WO2014192373A1 - 電力変換装置、電力変換装置の制御方法、回転センサレス制御装置及び回転センサレス制御装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

　実施形態の電力変換装置の設定部は、継続時間をランダムに設定するとともに、互いに異なる複数の搬送波周波数のうちいずれか一の搬送波周波数を設定搬送波周波数として設定する。これにより、搬送波発生部は、所定の設定搬送波周波数の搬送波を所定の継続時間の間発生する。そして、ＰＷＭ信号発生部は、搬送波発生部において発生された搬送波に基づいて、ＰＷＭ信号を発生し、電力変換部は、発生されたＰＷＭ信号に基づいて電力変換を行って負荷に供給する。

Description

電力変換装置、電力変換装置の制御方法、回転センサレス制御装置及び回転センサレス制御装置の制御方法

　本発明の実施形態は、電力変換装置、電力変換装置の制御方法、回転センサレス制御装置及び回転センサレス制御装置の制御方法に関する。

　ＰＷＭ電力変換装置の電磁騒音を低減するため、特許文献１では搬送波の周波数を時間的に変化させるＰＷＭ電力変換装置が開示されている。また、特許文献２では、搬送波周波数を乱数に応じて変更することで、ＰＷＭの高調波成分を分散してＰＷＭ高調波による電磁騒音を低減する技術が開示されている。また、特許文献３の技術では、複数の搬送波周波数を変更する際、高調波の周波数分布特性が平坦になるように各搬送波周波数の発生確率を決定する技術が開示されている。

　また、永久磁石同期電動機（ＰＭＳＭ：Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｍｏｔｏｒ）を回転センサを用いずに制御するＰＭＳＭ回転センサレス制御においては、発生する誘起電圧の小さい低速域において、電動機鉄心突極性を利用して回転角度を推定するために、高周波電圧を重畳し、電流応答を検出する方式が広く用いられている。
　しかしながら、重畳される高周波電圧により電磁騒音が発生することがわかっており、この発生する電磁騒音を低減するために、重畳する高周波電圧の周波数を時間的に切り替える（変更する）技術が提案されている（たとえば、特許文献４参照）。

特公平３－７９９５９号公報 特許第３１５４９６５号公報 特開２００９－３０３２８８号公報 特開２００４－３４３８３３号公報

　ところで、搬送波周波数を切り替える（変更する）際には、切替（変更）前後の周波数の平均値の成分が発生することが、発明者らの試験から明らかになった。
　したがって、ＰＷＭ電力変換に用いるＰＷＭ信号の搬送波周波数の影響を低減するために、複数の搬送波周波数を切り替えて用いた場合には、切替回数が多くなるほど平均周波数の成分が大きくなり、狙った通りの周波数スペクトル分布を実現できず、機械共振を回避するのが困難となり電磁騒音が発生する虞があった。
　また、ＰＷＭ電力変換に用いるＰＷＭ信号に重畳される重畳高周波周波数の影響を低減するために、複数の重畳高周波周波数を切り替えて用いた場合には、切替回数が多くなるほど平均周波数の成分が大きくなり、平坦な周波数スペクトル分布の実現が困難となる虞れがある。特に、一般的には重畳高周波周波数を選択できる範囲には制約があり、狭い範囲しか選択できないことに起因して平均周波数の成分が大きくなり、電磁騒音が発生する虞があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＰＷＭ制御時の電磁騒音を低減可能な電力変換装置、電力変換装置の制御方法、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を提供することを目的としている。

　実施形態の電力変換装置の設定部は、継続時間をランダムに設定するとともに、互いに異なる複数の搬送波周波数のうちいずれか一の搬送波周波数を設定搬送波周波数として設定する。
　これにより、搬送波発生部は、所定の設定搬送波周波数の搬送波を所定の継続時間の間発生する。
　そして、ＰＷＭ信号発生部は、搬送波発生部において発生された搬送波に基づいて、ＰＷＭ信号を発生し、電力変換部は、発生されたＰＷＭ信号に基づいて電力変換を行って負荷に供給する。

　また、実施形態の回転センサレス制御装置の設定部は、ＰＷＭ制御における基本波周波数よりも高い周波数である互いに異なる複数の重畳高周波周波数のうちいずれか一の重畳高周波周波数を設定するとともに、設定した重畳高周波周波数を有する電圧あるいは設定した重畳高周波周波数を有する電流の継続時間をランダムに設定する。

　これにより、発生部は、重畳高周波周波数の電圧あるいは電流を継続時間の間発生し、推定部は、発生された重畳高周波周波数を有する電圧を永久磁石同期電動機に印加し、あるいは、発生された重畳高周波周波数を有する電流を永久磁石同期電動機に供給して、永久磁石同期電動機の回転子磁極位置及び回転速度を推定する。

図１は、第１実施形態のＰＷＭ電力変換装置の概要構成ブロック図である。 図２は、継続判定部の概要構成ブロック図である。 図３は、第１実施形態のタイミングチャートである。 図４は、搬送周波数の切替状態の説明図である。 図５は、搬送波周波数と高調波成分との関係説明図である。 図６は、第１実施形態の変形例の説明図である。 図７は、第２実施形態のＰＷＭ電力変換装置の概要構成ブロック図である。 図８は、第２実施形態のタイミングチャートである。 図９は、第２実施形態の動作説明図である。 図１０は、第２実施形態の効果の説明図である。 図１１は、第３実施形態のＰＷＭ電力変換装置の概要構成ブロック図である。 図１２は、機械特性判定において負荷に流す電流の一例の説明図である。 図１３は、機械特性判定における負荷の騒音特性の説明図である。 図１４は、機械特性と設定される搬送波周波数との関係説明図である。 図１５は、機械特性と設定される搬送波周波数との他の関係説明図である。 図１６は、第１変形例の概要構成説明図である。 図１７は、第４実施形態のＰＭＳＭ回転センサレス制御システムの概要構成ブロック図である。 図１８は、継続判定部の概要構成ブロック図である。 図１９は、第４実施形態のタイミングチャートである。 図２０は、重畳高周波周波数の切替状態の説明図である。 図２１は、重畳高周波周波数と高調波成分との関係説明図である。 図２２は、高周波電圧指令生成部の概要構成ブロック図である。 図２３は、変形例の動作説明タイミングチャートである。 図２４は、他の高周波電圧指令生成部の概要構成ブロック図である。 図２５は、第５実施形態のＰＭＳＭ回転センサレス制御システムの概要構成ブロック図である。 図２６は、第５実施形態の動作説明図である。 図２７は、第５実施形態の効果の説明図である。 図２８は、第６実施形態のＰＭＳＭ回転センサレス制御システムの概要構成ブロック図である。 図２９は、第６実施形態のタイミングチャートである。 図３０は、第６実施形態の変形例の説明図である。

　次に図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。
［１］第１実施形態
　図１は、第１実施形態のＰＷＭ電力変換装置の概要構成ブロック図である。
　ＰＷＭ電力変換装置１０は、大別すると、直流電源１１からの入力直流電圧を降圧して駆動電圧として負荷１２に出力する電力変換部として機能する降圧チョッパ１３と、搬送波周波数を演算して搬送波周波数信号を出力する搬送波周波数演算部１４と、搬送波周波数信号に相当する搬送波周波数を有する搬送波信号を発生する搬送波信号発生部１５と、出力電圧指令信号を生成し、出力する出力電圧指令生成部１６と、入力された搬送波信号及び出力電圧指令信号に基づいてＰＷＭ信号を降圧チョッパ１３に出力するＰＷＭ信号発生部１７と、を備えている。
　上記構成において、搬送波周波数演算部１４、搬送波信号発生部１５、出力電圧指令生成部１６及びＰＷＭ信号発生部１７は、ＰＷＭ電力変換を制御する制御部１８を構成している。

　搬送波周波数演算部１４は、乱数を発生する乱数発生部２１と、入力された乱数の値に基づいて継続期間（継続時間）を決定し、継続期間データ（継続時間データ）を出力する継続期間決定部２２と、入力された継続期間データに基づいて継続判定を行い、周波数選択信号を出力する継続判定部２３と、周波数選択信号に基づいて、搬送波周波数として設定可能な周波数のうち最も周波数の高い最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは搬送波周波数として設定可能な周波数のうち最も周波数の低い最小搬送波周波数ｆｍｉｎのいずれか一方を搬送波周波数信号として出力する周波数選択部２４と、を備えている。

　図２は、継続判定部の概要構成ブロック図である。
　継続判定部２３は、継続期間データ及びカウントデータが入力され、継続期間データの値及びカウントデータの値が一致したか否かを判別して、比較結果信号を出力する比較器３１と、比較結果信号が一致を表す場合にリセットされ、比較結果信号が不一致の状態でカウント値を増加してカウントデータとして出力するカウンタ３２と、比較結果信号及び周波数選択信号が入力され、比較結果信号と周波数選択信号とが不一致の場合に、周波数選択信号を反転する反転処理器３３と、を備えている。

　次に第１実施形態の動作を説明する。
　まず、搬送波周波数演算部１４の乱数発生部２１は、乱数値を発生して継続期間決定部２２に出力する。ここで、乱数発生部２１は、疑似乱数を演算して乱数値として出力したり、乱数テーブルを参照したりして乱数値を出力する。

　この結果、継続期間決定部２２は、入力された乱数に基づいて選択搬送波周波数の継続期間を決定し、継続期間データとして出力する。より具体的には、搬送波１周期分を基準として（１）式で計算する。
　　　　継続期間＝搬送波１周期×乱数値　　　　　　……（１）

