WO2020012803A1 - コンバータ装置、制御信号生成方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

コンバータ装置は、交流電源から入力される入力電流の実効値を特定し、前記入力電流の実効値と、当該実効値の場合の前記交流電源から出力される交流電圧の位相を基準とした、スイッチング素子の制御信号の位相の調整量との対応関係を示すデータテーブルを記憶し、特定した前記実効値と、前記データテーブルにおける前記実効値とを比較し、比較結果に基づいて、特定した前記実効値に最も近い値の実効値を、前記データテーブルにおいて特定し、前記データテーブルにおいて特定した実効値に対応付けられている前記位相の調整量を特定し、前記交流電圧の位相を基準に、特定した前記調整量だけ前記制御信号の位相を調整し、前記調整量だけ位相を調整した前記制御信号を前記スイッチング素子に出力する。

Description

コンバータ装置、制御信号生成方法及びプログラム

　本発明は、コンバータ装置、制御信号生成方法及びプログラムに関する。
　本願は、２０１８年７月１３日に日本に出願された特願２０１８－１３３１２４号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　コンバータ装置は、交流電力を直流電力に変換する装置である。コンバータ装置では、交流電力を直流電力に変換するときの変換効率の向上とともに、系統電力への悪影響を抑制するために、入力電流の歪み特性の向上（高調波歪みや歪み率の低減など）が求められている。
　特許文献１には、関連する技術として、同期整流制御を行うことで変換効率を向上させるとともに、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行うことで入力電流の歪み率を低減させる技術が記載されている。

特開２０１６－１２３１４８号公報

　ところで、同期整流制御とともにＰＡＭ制御を行う場合において、交流電力から直流電力への変換効率や入力電流の歪み率についての特性をよりよくすることのできる技術が求められている。

　本発明は、上記の課題を解決することのできるコンバータ装置、制御信号生成方法及びプログラムを提供することを目的としている。

　本発明の第１の態様によれば、コンバータ装置は、交流電源から入力される入力電流の電流値を取得する入力電流取得部と、前記入力電流の電流値と、当該電流値の場合の前記交流電源から出力される交流電圧の位相を基準とした、スイッチング素子の制御信号の位相の調整量との対応関係を示すデータテーブルを記憶する記憶部と、前記入力電流取得部が取得した前記電流値と、前記データテーブルにおける前記電流値とを比較する比較部と、前記比較部による比較結果に基づいて、前記入力電流取得部が取得した前記電流値に最も近い値の電流値を、前記データテーブルにおいて特定する第１特定部と、前記第１特定部が前記データテーブルにおいて特定した電流値に対応付けられている前記位相の調整量を特定する第２特定部と、前記交流電圧の位相を基準に、前記第２特定部が特定した前記調整量だけ前記制御信号の位相を調整する位相調整部と、前記位相調整部が前記調整量だけ位相を調整した前記制御信号を前記スイッチング素子に出力する制御信号出力部と、を備える。

　本発明の第２の態様によれば、第１の態様におけるコンバータ装置において、前記電流値は、実効値であってもよい。

　本発明の第３の態様によれば、第１の態様におけるコンバータ装置において、前記電流値は、瞬時値であってもよい。

　本発明の第４の態様によれば、第１の態様から第３の態様の何れか１つにおけるコンバータ装置は、２つのスイッチング素子を有し、前記交流電源の出力する電力を整流するブリッジ回路、を備え、前記制御信号出力部は、前記２つのスイッチング素子の一方へ同期整流制御を行う前記制御信号を出力し、前記２つのスイッチング素子の他方へＰＡＭ制御を行う前記制御信号を出力するものであってもよい。

　本発明の第５の態様によれば、第４の態様におけるコンバータ装置において、前記制御信号出力部は、前記同期整流制御を行う前記制御信号と、前記ＰＡＭ制御を行う前記制御信号の出力先である前記２つのスイッチング素子を半周期ごとに切り替えるものであってもよい。

　本発明の第６の態様によれば、制御信号生成方法は、交流電源から入力される入力電流の電流値を取得することと、前記入力電流の電流値と、当該電流値の場合の前記交流電源から出力される交流電圧の位相を基準とした、スイッチング素子の制御信号の位相の調整量との対応関係を示すデータテーブルを記憶することと、取得した前記電流値と、前記データテーブルにおける前記電流値とを比較することと、比較結果に基づいて、取得した前記電流値に最も近い値の電流値を、前記データテーブルにおいて特定することと、前記データテーブルにおいて特定した電流値に対応付けられている前記位相の調整量を特定することと、前記交流電圧の位相を基準に、特定した前記調整量だけ前記制御信号の位相を調整することと、前記調整量だけ位相を調整した前記制御信号を前記スイッチング素子に出力することと、を含む。

