝送線路などから騒音を発生
し、非常に耳障りとなる。
バータのトランジスタ３，４は上記のように駆動信号Ｑ
および信号Ｑの反転信号により駆動されるが、信号Ｑの
周波数が可聴周波数領域になるとＰＷＭインバータ装
置、負荷７あるいは電力伝送線路などから騒音を発生
し、非常に耳障りとなる。
【０００６】一般に、信号Ｑの周波数、すなわち、搬送
波ｅs の周波数は信号波ｅo の周波数の数倍から数十倍
に選ばれることが多く、例えば信号波ｅo の周波数を５
０Ｈｚとすると、搬送波ｅs の周波数は数百Ｈｚから数
ｋＨｚの帯域となり、可聴周波数領域となるため騒音の
原因となる。最近では、搬送波ｅs の周波数を２０ｋＨ
ｚ以上の可聴周波数領域外とする高周波スイッチングを
行い、無騒音とすることも行われているが、トランジス
タやこれに代わる各種サイリスタに高価な高速素子を使
用する必要があり、また、開閉時に発生するスイッチン
グ損失も膨大なものとなるので、大出力装置では必ずし
も実用的であるとはいい難い。
波ｅs の周波数は信号波ｅo の周波数の数倍から数十倍
に選ばれることが多く、例えば信号波ｅo の周波数を５
０Ｈｚとすると、搬送波ｅs の周波数は数百Ｈｚから数
ｋＨｚの帯域となり、可聴周波数領域となるため騒音の
原因となる。最近では、搬送波ｅs の周波数を２０ｋＨ
ｚ以上の可聴周波数領域外とする高周波スイッチングを
行い、無騒音とすることも行われているが、トランジス
タやこれに代わる各種サイリスタに高価な高速素子を使
用する必要があり、また、開閉時に発生するスイッチン
グ損失も膨大なものとなるので、大出力装置では必ずし
も実用的であるとはいい難い。
【０００７】また、従来のＰＷＭインバータの搬送波ｅ
s の周波数は非同期式では信号波ｅo の周波数にかかわ
らず一定であり、同期式では信号波ｅo の周波数に応じ
て搬送波ｅs と信号波ｅo の周波数比を数倍程度に切り
換え搬送波ｅs の周波数が大幅に変動しないようにする
のが一般的であるが、いずれにしろ、長時間に渡り搬送
波ｅs の周波数、すなわち、騒音源となる周波数がほぼ
一定となるため、非常に耳障りとなっている。
s の周波数は非同期式では信号波ｅo の周波数にかかわ
らず一定であり、同期式では信号波ｅo の周波数に応じ
て搬送波ｅs と信号波ｅo の周波数比を数倍程度に切り
換え搬送波ｅs の周波数が大幅に変動しないようにする
のが一般的であるが、いずれにしろ、長時間に渡り搬送
波ｅs の周波数、すなわち、騒音源となる周波数がほぼ
一定となるため、非常に耳障りとなっている。
【０００８】そこで、搬送波ｅs の周波数を一定ではな
くランダムに変化させ、騒音のレベルそのものは変わら
ないものの、人間が聞いた感じではあまり気にならない
ようにすることも一部で試みられている。しかしなが
ら、この方式においても、一定周波数の雑音はなくなる
ものの、いわゆる騒音は白色雑音となり、多人数のモニ
タによるテストの結果でも、充分な効果があるとはいい
難い。
くランダムに変化させ、騒音のレベルそのものは変わら
ないものの、人間が聞いた感じではあまり気にならない
ようにすることも一部で試みられている。しかしなが
ら、この方式においても、一定周波数の雑音はなくなる
ものの、いわゆる騒音は白色雑音となり、多人数のモニ
タによるテストの結果でも、充分な効果があるとはいい
難い。
【０００９】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
なされたものであって、音圧レベルで測定した騒音の大
きさは低減できなくとも、人間が聞いた場合の不快感を
少なくすることにより、等価的に低騒音化することがで
きるＰＷＭインバータ装置を提供することを目的とす
る。
なされたものであって、音圧レベルで測定した騒音の大
きさは低減できなくとも、人間が聞いた場合の不快感を
少なくすることにより、等価的に低騒音化することがで