　継続判定部２３は、入力された継続期間データに基づいて、継続判定を行い、周波数選択信号を出力する。本第１実施形態においては、搬送波周波数は、最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは、最小搬送波周波数ｆｍｉｎの２種類であるので、周波数選択信号は、“０”又は“１”のいずれかの値を有する２値データである。したがって、継続期間データの値に応じて、最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは、最小搬送波周波数ｆｍｉｎのいずれかに対応する周波数選択信号が周波数選択部２４に出力される。

　周波数選択部２４は、周波数選択信号に基づいて、搬送波周波数を最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは最小搬送波周波数ｆｍｉｎのいずれかを排他的に搬送波周波数信号として出力する。

　この結果、搬送波信号発生部１５は、搬送波周波数信号に対応する周波数（本第１実施形態では、最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは最小搬送波周波数ｆｍｉｎのいずれか）の搬送波信号を生成し、ＰＷＭ信号発生部１７に出力する。

　一方、出力電圧指令生成部１６は、降圧チョッパ１３の出力電圧に相当する出力電圧指令信号（＝ＰＷＭ制御における基本波に相当）を生成し、ＰＷＭ信号発生部１７に出力する。

　これらの結果、ＰＷＭ信号発生部１７は、入力された搬送波信号及び出力電圧指令信号に基づいてＰＷＭ信号を降圧チョッパ１３に出力する。
　降圧チョッパ１３は、ＰＷＭ信号に基づいて直流電源１１からの入力直流電圧を降圧して駆動電圧として負荷１２に出力し、負荷１２が駆動されることとなる。

　次により具体的な動作について説明する。
　図３は、第１実施形態のタイミングチャートである。
　図３に示すように、ＰＷＭ信号発生部１７の直流電源電圧をＶｄｃ［Ｖ］とした場合に、搬送波信号発生部１５が発生する搬送波信号ＳＣは、０［Ｖ］と直流電源電圧Ｖｄｃ［Ｖ］との二つの電圧レベルの間で遷移する三角波となる。
　一方、出力電圧指令信号ＳＢの電圧は、一定である。
　これらの結果、ＰＷＭ信号発生部１７で発生されるＰＷＭ信号ＳＰは、搬送波信号ＳＣ＜出力電圧指令信号ＳＢの場合には、“Ｈ”レベルとなり、搬送波信号ＳＣ≧出力電圧指令信号ＳＢの場合には、“Ｌ”レベルとなる。

　図４は、搬送周波数の切替状態の説明図である。
　図４に示すように、本第１実施形態によれば、乱数発生部２０において発生された乱数に基づいて、搬送波信号ＳＣの周波数（設定搬送波周波数）は、最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは最小搬送波周波数ｆｍｉｎのいずれかの継続期間がランダムに変化するようにされている。

　本第１実施形態によれば、同一周波数の搬送波の継続期間が毎回異なるため、搬送波周波数選択範囲の平均周波数の成分を低減できる。
　また、本第１実施形態においては、乱数値に応じて継続期間を変更することで、同一周波数の搬送波の継続期間の変化に規則性が無くなるため、継続期間の変化に伴う聴覚上の違和感が生じることが無くなる。

　以上の説明においては、乱数発生部２１にて乱数を発生させ、乱数に応じて継続期間を変更したが、例えば正弦波に応じて継続期間を変更しても、搬送波周波数選択範囲の平均周波数の成分を低減できる。
　搬送波によって発生する高調波の周波数スペクトル分布において、各搬送波周波数によって発生する高調波成分のピークは搬送波周波数選択範囲内に表れる。

　また、通常、搬送波周波数の選択範囲は、上限周波数（ｆｍａｘ）は、マイコンの制御演算処理時間の制限を受け、下限周波数（ｆｍｉｎ）は、制御遅れによる制御性の悪化による制限を受ける。したがって、上限周波数（ｆｍａｘ）から下限周波数（ｆｍｉｎ）にいたる周波数帯域としては、広く取ることができない。

　図５は、搬送波周波数と高調波成分との関係説明図である。
　すなわち、図５に示すように、下限の搬送波周波数である最小搬送波周波数ｆｍｉｎによる高調波成分のピーク７１と上限の搬送波周波数である最大搬送波周波数ｆｍａｘによる高調波成分のピーク７２、周波数の変移に伴う高調波成分のピーク７３はそれぞれ重なることになる。したがって、搬送波周波数選択範囲の中で、分散の範囲を可能な限り拡げるためには、搬送波周波数選択範囲の下限の最小搬送波周波数ｆｍｉｎと上限の最大搬送波周波数ｆｍａｘの２つの周波数を搬送波周波数として選択して、継続期間を変化させることで分散するのがより好ましいことがわかる。

　また、可能であれば、搬送波周波数の更新タイミングが搬送波の山または谷になるように、継続期間は、搬送波が三角波の場合には搬送波周期の半周期の整数倍、搬送波が鋸波の場合には搬送波一周期の整数倍にするのが好ましい。これによって、搬送波の山から谷の間の出力電圧の平均値が出力電圧指令の電圧値となるというＰＷＭの前提が保たれ、搬送波周波数の変更によって、出力電圧に生じる誤差の発生を防ぐことができる。

　図６は、第１実施形態の変形例の説明図である。
　本第１実施形態では、降圧チョッパ１３による負荷１２の制御について示したが、例えば、図６に示すように、インバータ１３Ａによる交流モータ１２Ａの制御の場合等、ＰＷＭ電力変換装置であれば同様に高調波成分の分散効果が得られ、機械的共振などの発生を抑制することができる。

［２］第２実施形態
　図７は、第２実施形態のＰＷＭ電力変換装置の概要構成ブロック図である。
　図７において、図１の第１実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
　本第２実施形態が第１実施形態と異なるのは、第１実施形態が、単純に乱数値によって同一周波数の搬送波をＰＷＭ信号の生成に継続して用いる継続期間を設定していたのに対し、本第２実施形態は、乱数値及び変移確率値を用い、乱数値が変移すべき条件を満たしているか否かを変移確率値に基づいて行う搬送波周波数演算部を備えた点である。この場合に、変移確率値を複数用いることにより、ある搬送波周波数から他の搬送周波数に切り替えるか否かを判別しているため、より一層均一に搬送波周波数を切り替えることができ、得られる高調波成分の周波数を均一に分散させることができる。

　ＰＷＭ電力変換装置１０の搬送波周波数演算部１４Ａは、大別すると、図７に示すように、乱数を発生する乱数発生部２１と、周波数選択信号に基づいてあらかじめ設定された複数の変移確率値のいずれかを選択して出力する変移確率選択部４１と、入力された乱数値及び入力された変移確率値に基づいて周波数変移を行うべきか否かの変移判定を行い変移指令信号を出力する変移判定部４２と、入力された変移指令信号に基づいて、周波数選択信号を出力する周波数選択指示部４３と、周波数選択信号に基づいて、搬送波周波数を最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは最小搬送波周波数ｆｍｉｎのいずれかを排他的に搬送波周波数信号として出力する周波数選択部２４と、を備えている。

　本第２実施形態においては、用いる搬送波周波数を最大搬送波周波数ｆｍａｘ及び最小搬送波周波数ｆｍｉｎの２種類としているので、変移確率値は、搬送波周波数を最大搬送波周波数ｆｍａｘから最小搬送波周波数ｆｍｉｎに変移させる確率値である変移確率値Ｐｈｌと、搬送波周波数を最小搬送波周波数ｆｍｉｎから最大搬送波周波数ｆｍａｘに変移させる確率値である変移確率値Ｐｌｈと、の二つが用いられている。

　次に第２実施形態の動作を説明する。
　まず、搬送波周波数演算部１４Ａの乱数発生部２１は、乱数値を発生して変移判定部４２に出力する。ここで、乱数発生部２１は、第１実施形態と同様に、疑似乱数を演算して乱数値として出力したり、乱数テーブルを参照したりして乱数値を変移判定部４２に出力する。

　これと並行して、変移確率選択部４１は、周波数選択指示部４３が出力している周波数選択信号に基づいてあらかじめ設定された複数の変移確率値Ｐｈｌ、Ｐｌｈのいずれかを選択して変移判定部４２に出力する。

　具体的には、周波数選択指示部４３が出力している周波数選択信号が最大搬送波周波数ｆｍａｘに対応するものである場合には、搬送波周波数を最大搬送波周波数ｆｍａｘから最小搬送波周波数ｆｍｉｎに変移させる確率値である変移確率値Ｐｈｌが変移判定部４２に出力される。

　また、周波数選択指示部４３が出力している周波数選択信号が最小搬送波周波数ｆｍｉｎに対応するものである場合には、搬送波周波数を最小搬送波周波数ｆｍｉｎから最大搬送波周波数ｆｍａｘに変移させる確率値である変移確率値Ｐｌｈが変移判定部４２に出力される。

　これらの結果、変移判定部４２は、入力された乱数値と変移確率値とに基づいて周波数変移を行うべきか否かの変移判定を行い変移指令信号を周波数選択指示部４３に出力する。
　より具体的には、例えば、乱数値を０～１として、入力された乱数値が変移確率値（例えば、変移確率値Ｐｈｌ＝０．４５）以下の場合には、現在の搬送波周波数とは異なる搬送波周波数に変移する変移指令信号を周波数選択指示部４３に出力する。

　周波数選択指示部４３は、入力された変移指令信号に基づいて、周波数選択信号を周波数選択部２４に出力する。
　この結果、周波数選択部２４は、入力された周波数選択信号に基づいて、搬送波周波数を最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは最小搬送波周波数ｆｍｉｎのうちいずれか一方を搬送波周波数信号として搬送波信号発生部１５に出力する。
　搬送波信号発生部１５は、搬送波周波数信号に対応する周波数（本第２施形態では、最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは最小搬送波周波数ｆｍｉｎのいずれか）の搬送波信号を生成し、ＰＷＭ信号発生部１７に出力する。