　本発明の第７の態様によれば、プログラムは、交流電源から入力される入力電流の電流値と、当該電流値の場合の交流電源から出力される交流電圧の位相を基準とした、スイッチング素子の制御信号の位相の調整量との対応関係を示すデータテーブルを記憶するコンバータ装置のコンピュータに、前記交流電源から入力される前記入力電流の電流値を取得することと、取得した前記電流値と、前記データテーブルにおける前記電流値とを比較することと、比較結果に基づいて、取得した前記電流値に最も近い値の電流値を、前記データテーブルにおいて特定することと、前記データテーブルにおいて特定した電流値に対応付けられている前記位相の調整量を特定することと、前記交流電圧の位相を基準に、特定した前記調整量だけ前記制御信号の位相を調整することと、前記調整量だけ位相を調整した前記制御信号を前記スイッチング素子に出力することと、を実行させる。

　本発明の実施形態によるコンバータ装置、制御信号生成方法及びプログラムによれば、コンバータ装置において、同期整流制御とともにＰＡＭ制御を行う場合において、交流電力から直流電力への変換効率や入力電流の歪み率についての特性をよりよくすることができる。

本発明の一実施形態によるモータ駆動装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態における電源電圧、入力電流、制御信号の一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるコンバータ制御部の構成を示す図である。 本発明の一実施形態におけるデータテーブルの一例を示す図である。 本発明の一実施形態による制御信号生成部の構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるコンバータ制御部の処理フローを示す図である。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

＜実施形態＞
　以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
　本発明の一実施形態によるモータ駆動装置について説明する。
　図１は、本発明の一実施形態によるモータ駆動装置１の構成を示す図である。モータ駆動装置１は、図１に示すように、コンバータ装置２、インバータ装置３、を備える。
　コンバータ装置２の第１端子は、交流電源４の第１端子に接続される。コンバータ装置２の第２端子は、交流電源４の第２端子に接続される。コンバータ装置２の第３端子は、インバータ装置３の第１端子に接続される。コンバータ装置２の第４端子は、インバータ装置３の第２端子に接続される。インバータ装置３の第３端子は、モータ５の第１端子に接続される。インバータ装置３の第４端子は、モータ５の第２端子に接続される。インバータ装置３の第５端子は、モータ５の第３端子に接続される。モータ駆動装置１は、交流電源４からの交流電力をコンバータ装置２によって直流電力に変換し、その直流電力をインバータ装置３によって三相交流電力に変換してモータ５に出力する装置である。

　交流電源４は、単相の交流電力をコンバータ装置２に供給する。交流電源４は、例えば、図２において電源電圧と記載されている電圧と、図２において入力電流と記載されている電流とをコンバータ装置２に供給する。
　モータ５は、インバータ装置３から供給される三相交流電力に応じて回転する。モータ５は、例えば、空気調和機に用いられる圧縮機モータである。

　コンバータ装置２は、図１に示すように、整流回路２１、入力電流特定部２２、ゼロクロス検出部２３、コンバータ制御部２４を備える。整流回路２１は、図１に示すように、ブリッジ回路２００、リアクタ２１１、コンデンサ２１６を備える。ブリッジ回路２００は、ダイオード２１２ａ、２１３ａ、コンデンサ２１２ｂ、２１３ｂ、抵抗２１２ｃ、２１３ｃ、スイッチング素子２１４、２１５を備える。
　コンバータ装置２は、同期整流制御とともにＰＡＭ制御を行い、さらに、電源電圧と電圧指令（すなわち、スイッチング素子の制御信号）との位相差を調整する装置である。コンバータ装置２が電源電圧と電圧指令との位相差を調整することで、ＰＡＭ制御を行う場合の入力電流の変化に伴う電源電圧の位相の変化を低減することができ、その結果、交流電力から直流電力への変換効率や入力電流の歪み率の特性をよくすることができる。
　コンバータ装置２は、交流電力を直流電力へ変換し、その直流電力をインバータ装置３に出力する。