きるＰＷＭインバータ装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。上記課題を解決するため、本発明においては、図
１に示すように、変調回路を備え、該変調回路によりス
イッチングの基準となる搬送波のパルス幅を、インバー
タの出力波形の基準となる信号波で変調して、インバー
タを構成するスイッチング素子の駆動信号を得るＰＷＭ
インバータ装置において、上記ＰＷＭインバータ装置
に、上記変調回路に搬送波信号を与える搬送波信号発生
手段を設けたものである。
ある。上記課題を解決するため、本発明においては、図
１に示すように、変調回路を備え、該変調回路によりス
イッチングの基準となる搬送波のパルス幅を、インバー
タの出力波形の基準となる信号波で変調して、インバー
タを構成するスイッチング素子の駆動信号を得るＰＷＭ
インバータ装置において、上記ＰＷＭインバータ装置
に、上記変調回路に搬送波信号を与える搬送波信号発生
手段を設けたものである。
【００１１】そして、搬送波信号発生手段を、１／ｆゆ
らぎを持つ乱数を発生する第１の乱数発生手段と、１／
ｆゆらぎを持ち所定の範囲の周波数信号を発生する第２
の乱数発生手段と、第１の乱数発生手段が出力する乱数
によりそのタイマ設定値が設定され、タイマに設定され
た時間が経過すると第２の乱数発生手段が発生する周波
数信号の値を切り換えるタイマと、上記第２の乱数発生
手段の出力と基準となる平均的な搬送周波数を加算する
加算手段から構成し、上記加算手段より段階的に周波数
が変化する搬送波信号を得て、前記変調器に与えるよう
にしたものであ。
らぎを持つ乱数を発生する第１の乱数発生手段と、１／
ｆゆらぎを持ち所定の範囲の周波数信号を発生する第２
の乱数発生手段と、第１の乱数発生手段が出力する乱数
によりそのタイマ設定値が設定され、タイマに設定され
た時間が経過すると第２の乱数発生手段が発生する周波
数信号の値を切り換えるタイマと、上記第２の乱数発生
手段の出力と基準となる平均的な搬送周波数を加算する
加算手段から構成し、上記加算手段より段階的に周波数
が変化する搬送波信号を得て、前記変調器に与えるよう
にしたものであ。
【００１２】
【作用】図２は時間ｔに対する搬送波の周波数ｆs の変
動の一例を示した図である。ここで、同図の搬送波の周
波数ｆs の波形を時間ｔの関数としてｆs(t)と表すと、
ｆs(t)のフーリェ展開したものは、次式（１）で表すこ
とができる。
動の一例を示した図である。ここで、同図の搬送波の周
波数ｆs の波形を時間ｔの関数としてｆs(t)と表すと、
ｆs(t)のフーリェ展開したものは、次式（１）で表すこ
とができる。
【００１３】
【数１】 ここで、ωはｆs(t)の基本波角周波数である。上記
（１）式において、次式（２）はｆs(t)の角周波数ｎω
の大きさの成分を表すものと考えられるから、これをパ
ワーと呼ぶとすると、各ｎに対するパワーが定義され
る。
（１）式において、次式（２）はｆs(t)の角周波数ｎω
の大きさの成分を表すものと考えられるから、これをパ
ワーと呼ぶとすると、各ｎに対するパワーが定義され
る。
【００１４】
【数２】 ａn 2 ＋ｂn 2 （２） 上記ｎに対するパワーを、両対数目盛りのグラフにプロ
ットすると、例えば、図３のようなグラフを得ることが
できる。そして、上記ｆs(t)のパワーが図３に示すよう
に、その傾斜が−１になったとすると、そのパワーは
ｎ、すなわち、ｆs(t)の周波数成分の逆数となる。これ
を１／ｆ関数と呼ぶ。
ットすると、例えば、図３のようなグラフを得ることが
できる。そして、上記ｆs(t)のパワーが図３に示すよう
に、その傾斜が−１になったとすると、そのパワーは
ｎ、すなわち、ｆs(t)の周波数成分の逆数となる。これ
を１／ｆ関数と呼ぶ。
【００１５】上記１／ｆ関数となる信号は、その周波数
の低い成分はパワー、すなわち、振幅が大きく、また、
周波数の高い成分は振幅が小さいことを表しており、こ