　一方、出力電圧指令生成部１６は、降圧チョッパ１３の出力電圧に相当する出力電圧指令信号（＝ＰＷＭ制御における基本波に相当）を生成し、ＰＷＭ信号発生部１７に出力する。
　これらの結果、ＰＷＭ信号発生部１７は、入力された搬送波信号及び出力電圧指令信号に基づいてＰＷＭ信号を降圧チョッパ１３に出力する。
　降圧チョッパ１３は、ＰＷＭ信号に基づいて直流電源１１からの入力直流電圧を降圧して駆動電圧として負荷１２に出力し、負荷１２が駆動されることとなる。

　図８は、第２実施形態のタイミングチャートである。
　以上の構成により、搬送波周波数演算部１４Ａにおいては、第１実施形態と同様に、最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは最小搬送波周波数ｆｍｉｎの継続期間がランダムに変化する搬送波信号ＳＣ１が出力され、ＰＷＭ信号発生部１７により、図８に示すようなＰＷＭ信号ＳＰ１が出力される。

　さらに、本第２実施形態においては、第１実施形態の効果に加えて、適切な変移確率値を用いることによって搬送波周波数の変移状態を調整することができるので、所望の高調波の周波数スペクトル分布の生成が容易になる。

　ここで、変移確率値による高調波の周波数スペクトル分布の調整について説明する。
　本第２実施形態においては、動作モードとしては、以下の４つしか存在しない。
　（１）最小搬送波周波数ｆｍｉｎの継続
　（２）最大搬送波周波数ｆｍａｘの継続
　（３）最小搬送波周波数ｆｍｉｎから最大搬送波周波数ｆｍａｘへの変移
　（４）最大搬送波周波数ｆｍａｘから最小搬送波周波数ｆｍｉｎへの変移

　図９は、第２実施形態の動作説明図である。
　この場合において、生じる高調波の周波数スペクトル分布としては、図９に示すように、３種類の周波数スペクトル分布となる。（３）最小搬送波周波数ｆｍｉｎから最大搬送波周波数ｆｍａｘへの変移と（４）最大搬送波周波数ｆｍａｘから最小搬送波周波数ｆｍｉｎへの変移はいずれも７３となるので、共通で扱う。

　したがって、これら３種類の周波数スペクトル分布を用いて考察する。
　各周波数スペクトル分布のピークにおける高調波成分の振幅は、（２）式～（４）式で表せる。

　ここで、定数Ｃは、変調率や分散範囲などによって変化するが，３つの分散で共通の定数である。
　以上に基づいて、本第２実施形態においては、高調波の周波数スペクトル分布を調整している。

　例えば、最小搬送波周波数ｆｍｉｎの高調波成分を多くしたい場合には、搬送波周波数を最大搬送波周波数ｆｍａｘから最小搬送波周波数ｆｍｉｎに変移させる変移確率値Ｐｈｌを大きくするか、あるいは、搬送波周波数を最小搬送波周波数ｆｍｉｎから最大搬送波周波数ｆｍａｘに変移させる変移確率値Ｐｌｈを小さくすれば良い。

　また、最大搬送波周波数ｆｍａｘの高調波成分を多くしたい場合には搬送波周波数を最大搬送波周波数ｆｍａｘから最小搬送波周波数ｆｍｉｎに変移させる変移確率値Ｐｈｌを小さくするか、あるいは、搬送波周波数を最小搬送波周波数ｆｍｉｎから最大搬送波周波数ｆｍａｘに変移させる変移確率値Ｐｌｈを大きくすれば良い。

　さらに、最小搬送波周波数ｆｍｉｎから最大搬送波周波数ｆｍａｘへの変移、あるいは、最大搬送波周波数ｆｍａｘから最小搬送波周波数ｆｍｉｎへの変移によって生じる高調波成分を多くしたい場合には、搬送波周波数を最大搬送波周波数ｆｍａｘから最小搬送波周波数ｆｍｉｎに変移させる変移確率値Ｐｈｌ、あるいは、搬送波周波数を最小搬送波周波数ｆｍｉｎから最大搬送波周波数ｆｍａｘに変移させる変移確率値Ｐｌｈを大きくすれば良い。これによって、任意の周波数スペクトル分布の生成が可能になる。

　ところで、第１実施形態でも述べたように、通常、搬送波周波数の選択範囲は広く取ることができない。
　したがって、図５に示したように、搬送波周波数選択範囲の下限の搬送波周波数である最小搬送波周波数ｆｍｉｎによる高調波成分のピーク７１、搬送波周波数選択範囲の上限の搬送波周波数である最大搬送波周波数ｆｍａｘによる高調波成分のピーク７２及び搬送波周波数の変移に起因する高調波成分のピーク７３はそれぞれ重なることになる。

　図１０は、第２実施形態の効果の説明図である。
　そのため、搬送波周波数の変移に起因する高調波のピーク７３を、最小搬送波周波数ｆｍｉｎによる高調波成分のピーク７１及び最大搬送波周波数ｆｍａｘによる高調波成分のピーク７２に対して小さくすることで、図１０に示すように、搬送波周波数の選択範囲内で可能な限り平坦にすることが可能になる。

　本第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、乱数ではなく、例えば正弦波に応じて変移判定を実施しても、搬送波周波数選択範囲の平均周波数の成分を低減できる。また、本第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、降圧チョッパ１３による負荷１２の制御について示したが、ＰＷＭ電力変換装置であれば同様に高調波成分の分散効果が得られる。

　また、可能であれば、搬送波周波数の更新タイミングが搬送波のピーク（山）またはボトム（谷）になるように、搬送波周波数の変更はピーク位置またはボトム位置のみで実施した方が良い。これによって、搬送波のピークからボトムの間の出力電圧の平均値が出力電圧指令となるというＰＷＭの前提が保たれ、搬送波周波数の変更によって、出力電圧に生じる誤差の発生を防ぐことができる。

［３］第３実施形態
　本第３実施形態が上記第２実施形態と異なる点は、負荷の機械特性に基づいて変移確率値および搬送波周波数を決定する変移確率搬送波周波数決定部を備えた点である。
　図１１は、第３実施形態のＰＷＭ電力変換装置の概要構成ブロック図である。
　図１１において、図７の第２実施形態と同一の部分には、同一の符号を付すものとする。

　ＰＷＭ電力変換装置１０の搬送波周波数演算部１４Ｂは、大別すると、図１１に示すように、乱数を発生する乱数発生部２１と、入力された負荷の機械特性に基づいて、変移確率値Ｐｈｌ、Ｐｌｈ、最大搬送波周波数ｆｍａｘ及び最小搬送波周波数ｆｍｉｎを決定する変移確率搬送波周波数決定部５１と、変移確率搬送波周波数決定部５１により設定された複数の変移確率値のいずれかを周波数選択信号に基づいて選択して出力する変移確率選択部４１と、入力された乱数値及び入力された変移確率値に基づいて周波数変移を行うべきか否かの変移判定を行い変移指令信号を出力する変移判定部４２と、入力された変移指令信号に基づいて、周波数選択信号を出力する周波数選択指示部４３と、変移確率搬送波周波数決定部５１により設定された最大搬送波周波数ｆｍａｘあるいは最小搬送波周波数ｆｍｉｎのいずれかを、周波数選択信号に基づいて搬送波周波数信号として出力する周波数選択部２４と、を備えている。

　図１２は、機械特性判定において負荷に流す電流の一例の説明図である。
　図１３は、機械特性判定における負荷の騒音特性の説明図である。
　上述した第３実施形態のＰＷＭ電力変換装置１０の構成において、機械特性とは、例えば、図１２のようなホワイトノイズに近いような電流を負荷に流した際における、図１３に示す負荷の騒音特性や、単純に負荷の機械共振点の周波数（例えば、図１３においては、３．４ｋＨｚ及び３．９ｋＨｚ）である。

　図１４は、機械特性と設定される搬送波周波数との関係説明図である。
　そして、変移確率搬送波周波数決定部５１は、入力された機械特性に応じて、例えば、図１４に示すように、機械特性８２における機械共振点を、最大搬送波周波数ｆｍａｘ及び最小搬送波周波数ｆｍｉｎの平均周波数［＝２ｆｍｉｎ×ｆｍａｘ／（ｆｍａｘ＋ｆｍｉｎ）≒（ｆｍａｘ＋ｆｍｉｎ）／２］と一致させるように最大搬送波周波数ｆｍａｘ及び最小搬送波周波数ｆｍｉｎを決定する。さらに、変移確率値Ｐｈｌ、Ｐｌｈを小さくすることにより、搬送波周波数の変移の回数を抑制し、平均周波数における高調波のピークの発生を抑制することで、機械共振を回避した周波数スペクトル分布８１にする。

　図１５は、機械特性と設定される搬送波周波数との他の関係説明図である。
　例えば、図１５に示すように、最大搬送波周波数ｆｍａｘにおける騒音が大きく出る機械特性８４の場合には、搬送波周波数を最大搬送波周波数ｆｍａｘから最小搬送波周波数ｆｍｉｎに変移させる変移確率値Ｐｈｌよりも、搬送波周波数を最小搬送波周波数ｆｍｉｎから最大搬送波周波数ｆｍａｘに変移させる変移確率値Ｐｌｈを小さくして最大搬送波周波数ｆｍａｘの高調波のピークよりも最小搬送波周波数ｆｍｉｎの高調波のピークが大きくなるように、機械共振を回避した周波数スペクトル分布８３にする。

