JP5104083B2 - 電力変換装置および電力変換方法 - Google Patents

Description

本発明は、直流電源の出力をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調することにより、交流電力へと変換し、この交流電力を負荷に対して供給する電力変換装置および電力変換方法に関する。

直流電力を３相交流電力に変換する電力変換装置は、スイッチング素子が直列に接続されたアームが基本単位となっており、上側のスイッチング素子と下側のスイッチング素子とが交互にオン／オフされる。

従来の電力変換装置では、上側のスイッチング素子と下側のスイッチング素子とが同時にオンして短絡することを防止するために、オン／オフの切替の際に、上側と下側のスイッチング素子が同時にオフとなる短絡防止時間（デッドタイムとも呼ばれる）が設けられている。

このデッドタイムの存在に起因し、制御装置より出力される電圧指令値と実際に出力される電圧との間に誤差（以下、誤差電圧をいう）が発生し、出力電圧に歪みが生じることがあるため、電圧指令値に対して一定値の補償電圧を加算することで、誤差電圧を補償する技術が知られている（下記特許文献１参照）。
特開２００２−９５２６２号公報

しかしながら、従来の電力変換装置は、電圧指令値に対して、一定値の補償電圧を加算することで誤差電圧を補償しているが、搬送波周波数が変化する電力変換装置に適用した場合には、誤差電圧の補償が十分に行われず、負荷へと供給される電流にリプルが現れてしまい、負荷の出力が変動してしまうという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、搬送波の周波数を変化させた場合に、誤差電圧に起因する出力変動を抑制することを目的とする。

本発明は、搬送波の周波数の変化に応じて指令値を補償するようにした。

本発明によれば、搬送波の周波数の変化に応じて、指令値を補償するようにしたため、誤差電圧に起因する出力変動を抑制することができる。

以下に、本発明の第１乃至第５の実施形態に係る電力変換装置について、図１乃至図２３を参照して説明する。

（第１の実施形態）
まず本発明の第１の実施形態となる電力変換装置を図１〜１０を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態となる電力変換装置の構成を説明する図である。

電力変換装置は、直流電力を充放電可能なバッテリ（直流電源）１と、バッテリ１が蓄えている直流電力を交流電力に変換し、モータ６へと出力するインバータ２と、インバータ２からモータ６へと出力される交流電力の出力電流Ｉを電流検出値として検出する電流検出部３と、この電流検出部３により検出された電流検出値と電流指令発生装置５より出力される電流指令値とに基づいてインバータ２を制御する制御装置４とから構成されている。

なお図１に示す電力変換装置では制御装置４と電流指令発生装置５とを別の構成として図示しているが、一つのコントローラに搭載されているものであっても良く、図１では説明のために、便宜的に異なる構成として分けている。

インバータ２は、図２に示すように、バッテリ１より直流電圧Ｖ＋、Ｖ−が供給される。インバータ２は、６個のトランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−、Ｔｖ＋、Ｔｖ−、Ｔｗ＋、Ｔｗ−と６個のダイオードの並列回路から構成されている。トランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−、Ｔｖ＋、Ｔｖ−、Ｔｗ＋、Ｔｗ−はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体素子により構成されている。

電流検出部３は、インバータ２のｕ相、ｖ相、ｗ相の各相の出力電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを電流検出値として検出する３つの電流センサ３ａ、３ｂ、３ｃからなり、検出された電流検出値を制御装置４へと出力している。なお以下で各相の電流センサ３ａ、３ｂ、３ｃを区別する必要がない場合には、単に電流検出部３と表記したうえで、説明を行う。

制御装置４は、図３に示すように、電流指令発生装置５から出力される電流指令値と電流検出部３から出力される電流検出値とに基づいて、電圧指令を発生する電圧指令発生部４１と、搬送波信号を生成する搬送波信号生成部４２と、後述するデッドタイム補償補正電圧ΔＶを出力するデッドタイム補償部４４と、デッドタイム補償補正電圧ΔＶと電圧指令とを加算した指令値信号を出力する加算器４６と、この指令値信号と搬送波信号とを比較（ＰＷＭ比較）し、インバータ２のトランジスタをオン・オフさせる制御信号を生成する制御信号生成部４３と、搬送波信号の周波数（搬送波周波数）ｆｃを変化させる搬送波周波数変化部４５とから構成される。

搬送波信号生成部４２は、搬送波周波数変化部４５より出力される搬送波周波数ｆｃに基づいて、搬送波信号を周波数変調し、搬送波信号を生成する。

制御信号生成部４３は、加算器４６から出力される指令値信号と搬送波信号の大小関係を、コンパレータを用いて、比較することでパルス状の制御信号を生成し、インバータ２へと出力する。

デッドタイム補償部４４は、図４に示すように、一定の電圧であるデッドタイム補償電圧ΔＶ１を発生するデッドタイム補償電圧発生部４４１と、搬送波周波数変化部４５の搬送波周波数ｆｃに同期して、搬送波補正電圧ΔＶ２を発生する搬送波補正電圧発生部４４２と、デッドタイム補償電圧ΔＶ１と搬送波補正電圧ΔＶ２とを加算して、デッドタイム補償補正電圧ΔＶを加算器４６に出力する加算部４４３とから構成される。

ここで、制御装置４にデッドタイム補償部４４を設ける理由を図５〜７を参照して以下に説明する。図５は、図２に示すインバータ２を簡略化した図である。上述したように、バッテリ１は、直流電圧Ｖ＋、Ｖ−をインバータ２に供給している。また、トランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−のゲート端子には、制御信号生成部４３（図３参照）により生成された制御信号が入力されている。

この制御信号は、制御信号生成部４３において、指令値信号と搬送波信号とを比較（ＰＷＭ比較）し、比較した信号の大小関係から生成されたオン・オフのパルス信号である。この制御信号に基づいて、トランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−をオン・オフ動作させることにより、インバータ２からモータ６に電力を供給している。

図６は、図５に示すトランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−のゲート端子に入力される制御信号のタイムチャートである。図６（ａ）は、動作遅れがないと仮定した場合の理想的なトランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−のゲート端子に入力される制御信号のタイムチャートを示している。しかし、図６（ａ）に示すようなオン・オフ動作を行った場合、実際に用いられているトランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−には動作遅れがあるため、正側と負側とのオン・オフ切り替え時に、トランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−が同時にオンする状態が生じる可能性がある。