　整流回路２１において、リアクタ２１１の第１端子は、ダイオード２１２ａのアノード、抵抗２１２ｃの第１端子、スイッチング素子２１４の第１端子それぞれに接続される。ダイオード２１２ａのカソードは、コンデンサ２１２ｂの第１端子、ダイオード２１３ａのカソード、コンデンサ２１３ｂの第１端子、コンデンサ２１６の第１端子それぞれに接続される。コンデンサ２１２ｂの第２端子は、抵抗２１３ｃの第２端子に接続される。ダイオード２１３ａのアノードは、抵抗２１３ｃの第１端子、スイッチング素子２１５の第１端子それぞれに接続される。スイッチング素子２１４の第２端子は、スイッチング素子２１５の第２端子、コンデンサ２１６の第２端子それぞれに接続される。リアクタ２１１の第２端子は、整流回路２１の第１端子に接続される。ダイオード２１３ａのアノードは、整流回路２１の第２端子に接続される。ダイオード２１２ａのカソードは、整流回路２１の第３端子に接続される。スイッチング素子２１４の第２端子は、整流回路２１の第４端子に接続される。スイッチング素子２１４の第３端子は、整流回路２１の第５端子に接続される。スイッチング素子２１５の第３端子は、整流回路２１の第６端子に接続される。
　なお、ダイオード２１２ａ、コンデンサ２１２ｂ、抵抗２１２ｃから成る回路を第１回路２１２と呼ぶ。また、ダイオード２１３ａ、コンデンサ２１３ｂ、抵抗２１３ｃから成る回路を第２回路２１３と呼ぶ。

　整流回路２１の第１端子は、入力電流特定部２２の第１端子、ゼロクロス検出部２３の第１端子それぞれに接続される。整流回路２１の第２端子は、ゼロクロス検出部２３の第２端子に接続される。整流回路２１の第５端子は、コンバータ制御部２４の第１端子に接続される。整流回路２１の第６端子は、コンバータ制御部２４の第２端子に接続される。入力電流特定部２２の第２端子は、コンバータ制御部２４の第３端子に接続される。ゼロクロス検出部２３の第３端子は、コンバータ制御部２４の第４端子に接続される。
　整流回路２１の第１端子は、コンバータ装置２の第１端子に接続される。整流回路２１の第２端子は、コンバータ装置２の第２端子に接続される。整流回路２１の第３端子は、コンバータ装置２の第３端子に接続される。整流回路２１の第４端子は、コンバータ装置２の第４端子に接続される。

　リアクタ２１１は、昇圧動作を実現するために設けられるリアクタである。
　ブリッジ回路２００は、コンバータ制御部２４による制御に基づいて、交流電力を直流電力に整流する。スイッチング素子２１４、２１５それぞれは、例えば、スーパージャンクションＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等である。図１は、スイッチング素子２１４、２１５それぞれがスーパージャンクションＭＯＳＦＥＴである場合の例を示している。スイッチング素子２１４、２１５それぞれがスーパージャンクションＭＯＳＦＥＴである場合、スイッチング素子２１４、２１５それぞれにおいて、第１端子はドレインであり、第２端子はソースであり、第３端子はゲートである。スイッチング素子２１４は、図１に示すように、トランジスタ部２１４ａ、ソース－ドレイン間の寄生ダイオード２１４ｂを有する。また、スイッチング素子２１５は、図１に示すように、トランジスタ部２１５ａ、ソース－ドレイン間の寄生ダイオード２１５ｂを有する。

　コンデンサ２１６は、ブリッジ回路２００の出力する直流電力を平滑化するコンデンサである。コンデンサ２１６によって、電圧値の変動の少ない直流電圧がコンバータ装置２からインバータ装置３へ供給される。コンデンサ２１６は、例えば、電解コンデンサである。

　入力電流特定部２２は、交流電源４からコンバータ装置２へ供給される入力電流の電流値を、交流電源４が出力する交流電圧の周期よりも充分に短い周期ごとに特定する。例えば、入力電流特定部２２は、交流電源４とコンバータ装置２との間に設けられた電流センサを含み、その電流センサの読み取った入力電流の電流値（入力電流に係る物理量の一例）を特定する。また、例えば、入力電流特定部２２は、交流電源４とコンバータ装置２との間に設けられたシャント抵抗を含み、そのシャント抵抗の両端の電位差（入力電流に係る物理量の一例）を抵抗値で除算して電流値を特定するものであってもよい。
　入力電流特定部２２は、検出した入力電流の電流値をコンバータ制御部２４に与える。