　以上のように構成した本第３実施形態によれば、機械共振を避けることができ、電磁騒音を低減することが可能になる。
　本第３実施形態においても、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、乱数ではなく、例えば正弦波に応じて変移判定を実施しても、搬送波周波数選択範囲の平均周波数の成分を低減できる。

　また、本第３実施形態でも、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、降圧チョッパ１３による負荷１２の制御について示したが、ＰＷＭ電力変換装置であれば同様に高調波成分の分散効果が得られる。

　本第３実施形態においても、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、乱数ではなく、例えば正弦波に応じて変移判定を実施しても、機械共振を回避できる。
　また、第３実施形態においても、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、降圧チョッパ１３による負荷１２の制御について示したが、例えば、負荷１２として機能する交流モータ１２Ａを制御するインバータであっても交流モータ１２Ａの機械特性に応じて本発明を用いれば同様に電磁騒音低減効果が得られる。

［４］第１実施形態乃至第３実施形態の変形例
［４．１］第１変形例
　図１６は、第１実施形態乃至第３実施形態の第１変形例の概要構成説明図である。
　以上の各実施形態においては、負荷の機械特性を別途入力（設定）する構成を採っていたが、図１６に示すように、負荷の近傍に騒音検出用のマイクロフォン９１を設け、マイクロフォン９１の出力を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）して分析するＦＦＴアナライザ９２を設け、ＦＦＴ分析結果に基づいて最大搬送波周波数ｆｍａｘ、最小搬送波周波数ｆｍｉｎ及び搬送波継続期間を定めるように構成することも可能である。

［４．２］第２変形例
　第１実施形態乃至第３実施形態の第１変形例と同様にＦＦＴアナライザを設け、さらに、第２実施形態で用いた変移確率値Ｐｈｌ及び変移確率値ＰｌｈをＦＦＴ分析結果に基づいて定めるように構成することも可能である。

［４．３］第３変形例
　上記第３実施形態においては、変移確率搬送波周波数決定部５１を持つ構成を採っていたが、第２実施形態の構成において、機械共振を避けるようにあらかじめ変移確率値Ｐｈｌ、Ｐｌｈ及び搬送波周波数ｆｍａｘ、ｆｍｉｎを計算しておき、それを設定するように構成することも可能である。

［４．４］第４変形例
　第１実施形態乃至第３実施形態のＰＷＭ電力変換装置の制御部は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）やＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成として構成することも可能である。

［４．５］第５変形例
　また第１実施形態乃至第３実施形態のＰＷＭ電力変換装置の制御部で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されるようにしてもよい。

［４．６］第６変形例
　また、第１実施形態乃至第３実施形態のＰＷＭ電力変換装置の制御部で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のＰＷＭ電力変換装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

［４．７］第７変形例
　また、第１実施形態乃至第３実施形態のＰＷＭ電力変換装置の制御部の制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

［５］第４実施形態
　図１７は、第４実施形態のＰＭＳＭ回転センサレス制御システムの概要構成ブロック図である。
　ＰＭＳＭ回転センサレス制御システム１１０は、大別すると、電力変換を行うインバータ１１１と、インバータ１１１により回転駆動されるＰＭＳＭ１１２と、電動機鉄心突極性を利用してＰＭＳＭ１１２の回転角度を推定するために重畳する高周波電圧の周波数を演算し、設定するための重畳高周波周波数演算部１３と、重畳高周波周波数演算部１１３により設定された周波数を有する高周波信号を制御信号に重畳しつつ、インバータ１１１を制御するインバータ制御部１１４と、を備えている。このとき、重畳高周波周波数演算部１１３はインバータ制御部１１４内部または外部に設けることが可能である。

　重畳高周波周波数演算部１１３は、乱数を発生する乱数発生部１２１と、入力された乱数の値に基づいて継続期間を決定し、継続期間データを出力する継続期間決定部１２２と、入力された継続期間データに基づいて後述する継続判定を行い、周波数選択信号を出力する継続判定部１２３と、周波数選択信号に基づいて、重畳高周波周波数として設定可能な周波数のうち最も周波数の高い最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘあるいは重畳高周波周波数として設定可能な周波数のうち最も周波数の低い最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎのいずれか一方を重畳高周波周波数信号として出力する周波数選択部１２４と、を備えている。

　図１８は、継続判定部の概要構成ブロック図である。
　継続判定部１２３は、比較器１６１、カウンタ１６２、反転処理器１６３を備えている。
　比較器１６１は、継続期間データ及びカウントデータが入力され、継続期間データの値及びカウントデータの値が一致したか否かを判別して、比較結果信号を出力する。

　カウンタ１６２は、内部にメモリを有しており、メモリにはカウント値が保存されている。カウント値の初期値は例えば０とする。そのカウント値に対して制御周期毎に一定値（例えば１）を加算してメモリ内のカウント値を更新する。

　カウンタ１６２には、比較結果信号が入力され、比較結果信号が一致に相当する場合にカウント値は初期値にリセットされる。また、カウンタ１６２は、比較結果信号が不一致に相当する場合は、継続して制御周期毎に一定値を加算してカウント値として出力する。
反転処理器１６３は、比較結果信号及び周波数選択信号が入力され、比較結果信号と周波数選択信号とが不一致となった場合に、周波数選択信号を反転する。
　以上の一連の処理が継続判定となる。

　インバータ制御部１１４は、周波数選択部１２４より出力される重畳高周波周波数信号に基づいて、重畳すべき高周波電圧の周波数の指示を行うための重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊を出力する高周波電圧指令生成部１３１を備えている。また、インバータ制御部１１４は、入力された重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊及びｑ軸電流検出信号ｉｑｃに基づいてＰＭＳＭ１２の回転位相角を推定して推定位相角θｅｓｔを出力する回転位相角推定部１３２を備えている。

　また、インバータ制御部１１４は、運転室等の外部から入力されるｄ軸電流指令信号ｉｄｃ^＊、ｑ軸電流指令信号ｉｑｃ^＊、電流検出部１３７の検出値から算出されるｄ軸電流検出信号ｉｄｃ及びｑ軸電流検出信号ｉｑｃに基づいて電流制御を行うために基本波電圧指令信号ｖｄｃｆ^＊、ｖｑｃｆ^＊を生成し出力する電流制御部１３３と、基本波電圧指令信号ｖｄｃｆ^＊、ｖｑｃｆ^＊および重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊に基づいてｄ軸電圧指令信号ｖｄｃ^＊、ｑ軸電圧指令信号ｖｑｃ^＊を出力する高周波電圧重畳部１３４と、を備えている。

　また、インバータ制御部１１４は、入力されたｄ軸電圧指令信号ｖｄｃ^＊及びｑ軸電圧指令信号ｖｑｃ^＊の座標変換を行ってＵ相電圧指令信号ｖｕ^＊、Ｖ相電圧指令信号ｖｖ^＊、Ｗ相電圧指令信号ｖｗ^＊を出力する第１座標変換部１３５と、入力された電圧指令信号ｖｕ^＊、ｖｖ^＊、ｖｗ^＊と、搬送波である三角波あるいは鋸波と、を比較してＰＷＭ変調を行い、インバータ１１の各相スイッチング素子のオン／オフ指令であるゲート信号を出力するＰＷＭ変調部１３６と、を備えている。

　また、インバータ制御部１１４は、ＰＭＳＭ１２に流れる３相交流電流のうち複数相（図１７の例では、Ｕ相及びＷ相の２相）の電流応答値を検出し、電流検出信号（図１７の例では、Ｕ相電流検出信号ｉｕ及びＷ相電流検出信号ｉｗ）を出力する電流検出部１３７と、電流検出部１３７により出力された電流検出信号（図１７の例では、Ｕ相電流検出信号ｉｕ及びＷ相電流検出信号ｉｗ）の座標変換（ＵＶＷ／ｄｃｑｃ変換）を行ってｄ軸電流検出信号ｉｄｃ及びｑ軸電流検出信号ｉｑｃを出力する第２座標変換部１３８と、を備えている。

　次に第４実施形態の動作を説明する。
　まず、重畳高周波周波数演算部１１３の乱数発生部１２１は、乱数値を発生して継続期間決定部１２２に出力する。ここで、乱数発生部１２１は、疑似乱数を演算して乱数値として出力したり、乱数テーブルを参照したりして乱数値を出力する。

　この結果、継続期間決定部１２２は、入力された乱数値に基づいて重畳高周波周波数の継続期間を決定し、継続期間データとして出力する。より具体的には、重畳高周波周波数の１周期分を基準として（５）式で計算する。
　　　　継続期間＝重畳高周波周波数の１周期×乱数値　……（５）

　継続判定部１２３は、入力された継続期間データに基づいて、継続判定を行い、周波数選択信号を出力する。本第４実施形態においては、重畳高周波電圧の周波数は、最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘあるいは、最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎの２種類であるので、周波数選択信号は、“０”又は“１”のいずれかの値を有する２値データである。したがって、継続期間データの値に応じて、最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘあるいは、最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎのいずれかに対応する周波数選択信号が周波数選択部１２４に出力される。

　周波数選択部１２４は、周波数選択信号に基づいて、最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘあるいは最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎのいずれか一方を重畳高周波周波数信号として高周波電圧指令生成部１３１に出力する。

　インバータ制御部１１４の高周波電圧指令生成部１３１は、入力された重畳高周波周波数信号に基づいて重畳すべき高周波電圧の周波数の指示を行うための重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊を回転位相角推定部１３２及び高周波電圧重畳部１３４に出力する。