この場合、電源が短絡したことになりトランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−を破壊する虞がある。この短絡状態を防止するため、図６（ｂ）に示すようにトランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−がオンするタイミングを、図６（ａ）に示すタイミングよりも、数μｓｅｃ程度遅らせることで、トランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−が同時にオンすることを防止している。この数μｓｅｃ程度の時間遅れを、短絡防止時間であるデッドタイムＴｄとして設定している。

このデッドタイムＴｄの期間中、トランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−は両方オフとなっているため、インバータ２の出力電圧は無制御状態となり、この期間は出力電流Ｉの向きのみによって決定される電圧が出力されてしまうため、このデッドタイムＴｄ期間におけるインバータ２の出力電圧は、誤差電圧として作用する。この誤差電圧が生じないように予め誤差電圧分を考慮した指令値とするためにデッドタイム補償部４４にデッドタイム補償電圧発生部４４１が設けられている。

図７は搬送波周波数ｆｃを一定とした場合の出力電圧とデッドタイム補償電圧ΔＶ１を説明する図である。図７では、搬送波周波数ｆｃが一定の場合において、上記デッドタイムＴｄの期間を設けたうえで、デッドタイム補償を行った場合と、デッドタイムＴｄの期間を設けたうえで、デッドタイム補償を行わなかった場合との搬送波信号一周期分の出力電圧とデッドタイム補償電圧ΔＶ１とを表している。

図７（ａ）において、Ａは指令値を表し、Ｂはデッドタイム補償を行わなかった場合の出力電圧を表し、Ｃはデッドタイム補償を行った場合の出力電圧を表している。図７（ｂ）はデッドタイム補償を行った場合のデッドタイム補償電圧ΔＶ１を表している。なお、デッドタイム補償電圧ΔＶ１は一定電圧である。
図７より、デッドタイム補償を行わなかった場合、出力電圧が指令値よりも低いことが分かる。一方、デッドタイム補償を行った場合、出力電圧は指令値とほぼ等しくなる。

しかし、搬送波周波数ｆｃを時間と共に変化させた場合には、上述したデッドタイム補償を行っても、インバータ２の出力電流Ｉに電流リプルが現れ、特にモータ６が低速、軽負荷運転の場合、電流リプルに起因して出力変動、回転むらが大きくなるという問題があった。そこで、第１の実施形態では、図７（ｂ）のデッドタイム補償に対して、更に補正を行うことで、電流リップルおよびこの電流リップルに起因する出力変動、回転むらを抑制するようにしている。

図８は、搬送波信号生成部４２（図３参照）から出力される搬送波信号を説明する図である。図８（ａ）は、搬送波周波数ｆｃが一定の場合の搬送波信号（破線）と、搬送波周波数ｆｃが時間と共に変化する搬送波信号（実線）を表している。そして、図８（ｂ）は、図８（ａ）の実線で表した搬送波信号の搬送波周波数ｆｃの時間変化を表したものである。なお、図８（ａ）および（ｂ）は、搬送波周波数ｆｃ一周期分の波形を示している。

図９は、搬送波補正電圧発生部４４２（図４参照）より出力される搬送波補正電圧ΔＶ２を説明する図である。図９（ａ）は、搬送波周波数変化部４５から出力される搬送波周波数ｆｃの時間変化を表している。図９（ｂ）は、デッドタイム補償電圧発生部４４１から発生するデッドタイム補償電圧ΔＶ１を表している。デッドタイム補償電圧ΔＶ１は一定値である。図９（ｃ）は、搬送波補正電圧発生部４４２から発生する搬送波補正電圧ΔＶ２を表している。図９（ｃ）に示すように、搬送波補正電圧ΔＶ２は、搬送波周波数変化部４５の搬送波周波数ｆｃに同期している。具体的には、搬送波周波数をｆｃ（ｔ）、電源電圧をＶｄｃ、搬送波周波数ｆｃ（ｔ）の平均値をｆａとするとそれぞれ以下のように表される。

ΔＶ１＝ｆａ×Ｔｄ×Ｖｄｃ
ΔＶ２（ｔ）＝｛ｆｃ（ｔ）−ｆａ｝×Ｔｄ×Ｖｄｃ
ΔＶ（ｔ）＝ΔＶ１＋ΔＶ２（ｔ）＝ｆｃ（ｔ）×Ｔｄ×Ｖｄｃ
デッドタイム補償電圧発生部４４１のデッドタイム補償電圧ΔＶ１と搬送波補正電圧発生部４４２の搬送波補正電圧ΔＶ２を加算する加算部４４３からの出力であるデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）がデッドタイム補償部４４の出力信号となる。

すなわち、デッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）は搬送波周波数ｆｃ（ｔ）に比例するので、デッドタイム補償部４４は、搬送波周波数ｆｃ（ｔ）が時間と共に変化しても、搬送波周波数ｆｃ（ｔ）の時間変化に対応したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）を出力できる。

図１０は、図２に示すインバータ２から出力される出力電流Ｉの波形を説明する図である。図１０において、波形Ｄは指令値からの理想的な出力電流波形を示している。波形Ｅは搬送波周波数ｆｃを時間と共に変化させ、デッドタイム補償補正電圧ΔＶを、仮に一定値であるデッドタイム補償電圧ΔＶ１とした場合の出力電流波形を表している。波形Ｆは搬送波周波数ｆｃの時間変化に応じてデッドタイム補償補正電圧ΔＶが変化する場合の出力電流波形を表している。波形Ｄと波形Ｅとの誤差と、波形Ｄと波形Ｆと誤差とを比較すると、波形Ｄに対する誤差は、波形Ｅに比べ波形Ｆの方が１０％程度低減する結果が得られている。更に、波形Ｅと波形Ｆのリプルの大きさを比較すると、波形Ｆの方が小さくなっている。

以上説明したように、デッドタイム補償電圧発生部４４１から発生するデッドタイム補償電圧ΔＶ１と、搬送波補正電圧発生部４４２から発生し、時間変化する搬送波周波数ｆｃに同期する搬送波補正電圧ΔＶ２とを加算部４４３で加算したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）をデッドタイム補償部４４から出力し、このデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）と、電圧指令発生部４１から発生する電圧指令とを加算器４６で加算した指令値信号を制御信号生成部４３に出力し、制御信号生成部４３においてこの指令値信号と搬送波信号生成部４２の出力である搬送波信号とを比較して、制御信号を生成し、この制御信号をインバータ２のトランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−、Ｔｖ＋、Ｔｖ−、Ｔｗ＋、Ｔｗ−のゲート端子に出力するようにしたので、搬送波周波数ｆｃを変化させた場合でも、誤差電圧の発生を抑制しつつ、電流リップルおよびこの電流リップルに起因する出力変動、回転むらを抑制することができるという効果を得られる。