　ゼロクロス検出部２３は、交流電源４が出力する電圧のゼロクロス点を検出する。ゼロクロス点は、交流電源４が出力する電圧がゼロボルトを交差するタイミングを示し、そのタイミングがモータ駆動装置１の処理において基準のタイミングとなる。ゼロクロス検出部２３は、ゼロクロス点の情報を含むゼロクロス信号を生成する。ゼロクロス検出部２３は、ゼロクロス信号をコンバータ制御部２４に出力する。

　コンバータ制御部２４は、入力電流特定部２２から入力電流の情報を受ける。コンバータ制御部２４は、スイッチング素子２１４、２１５それぞれのオン状態となる期間とオフ状態となる期間とを制御する。
　例えば、コンバータ制御部２４は、図２に示すように、スイッチング素子２１４についてＰＡＭ制御を行い、スイッチング素子２１５について同期整流制御を行う場合と、スイッチング素子２１４について同期整流を行い、スイッチング素子２１５についてＰＡＭ制御を行う場合とを、交流電源４の出力する電源電圧の半周期ごとに切り替える。なお、コンバータ制御部２４が行うＰＡＭ制御は、入力電流に応じてＰＡＭ制御信号を生成するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）生成技術を用いればよい。

　例えば、スイッチング素子２１４、２１５それぞれがスーパージャンクションＭＯＳＦＥＴであり、交流電源４の第１端子の電位が第２端子の電位よりも高く、スイッチング素子２１４がオフ状態かつスイッチング素子２１５がオン状態である場合、交流電源４の第１端子からリアクタ２１１、第１回路２１２、コンデンサ２１６、トランジスタ部２１５ａ、交流電源４の第２端子へと電流が流れて、コンデンサ２１６が充電される。
　また、例えば、スイッチング素子２１４、２１５それぞれがスーパージャンクションＭＯＳＦＥＴであり、交流電源４の第１端子の電位が第２端子の電位よりも低く、スイッチング素子２１４がオン状態かつスイッチング素子２１５がオフ状態である場合、交流電源４の第２端子から第２回路２１３、コンデンサ２１６、トランジスタ部２１４ａ、リアクタ２１１、交流電源４の第１端子へと電流が流れて、コンデンサ２１６が充電される。
　このように、スイッチング素子２１４、２１５を用いて同期整流制御を行うことで、スイッチング素子を用いないダイオードから成るブリッジ回路に比べて、ダイオードによる順方向電圧の分だけ交流電力から直流電力への変換効率をよくすることができる。

　また、コンバータ制御部２４は、スイッチング素子２１４、２１５のうち同期整流制御を行わないスイッチング素子について、入力電流を、交流電源４の出力する交流電圧の周期に近づけるとともに、正弦波に近づけるように（すなわち、高調波歪みを所望の歪み率以下にするように）、ＰＡＭ制御を行うことで、入力電流は、図２において実線によって示されるＰＡＭ制御を行わない場合の波形から例えば図２において破線によって示される波形になる。その結果、入力電流の歪み率は改善される。

　コンバータ制御部２４は、図３に示すように、基準特定部２４１、入力電流取得部２４２、制御信号生成部２４３、記憶部２４４を備える。
　記憶部２４４は、コンバータ制御部２４が行う種々の処理に必要な情報を記憶する。例えば、記憶部２４４は、電解コンデンサの端子間の電圧値から入力電流の実効値に変換するための変換テーブルを予め記憶する。また、例えば、記憶部２４４は、図４に示すデータテーブルＴＢＬ１を記憶する。データテーブルＴＢＬ１は、入力電流の実効値と、その実効値の場合の電源電圧の位相を基準とした電圧指令（すなわち、スイッチング素子の制御信号）の位相の調整量との対応関係を示すデータテーブルである。このデータテーブルＴＢＬ１は、例えば、過去の入力電流の歪み率及び交流電力から直流電力への変換効率がよい場合の入力電流の実効値と、その実効値の場合の電源電圧の位相に対する電圧指令の位相の調整量との対応関係を予め記憶部２４４に記憶したものであってよい。また、データテーブルＴＢＬ１は、例えば、過去の入力電流の歪み率及び交流電力から直流電力への変換効率の一方を優先してその優先した特性がよい場合の入力電流の実効値と、その実効値の場合の電源電圧の位相に対する電圧指令の位相の調整量との対応関係を予め記憶部２４４に記憶したものであってよい。