　一方、電流制御部１３３は、入力されたｄ軸電流指令信号ｉｄｃ^＊、ｑ軸電流指令信号ｉｑｃ^＊、ｄ軸電流検出信号ｉｄｃ及びｑ軸電流検出信号ｉｑｃに基づいて電流制御を行うために基本波電圧指令信号ｖｄｃｆ^＊、ｖｑｃｆ^＊を生成し高周波電圧重畳部１３４に出力する。

　これらの結果、高周波電圧重畳部１３４は、基本波電圧指令信号ｖｄｃｆ^＊および重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊に基づいてｄ軸電圧指令信号ｖｄｃ^＊、を生成し、基本波電圧指令信号ｖｑｃｆ^＊および重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊に基づいてｑ軸電圧指令信号ｖｑｃ^＊を生成し、生成したｄ軸電圧指令信号ｖｄｃ^＊及びｑ軸電圧指令信号ｖｑｃ^＊を第１座標変換部１３５に出力する。

　第１座標変換部１３５は、入力されたｄ軸電圧指令信号ｖｄｃ^＊及びｑ軸電圧指令信号ｖｑｃ^＊の座標変換を行ってＵ相電圧指令信号ｖｕ^＊、Ｖ相電圧指令信号ｖｖ^＊及びＷ相電圧指令信号ｖｗ^＊をＰＷＭ変調部１３６に出力する。

　ＰＷＭ変調部１３６は、入力された電圧指令信号ｖｕ^＊、ｖｖ^＊、ｖｗ^＊と、搬送波である三角波あるいは鋸波と、を比較してＰＷＭ変調を行い、インバータ１１１の各相スイッチング素子のオン／オフ指令であるゲート信号をインバータ１１に出力する。
　この結果、インバータ１１１よりＰＭＳＭ１１２には、同期した状態でＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流が流れて、ＰＭＳＭ１１２の図示しない回転子が回転することとなる。

　これと並行して、電流検出部１３７は、ＰＭＳＭ１１２に流れる３相交流電流のうち複数相（図１７の例では、Ｕ相及びＷ相の２相）の電流応答値を検出し、電流検出信号（図１７の例では、Ｕ相電流検出信号ｉｕ及びＷ相電流検出信号ｉｗ）を第２座標変換部１３８に出力する。

　第２座標変換部１３８は、電流検出部１３７により出力された電流検出信号（図１７の例では、Ｕ相電流検出信号ｉｕ及びＷ相電流検出信号ｉｗ）の座標変換（ＵＶＷ／ｄｃｑｃ変換）を行ってｄ軸電流検出信号ｉｄｃを電流制御部１３３に出力し、ｑ軸電流検出信号ｉｑｃを回転位相角推定部１３２及び電流制御部１３３に出力する。

　この結果、回転位相角推定部１３２は、入力された重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊及びｑ軸電流検出信号ｉｑｃに基づいてＰＭＳＭ１１２の回転位相角を推定して推定位相角θｅｓｔを第１座標変換部１３５及び第２座標変換部１３８に出力する。

　上記動作の結果、第１座標変換部１３５は、推定位相角θｅｓｔに相当するＰＭＳＭ１１２の回転状態に最適な電圧指令信号ｖｕ^＊、ｖｖ^＊、ｖｗ^＊をＰＷＭ変調部１３６に対して出力することとなるので、インバータ１１１は、騒音を抑制しつつ、ＰＭＳＭ１１２の回転状態に応じて回転駆動を行う。

　次により具体的な動作について説明する。
　図１９は、第４実施形態のタイミングチャートである。
　図１９に示すように、ＰＷＭ変調部１３６の直流電源電圧をＶｄｃ［Ｖ］とした場合に、搬送波発生部が発生する搬送波信号ＳＣは、０［Ｖ］と直流電源電圧Ｖｄｃ［Ｖ］との２つの電圧レベルの間で遷移する三角波となる。

　また、高周波電圧指令生成部１３１が出力する重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊は、図１９に示すように、その周期が重畳高周波周波数（最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘあるいは最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎ）に応じた周波数を有する矩形波となる。
　より詳細には、図１９において、時刻ｔ１から時刻ｔ２に至る期間及び時刻ｔ３から時刻ｔ４に至る期間においては、重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊は、重畳高周波周波数＝最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎであるので、比較的低い周波数の矩形波となっている。

　一方、図１９において、時刻ｔ２から時刻ｔ３に至る期間及び時刻ｔ４以降の期間においては、重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊は、重畳高周波周波数＝最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘであるので、比較的高い周波数の矩形波となっている。

　図２０は、重畳高周波周波数の切替状態の説明図である。
　ここで図２０は、図１９（ａ）の長期的な時間軸で表現した図になっている。
　図２０に示すように、本第４実施形態によれば、乱数発生部１２１において発生された乱数値に基づいて、重畳高周波周波数は、最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘあるいは最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎのいずれかの継続期間がランダムに変化するようにされている。

　したがって、本第４実施形態によれば、同一周波数の重畳高周波が印加される継続期間が毎回異なるため、重畳高周波周波数選択範囲における平均周波数の成分を低減できる。
　また、本第４実施形態においては、乱数値に応じて継続期間を変更することで、同一周波数の重畳高周波の継続期間の変化に規則性が無くなるため、継続期間の変化に伴う聴覚上の違和感を生じることが無くなる。

　本第４実施形態によれば、重畳高周波の継続期間が毎回異なるため、重畳高周波周波数選択範囲の平均周波数の成分を低減できる。
　また、本第４実施形態によれば、乱数値に応じて継続期間を変更しているので、同一の重畳高周波周波数を維持し、継続する継続期間の変化に規則性が無くなり、継続期間の変化に伴う聴覚上の違和感が生じることが少なくなる。

　また、通常、搬送波周波数の選択範囲は、上限周波数（ｆ’ｍａｘ）は、マイコンの制御演算処理時間の制限を受け、下限周波数（ｆ’ｍｉｎ）は、制御遅れによる制御性の悪化による制限を受ける。したがって、上限周波数（ｆ’ｍａｘ）から下限周波数（ｆ’ｍｉｎ）に至る周波数帯域としては、広く取ることができない。

　図２１は、重畳高周波周波数と高調波成分との関係説明図である。
　すなわち、図２１に示すように、下限の周波数である最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎによる高調波成分の山１７１、上限の周波数である最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘによる高調波成分の山１７２及び周波数の変移に伴う高調波成分の山１７３はそれぞれ重なることになる。したがって、重畳高周波周波数選択範囲の中で、分散の範囲を可能な限り広げるためには、重畳高周波周波数選択範囲の下限の周波数である最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎと上限の周波数である最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘの２つの周波数を重畳高周波周波数として選択して、継続期間を変化させることで分散するのがより好ましいことがわかる。

　また、可能であれば、重畳高周波周波数の更新タイミングが搬送波の山または谷になるように、継続期間としては、搬送波が三角波の場合には搬送波周期の半周期の整数倍、搬送波が鋸波の場合には搬送波の１周期の整数倍にするのが好ましい。これによって、搬送波の山から谷の間の出力電圧の平均値が出力電圧指令の電圧値となるというＰＷＭの前提が保たれ、搬送波周波数の変更によって、出力電圧に生じる誤差の発生を防ぐことができる。

［５．１］第４実施形態の変形例
［５．１．１］第１変形例
　上記構成において、重畳高周波周波数を維持する継続期間期を、重畳高周波の周期の半周期の整数倍とし、高周波電流が零となるタイミングで重畳高周波の周波数を切り替えるように構成することも可能である。

　これにより、より安定した切り替えが実現できる。
　また、さらに、継続期間を、重畳高周波の１周期の整数倍とすることで、高周波１周期のフーリエ級数演算によって回転位相角の推定、すなわち、推定位相角θｅｓｔを正確に算出することができる。

［５．１．２］第２変形例
　上記第４実施形態では、高周波電圧を重畳する方法を示したが、高周波電流を重畳する方法でも同様の効果を得ることが可能である。
　また、上記第４実施形態では、重畳高周波電圧をｄ軸に矩形波を重畳している例を示したが、ｄ軸とｑ軸の両方あるいはｑ軸だけに電圧を重畳する、あるいは正弦波を重畳する場合でも同様の効果が得られる。

［５．１．３］第３変形例
　図２２は、高周波電圧指令生成部の概要構成ブロック図である。

　高周波電圧指令生成部１３１は、重畳高周波周波数設定部１３Ｘから入力された重畳高周波周波数（ｆ’ｍａｘまたはｆ’ｍｉｎ）を、（６）式あるいは（７）式で表される中心重畳高周波周波数ｆｈ＿ｃで除し、第１の重畳高周波電圧振幅指令値Ｖｄｈ^＊を乗じた値を第２の重畳高周波電圧振幅指令値Ｖｄｈ^＊＊として出力する重畳高周波電圧振幅指令生成部３０１と、入力された重畳高周波周波数（ｆ’ｍａｘ又はｆ’ｍｉｎ）の重畳高周波電圧振幅を第２の重畳高周波電圧振幅指令値Ｖｄｈ^＊＊に相当する値として重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊とする矩形波生成部３０２と、を備えている。

　図２３は、第３変形例の動作説明タイミングチャートである。
　上記構成の結果、図２３に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２に至る期間及び時刻ｔ３から時刻ｔ４に至る期間は、重畳高周波周波数＝ｆ’ｍｉｎ（＜ｆ’ｍａｘ）となっている。この期間における重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊の値は、重畳高周波周波数が、中心重畳高周波周波数ｆ_ｈ＿ｃにおける重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊の振幅＝ｖｈ［Ｖ］の場合に、重畳高周波周波数＝ｆ’ｍｉｎにおける重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊の振幅ｖｈｆ’ｍｉｎ＜ｖｈとなっている。