また、搬送波周波数ｆｃの時間変化に応じてデッドタイム補償補正電圧ΔＶを変化させることで、実際にインバータ２からモータ６に供給された出力電流Ｉの指令値からの理想的な出力電流Ｉに対する誤差を低減することができる。更に、搬送波周波数ｆｃを変化させているので、搬送波周波数ｆｃおよびそのｎ次高調波の周波数に対するノイズレベルの高いスペクトル成分を有するスイッチングノイズを低減することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態となる電力変換装置について、第１の実施形態の電力変換装置と異なる点を中心に図１１〜１３を参照して説明する。なお、第２の実施形態について、第１の実施形態と同様の構成には同じ番号を付す。

第２の実施形態の電力変換装置が、第１の実施形態の電力変換装置と異なるのは、制御装置のデッドタイム補償部が異なる点であるため、その点について以下詳細に説明する。

図１１は、本発明の第２の実施形態となる電力変換装置の制御装置１４を説明する図である。

制御装置１４は、図１１に示すように、電流指令発生装置５から出力される電流指令値と電流検出部３から出力される電流検出値とに基づいて、電圧指令を発生する電圧指令発生部４１と、搬送波信号を生成する搬送波信号生成部４２と、デッドタイム補償補正電圧ΔＶを出力するデッドタイム補償部１４４と、デッドタイム補償補正電圧ΔＶと電圧指令とを加算した指令値信号を出力する加算器４６と、この指令値信号と搬送波信号とを比較し、インバータ２のトランジスタをオン・オフさせる制御信号を生成する制御信号生成部４３と、搬送波周波数ｆｃを変化させる搬送波周波数変化部４５とから構成されている。そして、制御装置１４は、第１の実施形態と異なり、電圧指令発生部４１以外に、デッドタイム補償部１４４にも電流検出部３の電流検出値が入力されている。

デッドタイム補償部１４４は、図１２に示すように、電流検出部３の電流検出値に基づいて、出力電流Ｉの極性を判別する電流極性判別部１４４４と、デッドタイム補償電圧ΔＶ１を発生するデッドタイム補償電圧発生部１４４１と、搬送波周波数変化部４５の搬送波周波数ｆｃに同期して、搬送波補正電圧ΔＶ２を発生する搬送波補正電圧発生部１４４２と、デッドタイム補償電圧ΔＶ１と搬送波補正電圧ΔＶ２とを加算して、デッドタイム補償補正電圧ΔＶを加算器４６に出力する加算部４４３とから構成されている。

電流極性判別部１４４４は、電流検出部３から出力される電流検出値を用いて、出力電流Ｉの極性を判別し、判別した結果である電流極性信号を、デッドタイム補償電圧発生部１４４１および搬送波補正電圧発生部１４４２に出力する。

デッドタイム補償電圧発生部１４４１は、電流極性判別部１４４４から出力される電流極性信号の極性が正の場合、デッドタイム補償電圧ΔＶ１として正の一定値を発生する。一方、電流極性判別部１４４４から出力される電流極性信号の極性が負の場合、デッドタイム補償電圧ΔＶ１として負の一定値を発生する。

搬送波補正電圧発生部１４４２は、電流極性判別部１４４４から出力される電流極性信号の極性が正の場合、時間と共に変化する搬送波周波数ｆｃの傾きと同じ傾きで時間変化する搬送波補正電圧ΔＶ２を発生する。一方、電流極性判別部１４４４から出力される電流極性信号の極性が負の場合、時間と共に変化する搬送波周波数ｆｃの傾きと符号が逆で数値が同じ傾きで時間変化する搬送波補正電圧ΔＶ２を発生する。

図１３は、図１２に示すデッドタイム補償補正電圧ΔＶを説明する図である。ここで、図１３（ａ）は電流検出部３により検出された電流検出値の時間変化を表し、図１３（ｂ）はデッドタイム補償電圧ΔＶ１を表している。図１３（ｃ）は搬送波周波数ｆｃの時間変化を表し、図１３（ｄ）は搬送波補正電圧ΔＶ２を表している。図１３（ｅ）はデッドタイム補償補正電圧ΔＶを表している。なお、図１３（ａ）〜（ｅ）は電流検出値一周期分の波形を示している。

図１３（ａ）に示すように、電流極性判別部１４４４が、電流検出部３の電流検出値より極性を正と判別した場合（図１３において右側）、デッドタイム補償電圧発生部１４４１はデッドタイム補償電圧ΔＶ１を正の一定値とし（図１３（ｂ）参照）、搬送波補正電圧発生部１４４２は、時間と共に変化（図１３（ｃ）参照）する搬送波周波数ｆｃの傾きと同じ傾きで時間変化する搬送波補正電圧ΔＶ２（図１３（ｄ）参照）を発生する。

一方、図１３（ａ）に示すように、電流極性判別部１４４４が、電流検出部３の電流検出値の極性を負と判別した場合（図１３において左側）、デッドタイム補償電圧発生部１４４１はデッドタイム補償電圧ΔＶ１を負の一定値とし（図１３（ｂ）参照）、搬送波補正電圧発生部１４４２は、時間と共に変化（図１３（ｃ）参照）する搬送波周波数ｆｃの傾きと符号が逆で数値が同じ傾きで時間変化する搬送波補正電圧ΔＶ２（図１３（ｄ）参照）を発生する。

更に、加算部４４３は、上記のデッドタイム補償電圧ΔＶ１と上記の搬送波補正電圧ΔＶ２とを加算したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（図１３（ｅ）参照）を加算器４６に出力する。加算器４６では、第１の実施形態と同様に、上記デッドタイム補償補正電圧ΔＶと電圧指令を加算することで指令値信号として、制御信号生成部４３へと出力し、制御信号生成部４３において、この指令値と搬送波信号生成部４２の出力である搬送波信号とから制御信号を生成し、この制御信号をインバータ２のトランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−、Ｔｖ＋、Ｔｖ−、Ｔｗ＋、Ｔｗ−のゲート端子に出力する。