　基準特定部２４１は、基準となるタイミングを特定する。例えば、基準特定部２４１は、ゼロクロス検出部２３からゼロクロス信号を取得する。基準特定部２４１は、取得したゼロクロス信号の示す基準のタイミングを特定する。基準特定部２４１は、特定した基準のタイミングを制御信号生成部２４３に出力する。

　入力電流取得部２４２は、入力電流特定部２２から入力電流の電流値（すなわち、交流電源４からコンバータ装置２へ入力される入力電流の電流値）を、入力電流特定部２２の入力電流の検出タイミングごとに取得する。入力電流取得部２４２は、取得した電流値を制御信号生成部２４３に出力する。

　制御信号生成部２４３は、基準特定部２４１から基準のタイミングを取得する。また、制御信号生成部２４３は、入力電流取得部２４２から入力電流の電流値を取得する。制御信号生成部２４３は、基準特定部２４１から取得した基準のタイミングにおける位相を位相θの基準０度とする。そして、制御信号生成部２４３は、位相θの基準に基づいて、入力電流の実効値を算出する。
　例えば、制御信号生成部２４３は、位相θの基準からの位相に応じて、入力電流取得部２４２から取得した入力電流の電流値の積算値を二乗平均して、入力電流の実効値を算出する。
　また、例えば、入力電流特定部２２が電流センサ（例えば、カレントトランス）を備える場合には、入力電流は、カレントトランスを介して、ブリッジ回路２００で全波整流され、コンデンサ２１６を充電する。制御信号生成部２４３は、このコンデンサ２１６によって平滑された状態の電圧レベルを読み取る。そして、制御信号生成部２４３は、読み取った電圧値をその電圧値に一対一で関連付けられた電流値に変換することで、入力電流の実効値を算出すればよい。なお、電圧値から電流値へ変換する場合には、電圧値と電流値との対応関係を示す変換テーブルを予め作成して記憶部２４４に記憶させ、制御信号生成部２４３が、その変換テーブルを用いて読み取った電圧値を電流の実効値に変換すればよい。

　制御信号生成部２４３は、算出した入力電流の実効値と、データテーブルＴＢＬ１における入力電流の実効値とを比較する。制御信号生成部２４３は、比較結果に基づいて、算出した入力電流の実効値に最も近い入力電流の実効値を、データテーブルＴＢＬ１において特定する。制御信号生成部２４３は、データテーブルＴＢＬ１において、特定した入力電流に関連付けられている位相の調整量を特定する。
　制御信号生成部２４３は、電源電圧の位相を基準に（すなわち、ゼロクロス点を基準に）特定した位相の調整量だけ位相を調整する。
　そして、制御信号生成部２４３は、位相を調整した制御信号をスイッチング素子２１４、２１５それぞれに出力する。
　制御信号生成部２４３は、比較部の一例、第１特定部の一例、第２特定部の一例、位相調整部の一例、制御信号出力部の一例である。すなわち、制御信号生成部２４３は、図５に示すように、比較部、第１特定部、第２特定部、位相調整部、制御信号出力部を含む。

　比較部は、入力電流取得部２４２が取得した入力電流の電流値と、データテーブルＴＢＬ１における電流値とを比較する。
　第１特定部は、比較部による比較結果に基づいて、入力電流取得部２４２が取得した電流値に最も近い値の電流値を、データテーブルＴＢＬ１において特定する。
　第２特定部は、第１特定部がデータテーブルＴＢＬ１において特定した電流値に対応付けられている位相の調整量を特定する。
　位相調整部は、交流電圧の位相を基準に、第２特定部が特定した調整量だけ制御信号の位相を調整する。
　制御信号出力部は、位相調整部が調整量だけ位相を調整した制御信号をスイッチング素子（例えば、スイッチング素子２１４、２１５）に出力する。
　また、制御信号出力部は、２つのスイッチング素子の一方へ同期整流制御を行う制御信号を出力し、２つのスイッチング素子の他方へＰＡＭ制御を行う制御信号を出力するものであってもよい。
　また、制御信号出力部は、同期整流制御を行う制御信号と、ＰＡＭ制御を行う制御信号の出力先である２つのスイッチング素子（例えば、スイッチング素子２１４、２１５）を半周期ごとに切り替えるものであってもよい。