のような信号は「１／ｆゆらぎ」として知られている。
なお、パワーの傾斜が−１より急な場合、例えば１／ｆ
2 の場合には、周波数の変化の度合いが緩やかで急激な
変動をしないと言え、また、逆にパワーの傾斜が−１よ
りなだらかな場合には１／ｆゆらぎに比べて唐突な変化
を起こすと言える。
の低い成分はパワー、すなわち、振幅が大きく、また、
周波数の高い成分は振幅が小さいことを表しており、こ
のような信号は「１／ｆゆらぎ」として知られている。
なお、パワーの傾斜が−１より急な場合、例えば１／ｆ
2 の場合には、周波数の変化の度合いが緩やかで急激な
変動をしないと言え、また、逆にパワーの傾斜が−１よ
りなだらかな場合には１／ｆゆらぎに比べて唐突な変化
を起こすと言える。
【００１６】一般に人間にとって生理的に快感を起こさ
せるものには「１／ｆゆらぎ」を持つものが多いことが
経験的に知られており、例えば、ベートーベンやブラー
ムスの作曲した音楽の音の高さの変動のパワー・スペク
トル密度を求めると、上記「１／ｆゆらぎ」を持ってお
り、気持ちの良いねむけを生じさせる。また、電車の揺
れのパワー・スペクトル密度も「１／ｆゆらぎ」をもっ
ている。（講談社発行、武者利光著「ゆらぎの世界」参
照）従って、ＰＷＭインバータが発生する騒音について
も、このような「１／ｆゆらぎ」を持たせることによ
り、不快感を和らげることができる。
せるものには「１／ｆゆらぎ」を持つものが多いことが
経験的に知られており、例えば、ベートーベンやブラー
ムスの作曲した音楽の音の高さの変動のパワー・スペク
トル密度を求めると、上記「１／ｆゆらぎ」を持ってお
り、気持ちの良いねむけを生じさせる。また、電車の揺
れのパワー・スペクトル密度も「１／ｆゆらぎ」をもっ
ている。（講談社発行、武者利光著「ゆらぎの世界」参
照）従って、ＰＷＭインバータが発生する騒音について
も、このような「１／ｆゆらぎ」を持たせることによ
り、不快感を和らげることができる。
【００１７】本発明は、上記の考え方に基づき、ＰＷＭ
インバータ装置において、搬送波ｅs の周波数を、その
周波数もしくはその周波数の所定周波数からの変動のパ
ワー・スペクトル密度が搬送波周波数の逆関数となるよ
うに変動させることにより、ＰＷＭインバータが発生す
る騒音に「１／ｆゆらぎ」を持たせ、音圧レベルで測定
したＰＷＭインバータの騒音の大きさは低減できなくと
も、人間が聞いた場合の不快感を少なくするようにした
ものである。
インバータ装置において、搬送波ｅs の周波数を、その
周波数もしくはその周波数の所定周波数からの変動のパ
ワー・スペクトル密度が搬送波周波数の逆関数となるよ
うに変動させることにより、ＰＷＭインバータが発生す
る騒音に「１／ｆゆらぎ」を持たせ、音圧レベルで測定
したＰＷＭインバータの騒音の大きさは低減できなくと
も、人間が聞いた場合の不快感を少なくするようにした
ものである。
【００１８】ところで、図２は「１／ｆゆらぎ」を持つ
ｆs の時間的変化を示す一例として示したが、ＰＷＭイ
ンバータ装置における搬送波ｅs の波形は、一般に図７
の従来例に示したように、三角波やのこぎり波であり、
例えば、三角波やのこぎり波のピーク点から次のピーク
点までの時間の逆数を搬送波ｅs の周波数ｆs とする
と、ｆs を図２に示したように連続的に変化させること
は比較的難しく、現実には、段階的な変化とする方が実
現し易い。
ｆs の時間的変化を示す一例として示したが、ＰＷＭイ
ンバータ装置における搬送波ｅs の波形は、一般に図７
の従来例に示したように、三角波やのこぎり波であり、
例えば、三角波やのこぎり波のピーク点から次のピーク
点までの時間の逆数を搬送波ｅs の周波数ｆs とする
と、ｆs を図２に示したように連続的に変化させること
は比較的難しく、現実には、段階的な変化とする方が実
現し易い。
【００１９】そこで、本発明では、上記のような考え方