　また、図２３に示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３に至る期間及び時刻ｔ４以降の期間は、重畳高周波周波数＝ｆ’ｍａｘとなっており、この期間における重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊の値は、重畳高周波周波数が、中心重畳高周波周波数ｆ_ｈ＿ｃにおける重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊の振幅＝ｖｈ［Ｖ］の場合に、重畳高周波周波数＝ｆ’ｍａｘにおける重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊の振幅ｖｈｆ’ｍａｘ＞ｖｈとなっている。

　高周波電流ｉｄｃｈの振幅Ｉｈは、重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊の振幅ｖｈと重畳高周波周波数ｆｈ、インダクタンスＬを用いて、次式のように近似できる。
　　　　Ｉｈ≒ｖｈ／（４ｆｈ×Ｌ）
　したがって、上記構成の結果、ｖｈ／ｆｈが一定となるので、図２３に示すように、重畳した高周波電圧によって発生する高周波電流ｉｄｃｈの振幅が重畳高周波周波数の値（ｆ’ｍｉｎまたはｆ’ｍａｘ）にかかわらず一定となり、ＳＮ比を一定に保つことができる。
　このように構成することで、騒音を低減するために重畳高周波周波数を可変にすることで回転子磁極位置の推定精度が落ちるような場合があっても、重畳高周波周波数の電圧振幅に応じて制御することができるため、重畳高周波周波数が一定のときと同様の推定精度を維持することができる。

　図２４は、他の高周波電圧指令生成部の概要構成ブロック図である。
　図２４の構成においては、図１７の継続判定部１２３から高周波電圧指令生成部１３１へ周波数選択信号が送られる。
　高周波電圧指令生成部１３１は、継続判定部１２３から入力された周波数選択信号に基づいて、重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘに対応する重畳高周波電圧振幅ｖｈｆ’ｍａｘあるいは重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎに対応する重畳高周波電圧振幅ｖｈｆ’ｍｉｎのいずれかを出力する電圧振幅選択部３０３と、入力された重畳高周波周波数（ｆ’ｍａｘまたはｆ’ｍｉｎ）及び入力された重畳高周波電圧振幅（ｖｈｆ’ｍａｘまたはｖｈｆ’ｍｉｎ）に基づいて、重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊とする矩形波生成部３０２と、を備えている。
　本構成によっても、重畳した高周波電圧によって発生する高周波電流ｉｄｃｈの振幅が重畳した高周波電圧周波数の値にかかわらず一定となり、ＳＮ比を一定に保つことができる。
　図２４の高周波電圧指令生成部１３１を第４実施形態の重畳高周波周波数演算部１１３と組み合わせることで、図２４に示すように重畳高周波周波数演算部１１３で生成した周波数選択信号を用いて電圧振幅選択部３０３のようにスイッチによる切り替えだけで重畳高周波電圧振幅指令Ｖｄｈ^＊を選択でき、プログラムを単純にすることができる。

［６］第５実施形態
　図２５は、第５実施形態のＰＭＳＭ回転センサレス制御システムの概要構成ブロック図である。
　図２５において、図１７の第４実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。

　本第５実施形態が第４実施形態と異なるのは、第４実施形態が、単純に乱数値によって継続して用いる同一の重畳高周波周波数の継続期間を設定していたのに対し、本第２実施形態は、乱数値及び変移確率値を用い、乱数値が変移すべき条件を満たしているか否かを変移確率値に基づいて行う重畳高周波周波数演算部を備えた点である。この場合に、変移確率値を複数用いることにより、ある重畳高周波周波数から他の重畳高周波周波数に切り替えるか否かを判別しているため、発生する高周波成分を制御することでより一層均一に重畳高周波周波数を切り替えることができ、得られる高調波成分を均一に分散させることができる。

　ＰＭＳＭ回転センサレス制御システム１１０Ａの重畳高周波周波数演算部１１３Ａは、大別すると、図２５に示すように、乱数を発生する乱数発生部１２１と、周波数選択信号に基づいてあらかじめ設定された複数の変移確率値のいずれかを選択して出力する変移確率選択部１４１と、入力された乱数値及び入力された変移確率値に基づいて周波数変位を行うべきか否かの変移判定を行い変移指令信号を出力する変移判定部１４２と、入力された変移指令信号に基づいて、周波数選択信号を出力する周波数選択指示部１４３と、周波数選択信号に基づいて、重畳高周波周波数を最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘあるいは最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎのいずれかを排他的に重畳高周波周波数信号として出力する周波数選択部１２４と、を備えている。

　本第５実施形態においても、用いる重畳高周波周波数を最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘ及び最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎの２種類としている。変移確率値は、重畳高周波周波数を最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘから最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎに変移させる確率値である変移確率値Ｐ’ｈｌと、重畳高周波周波数を最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎから最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘに変移させる確率値である変移確率値Ｐ’ｌｈと、の二つが用いられている。

　次に第５実施形態の動作を説明する。
　まず、重畳高周波周波数演算部１１３Ａの乱数発生部１２１は、乱数値を発生して変移判定部１４２に出力する。ここで、乱数発生部１２１は、第１実施形態と同様に、疑似乱数を演算して乱数値として出力したり、乱数テーブルを参照したりして乱数値を変移判定部１４２に出力する。

　これと並行して、変移確率選択部１４１は、周波数選択指示部１４３が出力している周波数選択信号に基づいてあらかじめ設定された複数の変移確率値Ｐ’ｈｌ、Ｐ’ｌｈのいずれかを選択して変移判定部１４２に出力する。

　具体的には、変移確率選択部１４１に周波数選択指示部１４３から最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘに対応する周波数選択信号が入力される場合には、重畳高周波周波数を最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘから最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎに変移させる確率値である変移確率値Ｐ’ｈｌが変移判定部１４２に出力される。

　また、変移確率選択部１４１に周周波数選択指示部１４３から最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎに対応する周波数選択信号が入力される場合には、重畳高周波周波数を最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎから最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘに変移させる確率値である変移確率値Ｐ’ｌｈが変移判定部１４２に出力される。

　これらの結果、変移判定部１４２は、入力された乱数値と変移確率値とに基づいて周波数変位を行うべきか否かの変移判定を行う。その後、行われた変移判定の結果に対応する変移指令信号を周波数選択指示部１４３に出力する。
　より具体的には、例えば、乱数値を０～１として、入力された乱数値が変移確率値（たとえば、変移確率値Ｐ’ｈｌ＝０．４５）以下の場合には、現在の重畳高周波周波数とは異なる重畳高周波周波数に変移する変移指令信号を周波数選択指示部１４３に出力する。

　周波数選択指示部１４３は、入力された変移指令信号に基づいて、周波数選択信号を周波数選択部１２４に出力する。
　この結果、周波数選択部１２４は、入力された周波数選択信号に基づいて、重畳高周波周波数を最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘあるいは最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎのうちいずれか一方を重畳高周波周波数信号として高周波電圧指令生成部１３１に出力する。高周波電圧指令生成部１３１は、重畳高周波周波数信号に対応する周波数（本第２施形態では、最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘあるいは最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎのいずれか）に対応する重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊を生成する。また、生成した重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊を回転位相角推定部１３２及び高周波電圧重畳部１３４に出力する。

　一方、電流制御部１３３は、入力されたｄ軸電流指令信号ｉｄｃ^＊、ｑ軸電流指令信号ｉｑｃ^＊、ｄ軸電流検出信号ｉｄｃ及びｑ軸電流検出信号ｉｑｃに基づいて電流制御を行うために基本波電圧指令信号ｖｄｃｆ^＊、ｖｑｃｆ^＊を生成し高周波電圧重畳部１３４に出力する。

　これらの結果、高周波電圧重畳部１３４は、基本波電圧指令信号ｖｄｃｆ^＊および重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊に基づいてｄ軸電圧指令信号ｖｄｃ^＊、を生成し、基本波電圧指令信号ｖｑｃｆ^＊および重畳電圧指令信号ｖｑｃｈ^＊に基づいてｑ軸電圧指令信号ｖｑｃ^＊を生成する。生成したｄ軸電圧指令信号ｖｄｃ^＊及びｑ軸電圧指令信号ｖｑｃ^＊を第１座標変換部１３５に出力する。

　第１座標変換部１３５は、入力されたｄ軸電圧指令信号ｖｄｃ^＊及びｑ軸電圧指令信号ｖｑｃ^＊の座標変換を行ってＵ相電圧指令信号ｖｕ^＊、Ｖ相電圧指令信号ｖｖ^＊及びＷ相電圧指令信号ｖｗ^＊を生成する。生成したＵ相電圧指令信号ｖｕ^＊、Ｖ相電圧指令信号ｖｖ^＊及びＷ相電圧指令信号ｖｗ^＊をＰＷＭ変調部１３６に出力する。

　ＰＷＭ変調部１３６は、入力された電圧指令信号ｖｕ^＊、ｖｖ^＊、ｖｗ^＊と、搬送波である三角波あるいは鋸波と、を比較してＰＷＭ変調を行い、インバータ１１１の各相スイッチング素子のオン／オフ指令であるゲート信号をＰＭＳＭ１１２に出力する。
　この結果、ＰＭＳＭ１１２には、同期した状態でＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流が流れて、ＰＭＳＭ１１２の図示しない回転子が回転することとなる。

　これと並行して、電流検出部１３７は、ＰＭＳＭ１１２に流れる３相交流電流のうち複数相（図２５の例では、Ｕ相及びＷ相の２相）の電流応答値を検出し、電流検出信号（図２５の例では、Ｕ相電流検出信号ｉｕ及びＷ相電流検出信号ｉｗ）を第２座標変換部１３８に出力する。