以上、説明したように、第２の実施形態の制御装置１４では、デッドタイム補償部１４４に、電流検出部３の電流検出値より極性を判別し、デッドタイム補償電圧発生部１４４１および搬送波補正電圧発生部１４４２に、電流検出値の極性を示す電流極性信号を出力する電流極性判別部１４４４を設け、電流検出値の極性が正の場合、デッドタイム補償電圧発生部１４４１からデッドタイム補償電圧ΔＶ１として正の一定値を発生させつつ、搬送波補正電圧発生部１４４２から時間と共に変化する搬送波周波数ｆｃの傾きと同じ傾きで時間変化する搬送波補正電圧ΔＶ２を発生させ、一方、電流検出値の極性が負の場合、デッドタイム補償電圧発生部１４４１からデッドタイム補償電圧ΔＶ１として負の一定値を発生させつつ、搬送波補正電圧発生部１４４２から時間と共に変化する搬送波周波数ｆｃの傾きと符号が逆で数値が同じ傾きで時間変化する搬送波補正電圧ΔＶ２を発生させるようにしたので、第１の実施の形態と同様に、搬送波周波数ｆｃを変化させた場合でも、誤差電圧の発生を抑制しつつ、電流リップルおよびこの電流リップルに起因する出力変動、回転むらを抑制することができるという効果を得られる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態となる電力変換装置について、第１の実施形態の電力変換装置と異なる点を中心に図１４〜１６を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成には同じ番号を付す。

第３の実施形態の電力変換装置が、第１の実施形態の電力変換装置と異なるのは、制御装置のデッドタイム補償部が異なる点であるため、その点について以下詳細に説明する。

図１４は、本発明の第３の実施形態となる電力変換装置の制御装置２４を説明する図である。

制御装置２４は、図１４に示すように、電流指令発生装置５から出力される電流指令値と電流検出部３から出力される電流検出値とに基づいて、電圧指令を発生する電圧指令発生部４１と、搬送波信号を生成する搬送波信号生成部４２とを備える。そして、デッドタイム補償補正電圧ΔＶを出力するデッドタイム補償部２４４と、デッドタイム補償補正電圧ΔＶと電圧指令とを加算した指令値信号を出力する加算器４６とを備える。更に、この指令値信号と搬送波信号とを比較（ＰＷＭ比較）し、インバータ２のトランジスタをオン・オフさせる制御信号を生成する制御信号生成部４３と、搬送波周波数ｆｃを変化させる搬送波周波数変化部４５とを備えている。また、デッドタイム補償部２４４は、搬送波周波数変化部４５の搬送波周波数ｆｃに同期して、デッドタイム補償補正手段電圧ΔＶを発生する電圧補償部２４４１を備えている。

図１５（ａ）は、第３の実施形態における搬送波周波数変化部４５から出力される搬送波周波数ｆｃの時間変化を表している。図１５（ｂ）は、図１４における電圧補償部２４４１から発生するデッドタイム補償補正電圧ΔＶを表している。デッドタイム補償補正電圧ΔＶは、搬送波周波数変化部４５の搬送波周波数ｆｃに同期している。具体的には、搬送波周波数ｆｃの時間変化をｆｃ（ｔ）、搬送波周波数ｆｃの最小値をｆｃ１、搬送波周波数ｆｃの最大値をｆｃ２、デッドタイムをＴｄ、電源電圧をＶｄｃとすると、デッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）は以下のように表される。
ΔＶ（ｔ）＝｜ｆｃ（ｔ）−ｆｃ１｜×Ｔｄ×Ｖｄｃ （１）
または、
ΔＶ（ｔ）＝｜ｆｃ（ｔ）−ｆｃ２｜×Ｔｄ×Ｖｄｃ （２）
なお、デッドタイムＴｄは一定値である。

図１５（ｂ）に示すように、この第３の実施形態では、式（２）から算出したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）を用いている。しかし、式（１）から算出したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）を用いても良い。このように図１５（ｂ）に示すように、デッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）は搬送波周波数ｆｃ（ｔ）に同期する。従って、電圧補償部２４４１は、搬送波周波数ｆｃ（ｔ）が時間と共に変化しても搬送波周波数ｆｃ（ｔ）の時間変化に同期したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）を出力することができる。

次に図１６は、第３の実施形態におけるインバータ２から出力される出力電圧の波形を説明する図であり、図１６（ａ）は、第３の実施形態における搬送波周波数変化部４５から出力される搬送波周波数ｆｃの時間変化を表している。

また、図１６（ｂ）は、第３の実施形態におけるインバータ２の出力電圧波形を表している。図１６（ｂ）において、波形Ｇは図１６（ａ）のように搬送波周波数ｆｃを時間と共に変化させた場合の出力電圧波形を表している。一方、波形Ｈは搬送波周波数ｆｃの時間変化に応じて電圧補償部２４４１のデッドタイム補償補正電圧ΔＶを図１５（ｂ）のように変化させた場合の出力電圧波形を表している。波形Ｇと波形Ｈとを比較すると、波形Ｇでは搬送波周波数ｆｃの変化に同期した電圧リプルが見られる。

しかし、搬送波周波数ｆｃの時間変化に応じたデッドタイム補償補正電圧ΔＶを生じさせるようにすることで、波形Ｇで見られた、搬送波周波数ｆｃを変化させることで生じるリプルを抑制することができている。すなわち、出力電圧に誤差電圧が含まれていた場合でも、誤差電圧をほぼ一定値にすることができる。

以上より、第３の実施形態のデッドタイム補償部２４４は、誤差電圧が一定値になるように、搬送波周波数ｆｃの最大値ｆｃ２または最小値ｆｃ１に基づいて、デッドタイム補償補正電圧ΔＶを変化させる。すなわち、デッドタイム補償部２４４（電圧補償部２４４１）は、搬送波周波数ｆｃ（ｔ）の時間変化に同期したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）を出力する。これによって、搬送波周波数ｆｃの変動によるインバータ２の出力誤差、つまり電圧（電流）リプルの発生を抑制できる。更に、第１の実施形態と同様に、搬送波周波数ｆｃを変化させているので、搬送波周波数ｆｃおよびそのｎ次高調波の周波数に対するノイズレベルの高いスペクトル成分を有するスイッチングノイズを低減することができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態となる電力変換装置について、第３の実施形態と異なる点を中心に図１７〜１８を参照して説明する。なお、第４の実施形態について、第３の実施形態と同様の構成には同じ番号を付す。ここで、第４の実施形態の電力変換装置が、第３の実施形態の電力変換装置と異なるのは制御装置のデッドタイム補償部が異なる点であるため、その点について以下詳細に説明する。