に基づき、搬送波ｅs の周波数ｆsを段階的に変化させ
ることにより、「１／ｆゆらぎ」を持つ搬送波ｅs を得
るようにしたものであり、「１／ｆゆらぎ」を持つ搬送
波ｅs を比較的容易に発生させることができる。
に基づき、搬送波ｅs の周波数ｆsを段階的に変化させ
ることにより、「１／ｆゆらぎ」を持つ搬送波ｅs を得
るようにしたものであり、「１／ｆゆらぎ」を持つ搬送
波ｅs を比較的容易に発生させることができる。
【００２０】
【実施例】図４は本発明の１実施例を示す図であり、本
実施例は基準となる平均的な搬送波の周波数ｆo と実際
の搬送波ｅs の周波数ｆs の差ｆo −ｆs に「１／ｆゆ
らぎ」を持たせた実施例を示している。すなわち、イン
バータのチョッピング周波数となる搬送波ｅs の周波数
はあまり低くなると信号波ｅo に対する出力波形の忠実
度が悪くなり、また、あまり高くなるとスイッチング素
子の速度が追いつかなくなり動作不能となったり、スイ
ッチング損失の増加をもたらすことになり、上記周波数
は上下に限界がある。
実施例は基準となる平均的な搬送波の周波数ｆo と実際
の搬送波ｅs の周波数ｆs の差ｆo −ｆs に「１／ｆゆ
らぎ」を持たせた実施例を示している。すなわち、イン
バータのチョッピング周波数となる搬送波ｅs の周波数
はあまり低くなると信号波ｅo に対する出力波形の忠実
度が悪くなり、また、あまり高くなるとスイッチング素
子の速度が追いつかなくなり動作不能となったり、スイ
ッチング損失の増加をもたらすことになり、上記周波数
は上下に限界がある。
【００２１】よって、搬送波ｅs の周波数ｆs そのもの
に「１／ｆゆらぎ」を持たせることよりも、基準となる
平均的な搬送波ｅs の周波数ｆo からの差ｆo −ｆs に
「１／ｆゆらぎ」を持たせるた方がより実用的である。
本実施例は上記観点に基づき、上記ｆo −ｆs に「１／
ｆゆらぎ」を持たせ実施例を示したものである。
に「１／ｆゆらぎ」を持たせることよりも、基準となる
平均的な搬送波ｅs の周波数ｆo からの差ｆo −ｆs に
「１／ｆゆらぎ」を持たせるた方がより実用的である。
本実施例は上記観点に基づき、上記ｆo −ｆs に「１／
ｆゆらぎ」を持たせ実施例を示したものである。
【００２２】同図において、２１は乱数発生器であり、
乱数発生器２１は乱数Ｔn を発生する。なお、乱数発生
器２１は完全にランダムな数値を発生するものではな
く、前述したように「１／ｆゆらぎ」を持つ乱数を発生
する。２２はタイマであり、乱数発生器２１が出力する
乱数Ｔn によりそのタイマ設定値が設定され、タイマに
設定された時間が経過すると乱数発生器２３の発生する
乱数の値は切り換えられる。
乱数発生器２１は乱数Ｔn を発生する。なお、乱数発生
器２１は完全にランダムな数値を発生するものではな
く、前述したように「１／ｆゆらぎ」を持つ乱数を発生
する。２２はタイマであり、乱数発生器２１が出力する
乱数Ｔn によりそのタイマ設定値が設定され、タイマに
設定された時間が経過すると乱数発生器２３の発生する
乱数の値は切り換えられる。
【００２３】２３は乱数発生器２１と同様、「１／ｆゆ
らぎ」を持つ乱数を発生する乱数発生器であり、上記し
たように、ＰＷＭインバータのスイッチング素子を駆動
するに適した所定の範囲の周波数信号±Δｆn を出力す
る。２４は加算器であり、搬送波の中心周波数ｆo と乱
数発生器２３が出力する周波数信号±Δｆn を加算して
搬送波の周波数信号ｆs を出力する。
らぎ」を持つ乱数を発生する乱数発生器であり、上記し
たように、ＰＷＭインバータのスイッチング素子を駆動
するに適した所定の範囲の周波数信号±Δｆn を出力す
る。２４は加算器であり、搬送波の中心周波数ｆo と乱
数発生器２３が出力する周波数信号±Δｆn を加算して
搬送波の周波数信号ｆs を出力する。
【００２４】２５は三角波発生器であり、三角波発生器
２５は加算器２４が発生する周波数信号ｆs に応じた周