　インバータ装置３は、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｐｏｗｅｒ　Ｍｏｄｕｌｅ）３１、インバータ制御部３２を備える。
　ＩＰＭ３１は、インバータ制御部３２による制御に基づいて、直流電力から三相交流電力を生成する。ＩＰＭ３１は、生成した三相交流電力をモータに供給する。ＩＰＭ３１は、例えば、６つのスイッチング素子から成るブリッジ回路である。

　インバータ制御部３２は、ＩＰＭ３１を制御する。具体的には、インバータ制御部３２は、ＩＰＭ３１に直流電力から三相交流電力を生成させる。例えば、ＩＰＭ３１が６つのスイッチング素子から成るブリッジ回路である場合、インバータ制御部３２は、６つのスイッチング素子それぞれのオン状態となる期間とオフ状態となる期間とを切り替えることによって、６つのスイッチング素子それぞれに流れる電流を制御することで、ＩＰＭ３１に直流電力から三相交流電力を生成させる。

　次に、本発明の一実施形態によるコンバータ制御部２４の処理について説明する。
　ここでは、図６に示すコンバータ制御部２４の処理について説明する。
　入力電流特定部２２は、交流電源４からコンバータ装置２へ供給される入力電流を、交流電源４が出力する交流電圧の周期よりも充分に短い周期ごとに検出する。入力電流特定部２２は、検出した入力電流の電流値をコンバータ制御部２４に与える。

　ゼロクロス検出部２３は、交流電源４が出力する電圧のゼロクロス点を検出する。ゼロクロス検出部２３は、ゼロクロス点の情報を含むゼロクロス信号を生成する。ゼロクロス検出部２３は、ゼロクロス信号をコンバータ制御部２４に出力する。

　基準特定部２４１は、ゼロクロス検出部２３からゼロクロス信号を取得する（ステップＳ１）。基準特定部２４１は、取得したゼロクロス信号の示す基準のタイミングを特定する（ステップＳ２）。基準特定部２４１は、特定した基準のタイミングを制御信号生成部２４３に出力する。

　入力電流取得部２４２は、入力電流特定部２２から入力電流の電流値（すなわち、交流電源４からコンバータ装置２へ入力される入力電流の電流値）を、入力電流特定部２２の入力電流の検出タイミングごとに取得する（ステップＳ３）。入力電流取得部２４２は、取得した電流値を制御信号生成部２４３に出力する。

　制御信号生成部２４３は、基準特定部２４１から基準のタイミングを取得する。また、制御信号生成部２４３は、入力電流取得部２４２から入力電流の電流値を取得する。制御信号生成部２４３は、基準特定部２４１から取得した基準のタイミングにおける位相を位相θの基準０度とする（ステップＳ４）。制御信号生成部２４３は、過去の所定の期間（例えば、直前の１周期）において取得した入力電流の電流値に基づいて入力電流の実効値を算出する（ステップＳ５）。制御信号生成部２４３は、算出した入力電流の実効値と、記憶部２４４が記憶するデータテーブルＴＢＬ１における入力電流の実効値とを比較する（ステップＳ６）。制御信号生成部２４３は、比較結果に基づいて、算出した入力電流の実効値に最も近い値の実効値を、データテーブルＴＢＬ１において特定する（ステップＳ７）。制御信号生成部２４３は、データテーブルＴＢＬ１において特定した入力電流の実効値に対応付けられている位相の調整量を特定する（ステップＳ８）。制御信号生成部２４３は、交流電源４の出力する交流電圧の位相を基準に、データテーブルＴＢＬ１において特定した位相の調整量だけ制御信号の位相を調整する（ステップＳ９）。ここでの制御信号は、同期整流制御を行う制御信号と、ＰＡＭ制御を行う制御信号の両方である。制御信号生成部２４３は、位相が調整された制御信号をスイッチング素子２１４、２１５それぞれに出力する（ステップＳ１０）。