図１７は、本発明の第４の実施形態となる電力変換装置の制御装置３４を説明する図である。

制御装置３４は、図１７に示すように、電流指令発生装置５から出力される電流指令値と電流検出部３から出力される電流検出値とに基づいて、電圧指令を発生する電圧指令発生部４１と、搬送波信号を生成する搬送波信号生成部４２とを備える。更に、デッドタイム補償補正電圧ΔＶを出力するデッドタイム補償部３４４と、デッドタイム補償補正電圧ΔＶと電圧指令とを加算した指令値信号を出力する加算器４６とを備える。更に、この指令値信号と搬送波信号から制御信号を生成する制御信号生成部４３と、搬送波周波数ｆｃを変化させる搬送波周波数変化部４５とを備えている。

また、デッドタイム補償部３４４は、図１７に示すように、電流検出部３から出力される電流検出値に基づいて、電流検出値の極性を判別する電流極性判別部３４４１と、搬送波周波数変化部４５の搬送波周波数ｆｃに同期して、デッドタイム補償補正電圧ΔＶを発生する電圧補償部３４４２から構成されている。

電流極性判別部３４４１は電流検出部３の電流検出値の極性を判別する。この判別された電流極性信号を、電圧補償部３４４２に出力する。そして、電圧補償部３４４２は、電流極性判別部３４４１から出力される電流検出値の極性が正の場合、時間と共に変化する搬送波周波数ｆｃの傾きと同じ傾きで時間変化するデッドタイム補償補正電圧ΔＶを発生する。一方、電流極性判別部３４４１から出力される電流検出値の極性が負の場合、時間と共に変化する搬送波周波数ｆｃの傾きと符号が逆で数値が同じ傾きで時間変化するデッドタイム補償補正電圧ΔＶを発生する。

図１８は、第４の実施形態におけるデッドタイム補償補正電圧ΔＶを説明する図である。

図１８（ａ）は電流検出部３で検出される電流検出値の時間変化を表し、図１８（ｂ）は搬送波周波数ｆｃの時間変化を表し、図１８（ｃ）はデッドタイム補償補正電圧ΔＶを表している。なお、図１８（ａ）〜（ｃ）は電流検出値の一周期分の波形を示している。

図１８（ａ）に示すように、電流極性判別部３４４１が、電流検出部３の電流検出値の極性を正と判別した場合（図１８において左側）、電圧補償部３４４２は、時間と共に変化する搬送波周波数ｆｃ（図１８（ｂ）参照）の傾きと同じ傾きで時間変化するデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（図１８（ｃ）参照）を発生する。一方、図１８（ａ）に示すように、電流極性判別部３４４１が、電流検出部３の電流検出値の極性を負と判別した場合（図１８において右側）、電圧補償部３４４２は、時間と共に変化する搬送波周波数ｆｃ（図１８（ｂ）参照）の傾きと符号が逆で数値が同じ傾きで時間変化するデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（図１８（ｃ）参照）を発生する。

具体的には、搬送波周波数ｆｃの時間変化をｆｃ（ｔ）、搬送波周波数ｆｃの最小値をｆｃ１、搬送波周波数ｆｃの最大値をｆｃ２、デッドタイムをＴｄ、電源電圧をＶｄｃとすると、デッドタイム補償補正電圧｜ΔＶ（ｔ）｜は以下のように表される。
｜ΔＶ（ｔ）｜＝｜ｆｃ（ｔ）−ｆｃ１｜×Ｔｄ×Ｖｄｃ （３）
または、
｜ΔＶ（ｔ）｜＝｜ｆｃ（ｔ）−ｆｃ２｜×Ｔｄ×Ｖｄｃ （４）
なお、デッドタイムＴｄは一定値である。

図１８（ｃ）に示したように、この第４の実施形態では、式（３）から算出したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）を用いている。しかし、式（４）から算出したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）を用いても良い。このように図１８に示すように、デッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）は搬送波周波数ｆｃ（ｔ）に同期する。従って、電圧補償部３４４２は、搬送波周波数ｆｃ（ｔ）が時間と共に変化しても搬送波周波数ｆｃ（ｔ）の時間変化に同期したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）を出力することができる。よって、出力電圧に誤差電圧が含まれていた場合でも、誤差電圧を一定値にすることができる。

以上説明したように、第４の実施形態のデッドタイム補償部３４４は、誤差電圧が一定値になるように、搬送波周波数ｆｃの最大値ｆｃ２または最小値ｆｃ１に基づいて、デッドタイム補償補正電圧ΔＶを変化させる。すなわち、デッドタイム補償部３４４は、搬送波周波数ｆｃ（ｔ）の時間変化に同期したデッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）を出力する。これから、第３の実施形態と同様に、搬送波周波数ｆｃの変動によるインバータ２の出力誤差、つまり電圧（電流）リプルの発生を抑制できる。更に、デッドタイム補償部３４４は、電流検出部３の電流検出値に基づいて出力電流Ｉの極性を判別する電流極性判別部３４４１からの判別結果に基づいて、デッドタイム補償補正電圧ΔＶ（ｔ）の極性を変化させる。従って、電流検出部３の電流検出値の極性が変わる場合でも、搬送波周波数ｆｃの変動によるインバータ２の出力誤差の発生、つまり電圧（電流）リプルの発生を低減することができる。

更に、第３の実施形態と同様に、搬送波周波数ｆｃを変化しているので、搬送波周波数ｆｃおよびそのｎ次高調波の周波数に対するノイズレベルの高いスペクトル成分を有するスイッチングノイズを低減することができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態となる電力変換装置について、第４の実施形態と異なる点を中心に図１９〜２３を参照して説明する。なお、第５の実施形態について、第４の実施形態と同様の構成には同じ番号を付す。ここで、第５の実施形態の電力変換装置が、第４の実施形態の電力変換装置と異なるのは、モータが同期モータ１６になる点と、同期モータ１６が位置検出器８を備える一方、インバータ１２と同期モータ１６との間に電流検出部３を設けていない点であるため、その点について以下詳細に説明する。

図２０は、第５の実施形態におけるインバータ１２を説明する図である。

第５の実施形態のインバータ１２は、図２０に示すように、シャント抵抗部７と電流推定装置９を備えている。

シャント抵抗部７は、トランジスタＴｕ−、Ｔｖ−、Ｔｗ−のマイナス側に直列に接続されたシャント抵抗７ａ、７ｂ、７ｃから構成される。

電流推定装置９は、シャント抵抗７ａ、７ｂ、７ｃの端子電圧に基づいて、インバータ１２の出力電流Ｉの推定を行う。更に、搬送波周波数ｆｃの変化に同期させて、インバータ１２に供給する制御信号を時間と共に変化させるため、制御装置５４から電流推定装置９に、搬送波周波数変化部４５の搬送波情報を供給している。