期を持つ三角波を発生する。８は従来例において示した
変調回路であり、コンパレータ８ａから構成され、コン
パレータ８ａは三角波発生器２５が発生する周期１／ｆ
s の搬送波ｅs と信号波ｅo を比較してインバータのス
イッチング素子を駆動するＰＷＭ信号を出力する。
２５は加算器２４が発生する周波数信号ｆs に応じた周
期を持つ三角波を発生する。８は従来例において示した
変調回路であり、コンパレータ８ａから構成され、コン
パレータ８ａは三角波発生器２５が発生する周期１／ｆ
s の搬送波ｅs と信号波ｅo を比較してインバータのス
イッチング素子を駆動するＰＷＭ信号を出力する。
【００２５】図５は図４に示した実施例における搬送波
ｅs の周波数ｆs を示した図であり、同図において、横
軸は時間、縦軸は搬送波ｅs の周波数ｆs 、また、ｆo
は上記した搬送波の中心周波数、Ｔ1 ないしＴ5 は乱数
発生器２１の出力、Δｆ1 ないしΔｆ5 は乱数発生器２
３の出力を示している。次に図４，図５により、本実施
例の動作を説明する。
ｅs の周波数ｆs を示した図であり、同図において、横
軸は時間、縦軸は搬送波ｅs の周波数ｆs 、また、ｆo
は上記した搬送波の中心周波数、Ｔ1 ないしＴ5 は乱数
発生器２１の出力、Δｆ1 ないしΔｆ5 は乱数発生器２
３の出力を示している。次に図４，図５により、本実施
例の動作を説明する。
【００２６】乱数発生器２１は図５に示すように、ま
ず、乱数Ｔ1 を発生して、タイマ２２を時間Ｔ1 に設定
する。一方、乱数発生器２３は図５に示す「１／ｆゆら
ぎ」を持つ周波数Δｆ1 に対応した信号を発生して加算
器２４に与える。加算器２４は周期信号Δｆ1 と基準と
なる平均的な搬送波ｅs の周波数ｆo とを加算してｆo
＋Δｆ1 を求めて三角波発生器２５に与える。
ず、乱数Ｔ1 を発生して、タイマ２２を時間Ｔ1 に設定
する。一方、乱数発生器２３は図５に示す「１／ｆゆら
ぎ」を持つ周波数Δｆ1 に対応した信号を発生して加算
器２４に与える。加算器２４は周期信号Δｆ1 と基準と
なる平均的な搬送波ｅs の周波数ｆo とを加算してｆo
＋Δｆ1 を求めて三角波発生器２５に与える。
【００２７】三角波発生器２５は加算器２４が出力する
上記ｆo ＋Δｆ1 に対応した周期の搬送波ｅs を発生
し、変調器８のコンパレータ８ａに与える。コンパレー
タ８ａは三角波発生器２５が出力する搬送波ｅs と信号
波ｅo を比較し、信号波ｅo を周波数ｆs の搬送波ｅs
により変調しＰＷＭ信号を出力する。タイマ２２に設定
された時間Ｔ1 が経過すると、タイマ２２は乱数発生器
２３に切り換え信号を出力する。乱数発生器２３はタイ
マ２２より切り換え信号が与えられると、乱数を切り換
え、図５に示す周波数Δｆ2 に対応した信号を発生して
加算器２４に与える。その結果、三角波発生器２５はｆ
o ＋Δｆ2 に対応した周期の搬送波ｅs を発生し、変調
器８は上記と同様、信号波ｅo を周波数ｆs の搬送波ｅ
s により変調しＰＷＭ信号を出力する。
上記ｆo ＋Δｆ1 に対応した周期の搬送波ｅs を発生
し、変調器８のコンパレータ８ａに与える。コンパレー
タ８ａは三角波発生器２５が出力する搬送波ｅs と信号
波ｅo を比較し、信号波ｅo を周波数ｆs の搬送波ｅs
により変調しＰＷＭ信号を出力する。タイマ２２に設定
された時間Ｔ1 が経過すると、タイマ２２は乱数発生器
２３に切り換え信号を出力する。乱数発生器２３はタイ
マ２２より切り換え信号が与えられると、乱数を切り換
え、図５に示す周波数Δｆ2 に対応した信号を発生して
加算器２４に与える。その結果、三角波発生器２５はｆ
o ＋Δｆ2 に対応した周期の搬送波ｅs を発生し、変調
器８は上記と同様、信号波ｅo を周波数ｆs の搬送波ｅ
s により変調しＰＷＭ信号を出力する。
【００２８】一方、タイマ２２は乱数発生器２１が発生
する乱数Ｔ2 により、時間Ｔ2 に設定され、時間Ｔ2