　第２座標変換部１３８は、電流検出部１３７により出力された電流検出信号（図２５の例では、Ｕ相電流検出信号ｉｕ及びＷ相電流検出信号ｉｗ）の座標変換（ＵＶＷ／ｄｃｑｃ変換）を行ってｄ軸電流検出信号ｉｄｃを電流制御部１３３に出力し、ｑ軸電流検出信号ｉｑｃを回転位相角推定部１３２及び電流制御部１３３に出力する。

　この結果、回転位相角推定部１３２は、入力された重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊及びｑ軸電流検出信号ｉｑｃに基づいてＰＭＳＭ１２の回転位相角を推定して推定位相角θｅｓｔを第１座標変換部１３５及び第２座標変換部１３８に出力する。

　上記動作の結果、第１座標変換部１３５は、推定位相角θｅｓｔに相当するＰＭＳＭ１２の回転状態に最適な電圧指令信号ｖｕ^＊、ｖｖ^＊、ｖｗ^＊をＰＷＭ変調部１３６に対して出力することとなるので、インバータ１１１は、騒音を抑制しつつ、ＰＭＳＭ１１２の回転状態に応じて回転駆動を行う。

　さらに、本第５実施形態においては、第４実施形態の効果に加えて、適切な変移確率値を用いることによって重畳高周波周波数の変移状態を調整することができるので、所望の高調波の周波数スペクトル分布の生成が容易になる。

　ここで、変移確率値による高調波の周波数スペクトル分布の調整について説明する。
　本第５実施形態において、動作モードとしては、以下の４つしか存在しない。
　（１）最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎの継続
　（２）最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘの継続
　（３）最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎから最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘへの変移
　（４）最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘから最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎへの変移

　図２６は、第５実施形態の動作説明図である。
　この場合において、生じる高調波の周波数スペクトル分布としては、図２６に示すように、３種類の周波数スペクトル分布となる。
　すなわち、
　（１）最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎの継続時が周波数スペクトル分布１７１、
　（２）最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘの継続時が周波数スペクトル分布１７２、
　（３）最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎから最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘへの変移時及び最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘから最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎへの変移時はいずれも周波数スペクトル分布１７３となるので、共通で扱う。
　したがって、これら３種類の周波数スペクトル分布を用いて考察する。
　各周波数スペクトル分布のピークにおける高調波成分の振幅は、（８）式～（１０）式で表せる。

　ここで、定数Ｃは、変調率や分散範囲などによって変化するが、３つの分散で共通の定数である。
　以上に基づいて、本第５実施形態においては、高調波の周波数スペクトル分布を調整している。

　例えば、最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎの高調波成分を多くしたい場合には、重畳高周波周波数を最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘから最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎに変移させる変移確率値Ｐ’ｈｌを大きくするか、あるいは、重畳高周波周波数を最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎから最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘに変移させる変移確率値Ｐ’ｌｈを小さくすれば良い。

　また、最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘの高調波成分を多くしたい場合には重畳高周波周波数を最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘから最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎに変移させる変移確率値Ｐ’ｈｌを小さくするか、あるいは、重畳高周波周波数を最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎから最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘに変移させる変移確率値Ｐ’ｌｈを大きくすれば良い。

　さらに、最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎから最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘへの変移、あるいは、最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘから最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎへの変移によって生じる高調波成分を多くしたい場合には、重畳高周波周波数を最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘから最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎに変移させる変移確率値Ｐ’ｈｌ、あるいは、重畳高周波周波数を最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎから最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘに変移させる変移確率値Ｐ’ｌｈを大きくすれば良い。これによって、任意の周波数スペクトル分布の生成が可能になる。

　ところで、第４実施形態でも述べたように、通常、重畳高周波周波数の選択範囲は広く取ることができない。
　したがって、図２１に示したように、下限の重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎによる高調波成分の周波数スペクトル分布１７１と最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘによる高調波成分の周波数スペクトル分布１７２、重畳高周波周波数の変移に起因する高調波成分の周波数スペクトル分布１７３はそれぞれ重なることになる。

　図２７は、第５実施形態の効果の説明図である。
　図２７では、重畳高周波周波数の変移に起因する高調波の周波数スペクトル分布１７３が、最小重畳高周波周波数ｆ’ｍｉｎによる高調波成分の周波数スペクトル分布１７１及び最大重畳高周波周波数ｆ’ｍａｘによる高調波成分の周波数スペクトル分布１７２と重なり合った際にスペクトルの和が平坦となっている。スペクトルの和を平坦とするために、周波数スペクトル分布１７３が、周波数スペクトル分布１７１及び周波数スペクトル分布１７２に対して低くなるように変移確率Ｐ’ｈｌとＰ’ｌｈを設定することで、図２７に示すように、重畳高周波周波数の選択範囲内で可能な限り平坦にすることが可能になる。

　本第５実施形態においても、第４実施形態と同様に、乱数ではなく、例えば正弦波に応じて変移判定を実施しても、重畳高周波周波数選択範囲の平均周波数の成分を低減できる。

　また、可能であれば、重畳高周波周波数の更新タイミングが搬送波の周波数スペクトル分布のピークまたは周波数スペクトル分布のボトムになるように、重畳高周波周波数の変更はピーク位置またはボトム位置のみで実施した方が良い。これによって、搬送波のピークからボトムの間の出力電圧の平均値が出力電圧指令となるというＰＷＭの前提が保たれ、重畳高周波周波数の変更によって、出力電圧に生じる誤差の発生を防ぐことができる。

［７］第６実施形態
　図２８は、第６実施形態のＰＭＳＭ回転センサレス制御システムの概要構成ブロック図である。
　図２８において、図１７の第４実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。

　本第６実施形態が第４実施形態と異なるのは、重畳高周波周波数演算部１１３に代えて、ＰＭＳＭ回転センサレス制御システム１１０Ｂにおいて、ＰＷＭ変調部１３６で用いる搬送波周波数（図２８の場合、最大搬送波周波数ｆ’ｍａｘ１または最小搬送波周波数ｆ’ｍｉｎ１のいずれか）を決定する搬送波周波数演算部１５１を用いた点と、搬送波周波数演算部１５１により決定された搬送波周波数を有する搬送波ＳＣを生成してＰＷＭ変調部１３６に出力する搬送波発生部５２を設けた点と、搬送波周波数信号に基づいて重畳すべき高周波電圧の周波数の指示を行うための重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊を出力する高周波電圧指令生成部１３１Ａと、を備えた点である。

　次に第６実施形態の動作を説明する。
　まず、搬送波周波数演算部１５１の乱数発生部１２１は、乱数値を発生して継続期間決定部１２２に出力する。ここで、乱数発生部１２１は、疑似乱数を演算して乱数値として出力したり、乱数テーブルを参照したりして乱数値を出力する。

　この結果、継続期間決定部１２２は、入力された乱数に基づいて重畳高周波周波数の継続期間を決定し、継続期間データとして出力する。より具体的には、重畳高周波周波数の１周期分を基準として第１実施形態において、上述した（１）式で計算する。

　継続判定部１２３は、入力された継続期間データに基づいて、継続判定を行い、周波数選択信号を出力する。本第３実施形態においては、搬送波の周波数は、最大搬送波周波数ｆ’ｍａｘ１あるいは最小搬送波周波数ｆ’ｍｉｎ１の２種類であるので、周波数選択信号は、“０”又は“１”のいずれかの値を有する２値データである。したがって、継続判定に応じて、最大搬送波周波数ｆ’ｍａｘ１あるいは最小搬送波周波数ｆ’ｍｉｎ１のいずれかに対応する周波数選択信号が周波数選択部１２４に出力される。

　周波数選択部１２４は、周波数選択信号に基づいて、最大搬送波周波数ｆ’ｍａｘ１あるいは最小搬送波周波数ｆ’ｍｉｎ１のいずれか一方を搬送波周波数信号として高周波電圧指令生成部１３１Ａおよび搬送波発生部１５２に出力する。

　この結果、高周波電圧指令生成部１３１Ａは、入力された搬送波周波数信号に基づいて、重畳すべき高周波電圧の周波数の指示を行うための重畳電圧指令信号ｖｄｃｈ^＊を回転位相角推定部１３２及び高周波電圧重畳部１３４に出力する。

　一方、搬送波発生部１５２は、搬送波周波数信号に対応する周波数（本第３施形態では、最大搬送波周波数ｆ’ｍａｘ１あるいは最小搬送波周波数ｆ’ｍｉｎ１のいずれか）の搬送波信号ＳＣを生成し、ＰＷＭ変調部１３６に出力する。

　図２９は、第６実施形態のタイミングチャートである。
　以上の構成により、第３実施形態の搬送波周波数演算部１５１においては、最大搬送波周波数ｆ’ｍａｘ１あるいは最小搬送波周波数ｆ’ｍｉｎ１の継続期間がランダムに変化する搬送波周波数が生成される。搬送波周波数は搬送波周波数演算部１５１より搬送波発生部１５２へ出力される。搬送波発生部１５２において、入力された搬送波周波数を用いて搬送波信号ＳＣをＰＷＭ変調部１３６に出力する。

　本第６実施形態によれば、重畳高周波を搬送波に同期させることで、重畳高周波周波数による電磁騒音と重畳高周波による電磁騒音の両方を同時に低減できる。
　以上の説明においては、重畳高周波電圧の周波数を搬送波周波数と等しくしたが、同期していれば、例えば重畳高周波周波数の半分、３分の１などにしてもよい。