図２１は、図２０に示すシャント抵抗部７の端子電圧と搬送波信号の関係を説明する図である。なお、シャント抵抗部７の端子電圧は、シャント抵抗７ａ、７ｂ、７ｃの端子電圧（三相分）のうち、一つ（一相分）の端子電圧を示している。図２１（ａ）はインバータ１２のトランジスタＴｕ＋、Ｔｕ−、Ｔｖ＋、Ｔｖ−、Ｔｗ＋、Ｔｗ−をオン・オフさせる制御信号を生成するための搬送波信号を表している。図２１（ｂ）はシャント抵抗７ａ、７ｂ、７ｃの端子電圧（一相分）を表している。また、図２１（ｃ）はインバータ１２の出力電流Ｉを表している。

電流推定装置９では、図２１（ｃ）の出力電流Ｉをシャント抵抗７ａ、７ｂ、７ｃの端子電圧より推定する。図２１（ｂ）の点線で示すように、電流推定装置９は、搬送波信号の山（ピーク）時にシャント抵抗７ａ、７ｂ、７ｃの端子電圧を検出する。なお、電流推定装置９は、搬送波周波数ｆｃを変化させた場合でも、後述する搬送波周波数変化部４５の搬送波情報を用いて、常に搬送波信号の山時にシャント抵抗７ａ、７ｂ、７ｃの端子電圧を検出している。

図２２は、第５の実施形態における制御装置５４を説明する図である。

制御装置５４は、位置検出器８からの位置検出値を用いて、電流指令発生装置５から出力される３層量の電流指令値を２相量の電流指令値に変換する座標変換部５４０１を備えている。

また、位置検出器８からの位置検出値を用いて、電流推定装置９から出力される３相量の電流推定値を２相量の電流推定値に変換する座標変換部５４０２を備えている。

また、座標変換部５４０１および座標変換部５４０２で変換されたｑ軸成分を介して電圧指令を発生する電圧指令発生部５４０４と、搬送波信号を生成する搬送波信号生成部４２と、後述するデッドタイム補償補正電圧ΔＶｑを出力するデッドタイム補償部５４４とを備える。

このデッドタイム補償部５４４は、図１９に示す同期モータ１６のｄ−ｑ軸成分のうち、ｑ軸成分の電圧指令を補償するｑ軸電圧のデッドタイム補償補正電圧ΔＶｑを出力する。

また、デッドタイム補償補正電圧ΔＶｑと電圧指令を加算した指令値信号を出力する加算器４６と、この加算器４６から出力された２層量の指令値信号を３相量の指令値信号に変換する座標変換部５４０３とを備えている。

また、座標変換部５４０３から出力される指令値信号と搬送波信号生成部４２から出力される搬送波信号とに基づいて、制御信号を生成する制御信号生成部４３と、搬送波周波数ｆｃを変化させる搬送波周波数変化部４５とを備えている。ここで、位置検出器８は、永久磁石同期モータ１６の磁極の位置をエンコーダを用いて検出し、位置検出値を出力する。また、デッドタイム補償部５４４は、搬送波周波数変化部４５の搬送波周波数ｆｃに同期して、デッドタイム補償補正電圧ΔＶｑを発生する電圧補償部５４４１を備えている。また、搬送波周波数変化部４５は、電流推定装置９に搬送波情報として搬送波周波数ｆｃを出力している。

図２３は、第５の実施形態におけるデッドタイム補償補正電圧ΔＶｑを説明する図である。図２３（ａ）は、図２２における搬送波周波数変化部４５から出力される搬送波周波数ｆｃの時間変化を表している。図２３（ｂ）は、図２２における電圧補償部５４４１から発生するデッドタイム補償補正電圧ΔＶｑ（ｔ）を表している。デッドタイム補償補正電圧ΔＶｑ（ｔ）は、搬送波周波数変化部４５が出力する搬送波周波数ｆｃに同期している。

具体的には、搬送波周波数ｆｃの時間変化をｆｃ（ｔ）、搬送波周波数ｆｃの最小値をｆｃ１、搬送波周波数ｆｃの最大値をｆｃ２、デッドタイムをＴｄ、電源電圧をＶｄｃとすると、デッドタイム補償補正電圧ΔＶｑ（ｔ）は以下のように表される。
ΔＶｑ（ｔ）＝√（３／２）×｜ｆｃ（ｔ）−ｆｃ１｜×Ｔｄ×Ｖｄｃ （５）
または、
ΔＶｑ（ｔ）＝√（３／２）×｜ｆｃ（ｔ）−ｆｃ２｜×Ｔｄ×Ｖｄｃ （６）
なお、デッドタイムＴｄは一定値である。

また、モータは同期モータ１６であり、ｑ軸電圧のみを補正する。

図２３（ｂ）に示したように、この第５の実施形態では、式（６）から算出したデッドタイム補償補正電圧ΔＶｑ（ｔ）を用いている。しかし、式（５）から算出したデッドタイム補償補正電圧ΔＶｑ（ｔ）を用いても良い。

このように図２３に示すように、デッドタイム補償補正電圧ΔＶｑ（ｔ）は搬送波周波数ｆｃ（ｔ）に同期する。電圧補償部５４４１は、搬送波周波数ｆｃ（ｔ）が時間と共に変化しても搬送波周波数ｆｃ（ｔ）の時間変化に同期したデッドタイム補償補正電圧ΔＶｑ（ｔ）を出力できる。よって、出力電圧に誤差電圧が含まれていた場合でも、誤差電圧を一定値にすることができる。

以上より、第５の実施形態のデッドタイム補償部５４４は、誤差電圧が一定値になるように、搬送波周波数ｆｃの最大値ｆｃ２または最小値ｆｃ１に基づいて、デッドタイム補償補正電圧ΔＶｑを変化させる。すなわち、デッドタイム補償部５４４は、搬送波周波数ｆｃ（ｔ）の時間変化に同期したデッドタイム補償手段出力ΔＶｑ（ｔ）を出力する。これから、第４の実施形態と同様に、搬送波周波数ｆｃの変動によるインバータ１２の出力誤差、つまり電圧（電流）リプルの発生を抑制できる。更に、第５の実施形態では、モータが同期モータ１６であるため、ｑ軸電圧のみ補償することで、電流極性判別部３４４１を付加せずに、搬送波周波数ｆｃを変化させた場合でも、電圧（電流）リプルの発生を抑制できる。また、第４の実施形態と同様に、搬送波周波数ｆｃを変化させているので、搬送波周波数ｆｃおよびそのｎ次高調波の周波数に対するノイズレベルの高いスペクトル成分を有するスイッチングノイズを低減することができる。