後、再び上記と同様、乱数発生器２３に切り換え信号を
出力する。以下、同様にして、図５に示すように、乱数
発生器２１が出力するＴ1 ないしＴn 時間ごとに乱数発
生器２３が出力する周期信号±Δｆn は切り換わり、三
角波発生器２５は上記ｆo ±Δｆn に対応した周波数ｆ
s の搬送波ｅs を発生する。
する乱数Ｔ2 により、時間Ｔ2 に設定され、時間Ｔ2
後、再び上記と同様、乱数発生器２３に切り換え信号を
出力する。以下、同様にして、図５に示すように、乱数
発生器２１が出力するＴ1 ないしＴn 時間ごとに乱数発
生器２３が出力する周期信号±Δｆn は切り換わり、三
角波発生器２５は上記ｆo ±Δｆn に対応した周波数ｆ
s の搬送波ｅs を発生する。
【００２９】以上のように、ＰＷＭインバータが発生す
る騒音のもととなるチョッピング周波数を定める搬送波
ｅs の周波数変動およびその継続時間に前記した「１／
ｆゆらぎ」を持たせることにより、ＰＷＭインバータが
発生する騒音の不快感を減少させることができる。
る騒音のもととなるチョッピング周波数を定める搬送波
ｅs の周波数変動およびその継続時間に前記した「１／
ｆゆらぎ」を持たせることにより、ＰＷＭインバータが
発生する騒音の不快感を減少させることができる。
【００３０】なお、上記した乱数発生器２１が出力する
Ｔ1 ないしＴn 時間はかなり自由に選定することがで
き、例えば、上記実施例に示したように搬送波ｅs の周
期を毎サイクル変化させることもできるし、また、同一
周期の搬送波を数サイクル連続して出力することもでき
る。
Ｔ1 ないしＴn 時間はかなり自由に選定することがで
き、例えば、上記実施例に示したように搬送波ｅs の周
期を毎サイクル変化させることもできるし、また、同一
周期の搬送波を数サイクル連続して出力することもでき
る。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明においては、ＰＷＭインバータの搬送波周波数を
操作し、発生する騒音に「１／ｆゆらぎ」を持たせるよ
うにしたので、音圧レベルで測定した騒音の大きさは低
減できなくとも、人間が聞いた場合の不快感を少なくす
ることができ、高価な防音装置や回路素子を用いること
なく、等価的に低騒音化することができ、その実用上の
効果は極めて大きい。
本発明においては、ＰＷＭインバータの搬送波周波数を
操作し、発生する騒音に「１／ｆゆらぎ」を持たせるよ
うにしたので、音圧レベルで測定した騒音の大きさは低
減できなくとも、人間が聞いた場合の不快感を少なくす
ることができ、高価な防音装置や回路素子を用いること
なく、等価的に低騒音化することができ、その実用上の
効果は極めて大きい。
【図１】本発明の原理図である。
【図２】搬送波周波数の時間的変化を示す図である。
【図３】図２に示した搬送波周波数のパワー・スペクト
ル密度を示す図である。
ル密度を示す図である。
【図４】本発明の実施例を示す図である。
【図５】実施例における不連続な搬送波周波数変化を示
す図である。
す図である。
【図６】従来のＰＷＭインバータを示す図である。
【図７】従来のＰＷＭインバータ装置の各部波形を示す
図である。
図である。
１，２ 直流電源 ３，４ インバータの主回路を構
成するトランジスタ ５，６ ダイオード ７ 負荷、 ８ 変調回路 ８ａ コンパレータ １０ 搬送波信号発生手段 １１，１２，２１，２３ 乱数発生器 １３ 発振器 ２２ タイマ ２４ 加算器 ２５ 三角波発生器
成するトランジスタ ５，６ ダイオード ７ 負荷、 ８ 変調回路 ８ａ コンパレータ １０ 搬送波信号発生手段 １１，１２，２１，２３ 乱数発生器 １３ 発振器 ２２ タイマ ２４ 加算器 ２５ 三角波発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 H02P 7/63 301 H02P 7/63 302