　図３０は、第６実施形態の変形例の説明図である。
　また、本第６実施形態では、搬送波周波数演算部１５１として、第１実施形態の重畳高周波周波数演算部１３と同様の演算方法を用いたが、本第６実施形態の変形例は、ＰＭＳＭ回転センサレス制御システム１１０Ｃにおいて、図３０に示すように、第５実施形態の重畳高周波周波数演算部１１３Ａと同様の演算方法を用いた搬送波周波数演算部１５１Ａの構成を採ることも可能である。

　本第６実施形態においても、第４実施形態及び第５実施形態と同様に、乱数値ではなく、例えば正弦波に応じて変移判定を実施しても、重畳高周波周波数選択範囲の平均周波数の成分を低減できる。
　また、本第６実施形態においても、第４実施形態及び第５実施形態と同様に、高周波電流を重畳する方法でも同様の効果が得られる。また、ｄ軸とｑ軸の両方あるいはｑ軸だけに電圧を重畳する、あるいは正弦波を重畳する場合でも同様の効果が得られる。

［８］第４実施形態乃至第６実施形態の変形例
［８．１］第１変形例
　第４実施形態乃至第６実施形態の回転センサレス制御装置は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成として構成することも可能である。

［８．２］第２変形例
　また第４実施形態乃至第６実施形態の回転センサレス制御装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されるようにしてもよい。

［８．３］第３変形例
　また、第４実施形態乃至第６実施形態の回転センサレス制御装置で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の回転センサレス制御装置の制御部で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

［８．４］第４変形例
　また、第４実施形態乃至第６実施形態の回転センサレス制御装置の制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

　以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (15)

1. 　所定の設定搬送波周波数の搬送波を所定の継続時間の間発生する搬送波発生部と、
   　前記継続時間をランダムに設定するとともに、互いに異なる複数の搬送波周波数のうちいずれか一の搬送波周波数を前記設定搬送波周波数として設定する設定部と、
   　前記搬送波発生部において発生された前記搬送波に基づいて、ＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生部と、
   　前記ＰＷＭ信号に基づいて電力変換を行って負荷に供給する電力変換部と、
   　を備えた電力変換装置。
2. 　前記設定部は、乱数を発生する乱数発生部と、
   　発生された前記乱数に基づいて、前記継続時間を決定する継続時間決定部と、
   　を備えた請求項１記載の電力変換装置。
3. 　前記設定部は、乱数を発生する乱数発生部と、
   　発生された前記乱数及び所定の設定変移確率値に基づいて、現在の設定搬送波周波数を他の搬送波周波数に変移させるか否かを判定する変移判定部と、を備え、
   　前記設定部は、前記変移判定部の判定結果が変移させるものであった場合に、前記設定搬送波周波数を他の搬送波周波数に設定するとともに、互いに異なる複数の変移確率値のうちいずれか一の変移確率値を前記設定変移確率値として設定する、
   　請求項１記載の電力変換装置。
4. 　前記負荷の機械的共振特性が入力され、当該入力された機械的共振特性に基づいて、前記複数の搬送波周波数及び前記複数の変移確率値のうち少なくともいずれか一方をあらかじめ決定する値決定部を備えた、
   　請求項３記載の電力変換装置。
5. 　ＰＷＭ信号に基づいて電力変換を行って負荷に供給する電力変換部を備えた電力変換装置において実行される電力変換装置の制御方法であって、
   　所定の設定搬送波周波数の搬送波を所定の継続時間の間発生する搬送波発生過程と、
   　前記継続時間をランダムに設定するとともに、互いに異なる複数の搬送波周波数のうちいずれか一の搬送波周波数を前記設定搬送波周波数として設定する設定過程と、
   　前記搬送波発生過程において発生された前記搬送波に基づいて、ＰＷＭ信号を発生する信号発生過程と、
   　を備えた電力変換装置の制御方法。
6. 　ＰＷＭ制御における基本波周波数よりも高い周波数である互いに異なる複数の重畳高周波周波数のうちいずれか一の重畳高周波周波数を設定するとともに、設定した重畳高周波周波数を有する電圧あるいは設定した重畳高周波周波数を有する電流の継続時間をランダムに設定する設定部と、
   　前記重畳高周波周波数の電圧あるいは電流を前記継続時間の間発生する発生部と、
   　発生された前記重畳高周波周波数を有する電圧を永久磁石同期電動機に印加し、あるいは、発生された前記重畳高周波周波数を有する電流を前記永久磁石同期電動機に供給して、前記永久磁石同期電動機の回転子磁極位置及び回転速度を推定する推定部と、
   　を備えた回転センサレス制御装置。
7. 　前記設定部は、乱数を発生する乱数発生部と、
   　発生された前記乱数に基づいて、前記継続時間を決定する継続時間決定部と、
   　を備えた請求項６記載の回転センサレス制御装置。
8. 　前記設定部は、乱数を発生する乱数発生部と、
   　発生された前記乱数及び所定の設定変移確率値に基づいて、現在の設定重畳高周波周波数を他の重畳高周波周波数に変移させるか否かを判定する変移判定部と、を備え、
   　前記設定部は、前記変移判定部の判定結果が変移させるものであった場合に、前記設定重畳高周波周波数を他の重畳高周波周波数に設定するとともに、互いに異なる複数の変移確率値のうちいずれか一の変移確率値を前記設定変移確率値として設定する、
   　請求項６記載の回転センサレス制御装置。
9. 　ＰＷＭ制御における基本波周波数よりも高い周波数である互いに異なる複数の重畳高周波周波数のうちいずれか一の重畳高周波周波数を設定するとともに、設定した重畳高周波周波数を有する電圧の継続時間をランダムに設定する設定部と、
   　前記重畳高周波周波数の電圧を前記継続時間の間発生する発生部と、
   　発生された前記重畳高周波周波数を有する電圧を永久磁石同期電動機に印加して、前記永久磁石同期電動機の回転子磁極位置及び回転速度を推定する推定部と、
   　前記重畳高周波周波数に応じて重畳高周波周波数の電圧の振幅を決定する高周波電圧指令生成部と、
   　を備えた回転センサレス制御装置。
10. 　前記設定部は、二つの重畳高周波周波数を交互に設定する、
    　請求項７または請求項９記載の回転センサレス制御装置。
11. 　ＰＷＭ制御における基本波周波数よりも高い周波数である重畳高周波周波数を可変設定可能な第１設定部と、
    　設定した重畳高周波周波数を有する電圧あるいは設定した重畳高周波周波数を有する電流の継続時間をランダムに設定する第２設定部と、
    　前記設定部において設定された重畳高周波周波数に応じて振幅を決定する振幅決定部と、
    　設定された前記重畳高周波周波数及び前記振幅に基づいて重畳高周波電圧指令を生成する指令生成部と、
    　前記重畳高周波周波数及び前記振幅を有する電圧を永久磁石同期電動機に印加し、あるいは、発生された前記重畳高周波周波数を有する電流を前記永久磁石同期電動機に供給して、前記永久磁石同期電動機の回転子磁極位置及び回転速度を推定する推定部と、
    　を備えた回転センサレス制御装置。
12. 　前記設定部は、前記ＰＷＭ制御における搬送波周波数と、前記重畳高周波周波数を同期させる、
    　請求項６、請求項９又は請求項１１のいずれかに記載の回転センサレス制御装置。
13. 　永久磁石同期電動機をＰＷＭ制御するに際し、回転センサレス制御を行う回転センサレス制御装置において実行される回転センサレス制御装置の制御方法であって、
    　ＰＷＭ制御における基本波周波数よりも高い周波数である互いに異なる複数の重畳高周波周波数のうちいずれか一の重畳高周波周波数を設定するとともに、設定した重畳高周波周波数を有する電圧あるいは設定した重畳高周波周波数を有する電流の継続時間をランダムに設定する過程と、
    　前記重畳高周波周波数の電圧あるいは電流を前記継続時間の間発生する過程と、
    　発生された前記重畳高周波周波数を有する電圧を永久磁石同期電動機に印加し、あるいは、発生された前記重畳高周波周波数を有する電流を前記永久磁石同期電動機に供給して、前記永久磁石同期電動機の回転子磁極位置及び回転速度を推定する過程と、
    　を備えた回転センサレス制御装置の制御方法。
14. 　永久磁石同期電動機をＰＷＭ制御するに際し、回転センサレス制御を行う回転センサレス制御装置において実行される回転センサレス制御装置の制御方法であって、
    　ＰＷＭ制御における基本波周波数よりも高い周波数である互いに異なる複数の重畳高周波周波数のうちいずれか一の重畳高周波周波数を設定するとともに、設定した重畳高周波周波数を有する電圧の継続時間をランダムに設定する過程と、
    　前記重畳高周波周波数の電圧を前記継続時間の間発生する過程と、
    　発生された前記重畳高周波周波数を有する電圧を前記永久磁石同期電動機に印加して、前記永久磁石同期電動機の回転子磁極位置及び回転速度を推定する過程と、
    　前記重畳高周波周波数の電圧によって発生する高周波電流の振幅が一定となるように制御する過程と、
    　を備えた回転センサレス制御装置の制御方法。
15. 　ＰＷＭ制御における基本周波数よりも高い周波数である重畳高周波周波数を可変に設定する重畳高周波周波数設定と、
    　前記重畳高周波周波数に応じて振幅を決定する重畳高周波周波数振幅決定部と、
    　前記重畳高周波周波数と前記重畳高周波周波数振幅より重畳高周波電圧指令を生成する高周波電圧指令生成部と、
    　発生された前記重畳高周波周波数を有する電圧を永久磁石同期電動機に印加して、前記永久磁石同期電動機の回転子磁極位置及び回転速度を推定する推定部と、
    　を備えた回転センサレス制御装置。

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