なお、以上に述べた実施形態は、本発明の実施の一例であり、本発明の範囲はこれらに限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、他の様々な実施形態に適用可能である。例えば、第１乃至第５の実施形態では、直流電源としてバッテリを示したが、特にこれに限定されるものでなく、商用電源からの交流電圧を整流して直流電圧とするコンバータ回路でも良い。

また、第１乃至第５の実施形態では、負荷としてモータ６を示しているが、特にこれに限定されるものでなく、他の負荷にも適用可能である。

また、第１乃至第５の実施形態では、制御装置４、１４、２４、３４、５４に設けられた電圧指令発生部４１、５４０４から電圧指令が加算器４６に出力されているが、特にこれに限定されるものでなく、外部から電圧指令の形式で入力しても良い。

また、第１乃至第４の実施形態では、制御信号生成部４３は、加算器４６の指令値信号と搬送波信号の大小関係をコンパレータを用いて比較しているが、特にこれに限定されるものでなく、指令値信号と搬送波信号とを演算によって比較しても良い。同様に、第５の実施形態では、制御信号生成部４３は、座標変換部５４０３からの指令値信号と搬送波信号の大小関係をコンパレータを用いて比較しているが、特にこれに限定されるものでなく、指令値信号と搬送波信号とを演算によって比較しても良い。

また、第１乃至第５の実施形態では、搬送波信号生成部４２は、搬送波周波数変化部４５の搬送波周波数ｆｃを周波数変調し、搬送波信号を生成しているが、特にこれに限定されるものでなく、搬送波周波数変化部４５からの電圧波形に基づいて、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を用いることにより、搬送波信号を発生させても良い。

また、第１乃至第４の実施形態では、電流検出部３としてインバータ２とモータ６との間に電流センサ３ａ、３ｂ、３ｃを設けたが、特にこれに限定されるものでなく、インバータ２とモータ６との間にシャント抵抗を挿入して電流検出をしても良い。更に、電流センサ３ａ、３ｂ、３ｃを各相に設けたが、電流センサは２つとし、残りの相は演算によって求めても良い。

また、第５の実施形態では、シャント抵抗部７として、インバータ１２のトランジスタＴｕ−、Ｔｖ−、Ｔｗ−に直列にシャント抵抗７ａ、７ｂ、７ｃを接続し、シャント抵抗７ａ、７ｂ、７ｃの端子電圧を検出し、電流推定装置９よりインバータ１２の出力電流Ｉの推定を行った場合を示したが、特にこれに限定されるものではなく、第１乃至４の実施形態のように、インバータ２とモータ６との間に電流検出部３を設けても良い。

また、第５の実施形態では、位置検出器８は、同期モータ１６の磁極の位置をエンコーダを用いて検出したが、特にこれに限定されるものではなく、レゾルバなどを用いて検出をしても良い。

また、第１乃至第５の実施形態では、搬送波周波数ｆｃを三角波状に時間変化させた場合について説示したが、特にこれに限定されるものでなく、搬送波周波数ｆｃをランダムに時間変化させても良い。

また、第１乃至第５の実施形態では、デッドタイム補償補正電圧ΔＶ、ΔＶｑを計算式から算出して、制御したが、特にこれに限定されるものでなく、予めマップを用意し、マイコンに読み込ませて制御させても良い。

また、第１乃至第５の実施形態のインバータ２、１２にリアクトルＬ、コンデンサＣを備えていても良い。

本発明の第１の実施形態となる電力変換装置の制御装置を説明する図 図１に示すインバータを説明する図 図１に示す制御装置を説明する図 図３に示すデッドタイム補償部を説明する図 図２に示すインバータを簡略化した図 図５に示すトランジスタに入力される制御信号のタイムチャート 搬送波周波数を一定とした場合の出力電圧とデッドタイム補償電圧を説明する図 図３に示す搬送波信号生成部から出力された搬送波信号を説明する図 図４に示す搬送波補正電圧を説明する図 図２に示すインバータから出力される出力電流の波形を説明する図 本発明の第２の実施形態の制御装置を説明する図 図１１に示すデッドタイム補償部を説明する図 図１２に示すデッドタイム補償部出力を説明する図 本発明の第３の実施形態の制御装置を説明する図 図１４に示すデッドタイム補償補正電圧を説明する図 図１４に示すインバータから出力される出力電圧の波形を説明する図 本発明の第４の実施形態の制御装置を説明する図 図１７に示すデッドタイム補償補正電圧を説明する図 本発明の第５の実施形態となる電力変換装置の制御装置を説明する図 図１９に示す電力変換装置を説明する図 図２０に示すシャント抵抗部の端子電圧と搬送波信号の関係を説明する図 図１９に示す制御装置を説明する図 図２２に示すデッドタイム補償補正電圧を説明する図

符号の説明

１ 直流電源、
２、１２ インバータ、
３ 電流検出部、
３ａ、３ｂ、３ｃ 電流センサ、
４、１４、２４、３４、５６ 制御装置、
５ 電流指令発生装置、
６ モータ、
７ シャント抵抗部、
７ａ、７ｂ、７ｃ シャント抵抗、
８ 位置検出器、
９ 電流推定装置、
１６ 同期モータ、
４１ 電圧指令発生部、
４２ 搬送波信号生成部、
４３ 制御信号生成部、
４４、１４４、２４４、３４４、５４４ デッドタイム補償部、
４５ 搬送波周波数変化部、
４６ 加算器、
４４１ デッドタイム補償電圧発生部、
４４２ 搬送波補正電圧発生部、
４４３ 加算部、
１４４１ デッドタイム補償電圧発生部、
１４４２ 搬送波補正電圧発生部、
１４４４ 電流極性判別部、
２４４１、５４４１ 電圧補償部、
３４４１ 電流極性判別部、
３４４２ 電圧補償部、
５４０１、５４０２、５４０３ 座標変換部、
５４０４ 電圧指令発生部、

Claims (13)