Claims (1)
- 【請求項１】 変調回路を備え、該変調回路によりスイ
ッチングの基準となる搬送波のパルス幅を、インバータ
の出力波形の基準となる信号波で変調して、インバータ
を構成するスイッチング素子の駆動信号を得るＰＷＭイ
ンバータ装置であって、上記ＰＷＭインバータ装置は、上記変調回路に搬送波信
号を与える搬送波信号発生手段を備え、 上記搬送波信号発生手段は、 １／ｆゆらぎを持つ乱数を発生する第１の乱数発生手段
と、１／ｆゆらぎを持ち所定の範囲の周波数信号を発生
する第２の乱数発生手段と、 第１の乱数発生手段が出力する乱数によりそのタイマ設
定値が設定され、タイマに設定された時間が経過すると
第２の乱数発生手段が発生する周波数信号の値を切り換
えるタイマと、 上記第２の乱数発生手段の出力と基準となる平均的な搬
送周波数を加算する加算手段とを備え ており、上記加算手段より段階的に周波数が変化する搬送波信号
を得て、前記変調器に与える ことを特徴とするＰＷＭイ
ンバータ装置。
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|---|---|---|---|
| JP16484092A JP3229019B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Ｐｗｍインバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16484092A JP3229019B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Ｐｗｍインバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614557A JPH0614557A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3229019B2 true JP3229019B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=15800924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16484092A Expired - Fee Related JP3229019B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Ｐｗｍインバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3229019B2 (ja) |
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| JP6261889B2 (ja) * | 2013-06-24 | 2018-01-17 | 株式会社東芝 | 回転センサレス制御装置、回転センサレス制御装置の制御方法及び制御プログラム |
| JP6458761B2 (ja) | 2016-04-28 | 2019-01-30 | トヨタ自動車株式会社 | 自動車 |
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| JP7318850B2 (ja) * | 2019-11-21 | 2023-08-01 | 東洋電機製造株式会社 | 電力変換装置 |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP16484092A patent/JP3229019B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0614557A (ja) | 1994-01-21 |
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