1. 直流電圧を出力する電源と、
   指令値を出力する指令値出力手段と、
   前記指令値出力手段が出力する指令値に対して補償を行い、指令値信号を出力する補償手段と、
   搬送波を出力する搬送波出力手段と、
   前記搬送波の周波数を変化させる周波数変化手段と、
   前記指令値信号と前記搬送波とを比較し、この比較に応じた制御信号を生成する制御信号生成手段と、
   前記制御信号生成手段によって生成された制御信号に基づいて、スイッチング素子を開閉制御することで、前記電源が出力する直流電圧を交流電圧に変換して負荷へと出力するインバータと、
   を備え、
   前記補償手段が出力する指令値信号は電圧量であり、
   前記補償手段は、
   前記指令値に対して、一定値の補償電圧を発生する補償電圧発生手段と、
   前記搬送波周波数の変化に対応した搬送波補正電圧を発生する搬送波補正電圧発生手段と、
   前記指令値に対して、前記補償電圧と前記搬送波補正電圧とを加算した補償補正電圧を指令値信号として出力する加算手段と、
   を備え、
   前記周波数変化手段が変化させる搬送波周波数に対応させて、前記指令値を補償する
   ことを特徴とする電力変換装置。
2. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記補償手段は、前記搬送波周波数の変化に同期して前記指令値を補償することを特徴とする電力変換装置。
3. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記搬送波補正電圧は、前記搬送波周波数の変化と同期する電力変換装置。
4. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記インバータから出力される電流を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段により検出された電流に基づいて、極性を判別する電流極性判別手段とを備え、
   前記搬送波補正電圧発生手段は、前記電流極性判別手段が判断する極性の判別に基づいて、前記搬送波補正電圧の極性を変化させることを特徴とする電力変換装置。
5. 請求項４記載の電力変換装置であって、
   前記搬送波補正電圧発生手段は、前記極性の判別が正の場合、時間と共に変化する前記搬送波の周波数の変化の傾きと同じ傾きで変化する前記搬送波補正電圧を発生させ、前記極性の判別が負の場合、時間と共に変化する前記搬送波の周波数の傾きと符号が逆で数値が同じ傾きで変化する前記搬送波補正電圧を発生する電力変換装置。
6. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記スイッチング素子は直列に接続されていて、
   前記補償補正電圧をΔＶ（ｔ）、前記搬送波周波数の変化をｆｃ（ｔ）、前記スイッチング素子が同時に開状態となるように設定される短絡防止時間をＴｄ、前記電源が出力する直流電圧をＶｄｃとすると、
   ΔＶ（ｔ）＝ｆｃ（ｔ）×Ｔｄ×Ｖｄｃで表される電力変換装置。
7. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記搬送波補正電圧ΔＶ２（ｔ）は、前記搬送波の周波数の平均値をｆａ、前記搬送波の周波数の変化をｆｃ（ｔ）、前記スイッチング素子が同時に開状態となるように設定される短絡防止時間をＴｄ、前記電源が出力する直流電圧をＶｄｃとすると、
   ΔＶ２（ｔ）＝｛ｆｃ（ｔ）−ｆａ｝×Ｔｄ×Ｖｄｃ
   で表される電力変換装置。
8. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記補償電圧をΔＶ１、前記搬送波の周波数の平均値をｆａ、前記スイッチング素子が同時に開状態となるように設定される短絡防止時間をＴｄ、前記電源が出力する直流電圧をＶｄｃとすると、
   ΔＶ１＝ｆａ×Ｔｄ×Ｖｄｃで表される電力変換装置。
9. 請求項１記載の電力変換装置であって、
   前記補償補正電圧をΔＶ（ｔ）、前記搬送波の周波数の時間変化をｆｃ（ｔ）、前記搬送波の周波数の最小値をｆｃ１、前記搬送波の周波数の最大値をｆｃ２、前記スイッチング素子が同時に開状態となるように設定される短絡防止時間をＴｄ、前記電源が出力する直流電圧をＶｄｃとすると、
   ΔＶ（ｔ）＝｜ｆｃ（ｔ）−ｆｃ１｜×Ｔｄ×Ｖｄｃ、
   または、
   ΔＶ（ｔ）＝｜ｆｃ（ｔ）−ｆｃ２｜×Ｔｄ×Ｖｄｃ、
   で表される電力変換装置。
10. 請求項１記載の電力変換装置であって、
    前記負荷は同期モータであり、
    この同期モータの磁極位置を検出する位置検出手段と、
    前記位置検出手段が検出した磁極位置に基づいて、前記同期モータの二相量と三相量とを座標変換する座標変換手段とを備え、
    前記補償手段は、前記同期モータのｑ軸電圧を補償する電力変換装置。
11. 請求項１０記載の電力変換装置であって、
    前記ｑ軸電圧を補償するための前記補償補正電圧ΔＶｑ（ｔ）は、前記搬送波の周波数の時間変化をｆｃ（ｔ）、前記搬送波の周波数の最小値をｆｃ１、前記スイッチング素子が同時に開状態となるように設定される短絡防止時間をＴｄ、前記電源が出力する直流電圧をＶｄｃとすると、
    ΔＶｑ（ｔ）＝√（３／２）×｜ｆｃ（ｔ）−ｆｃ１｜×Ｔｄ×Ｖｄｃ、
    または、
    ΔＶｑ（ｔ）＝√（３／２）×｜ｆｃ（ｔ）−ｆｃ２｜×Ｔｄ×Ｖｄｃ
    で表される電力変換装置。
12. 請求項１乃至請求項１１記載の電力変換制御装置であって、
    前記搬送波周波数変化手段は、前記搬送波の周波数を一定周期で変化させる電力変換装置。
13. 直流電圧を出力する電源と、
    指令値を出力する指令値出力手段と、
    前記指令値出力手段が出力する指令値に対して補償を行い、指令値信号を出力する補償手段と、
    搬送波を出力する搬送波出力手段と、
    前記搬送波の周波数を変化させる周波数変化手段と、
    前記指令値信号と前記搬送波とを比較し、この比較に応じた制御信号を生成する制御信号生成手段と、
    前記制御信号生成手段によって生成された制御信号に基づいて、スイッチング素子を開閉制御することで、前記電源が出力する直流電圧を交流電圧に変換して負荷へと出力するインバータと、
    を備え、
    前記補償手段は、
    前記周波数変化手段が変化させる搬送波周波数に対応させて、前記指令値を補償し、補償補正電圧を指令値信号として出力し、
    前記補償補正電圧をΔＶ（ｔ）、前記搬送波周波数の変化をｆｃ（ｔ）、前記スイッチング素子が同時に開状態となるように設定される短絡防止時間をＴｄ、前記電源が出力する直流電圧をＶｄｃとすると、
    ΔＶ（ｔ）＝ｆｃ（ｔ）×Ｔｄ×Ｖｄｃで表される電力変換装置。

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