　以上、本発明の一実施形態によるモータ駆動装置１について説明した。
　本発明の一実施形態によるコンバータ装置２において、入力電流取得部２４２は、交流電源４から入力される入力電流の実効値を取得する。記憶部２４４は、入力電流の実効値と、入力電流がその実効値である場合の交流電源４から出力される交流電圧の位相を基準とした、スイッチング素子（スイッチング素子２１４、２１５）の制御信号の位相の調整量との対応関係を示すデータテーブルＴＢＬ１を記憶する。制御信号生成部２４３（比較部の一例）は、入力電流取得部２４２が取得した入力電流の実効値と、データテーブルＴＢＬ１における入力電流の実効値とを比較する。制御信号生成部２４３（第１特定部の一例）は、比較結果に基づいて、入力電流取得部２４２が取得した入力電流の実効値に最も近い値の実効値を、データテーブルＴＢＬ１において特定する。制御信号生成部２４３（第２特定部の一例）は、データテーブルＴＢＬ１において特定した実効値に対応付けられている位相の調整量を特定する。制御信号生成部２４３（位相調整部の一例）は、交流電源４が出力する交流電圧の位相を基準に、データテーブルＴＢＬ１において特定した位相の調整量だけ制御信号の位相を調整する。制御信号生成部２４３（制御信号出力部の一例）は、位相が調整された制御信号をスイッチング素子に出力する。
　こうすることで、モータ駆動装置１のコンバータ装置２は、同期整流制御とともにＰＡＭ制御を行うことができるため、交流電力から直流電力への変換効率と入力電流の歪み率の両方の特性をよくすることができ、さらに、交流電圧に対する制御信号の位相を調整することで、交流電力から直流電力への変換効率と入力電流の歪み率の特性をよりよくすることができる。

　なお、本発明の一実施形態では、ブリッジ回路２００は、ダイオード２１２ａを含む第１回路２１２と、ダイオード２１３ａを含む第２回路２１３とを含むものとして説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態では、第１回路２１２、第２回路２１３は、スイッチング素子であってもよい。第１回路２１２、第２回路２１３が、スイッチング素子である場合、第１回路２１２、第２回路２１３における電圧降下が改善され、さらに交流電力から直流電力への変換効率が向上する。なお、一般的に、スイッチング素子よりもダイオード、抵抗、コンデンサの方が安価であるという理由により、本発明の一実施形態におけるブリッジ回路２００は、第１回路２１２、第２回路２１３がスイッチング素子である別の実施形態に比べて安価に実現できるという効果が期待できる。

　なお、本発明の一実施形態では、ブリッジ回路２００は、ダイオード２１２ａを含む第１回路２１２と、ダイオード２１３ａを含む第２回路２１３とを含むものとして説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態では、第１回路２１２、第２回路２１３は、スイッチング素子であってもよい。第１回路２１２、第２回路２１３が、スイッチング素子である場合、第１回路２１２、第２回路２１３における電圧降下が改善され、さらに交流電力から直流電力への変換効率が向上する。なお、一般的に、スイッチング素子よりもダイオード、抵抗、コンデンサの方が安価であるという理由により、本発明の一実施形態におけるブリッジ回路２００は、第１回路２１２、第２回路２１３がスイッチング素子である別の実施形態に比べて安価に実現できるという効果が期待できる。

　なお、本発明の各実施形態における記憶部２４４、その他の記憶装置等は、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部２４４、その他の記憶装置等は、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。

　なお、本発明の各実施形態において、入力電流取得部２４２が取得する入力電流の電流値は、実効値であるものとして説明した。しかしながら、入力電流取得部２４２が取得する入力電流の電流値は、実効値に限定しない。例えば、入力電流取得部２４２は、入力電流の電流値として瞬時値を取得し、取得した瞬時値から実効値を特定するものであってもよい。

　なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。

　本発明の実施形態について説明したが、上述のコンバータ制御部２４、インバータ制御部３２、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
　図７は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
　コンピュータ５０は、図７に示すように、ＣＰＵ６０、メインメモリ７０、ストレージ８０、インターフェース９０を備える。
　例えば、上述のコンバータ制御部２４、インバータ制御部３２、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８０に記憶されている。ＣＰＵ６０は、プログラムをストレージ８０から読み出してメインメモリ７０に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６０は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７０に確保する。

　ストレージ８０の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８０は、コンピュータ５０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９０または通信回線を介してコンピュータ５０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５０が当該プログラムをメインメモリ７０に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８０は、一時的でない有形の記憶媒体である。

　また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

　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、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、種々の省略、種々の置き換え、種々の変更を行ってよい。

　本発明の実施形態によるコンバータ装置、制御信号生成方法及びプログラムによれば、コンバータ装置において、同期整流制御とともにＰＡＭ制御を行う場合において、交流電力から直流電力への変換効率や入力電流の歪み率についての特性をよりよくすることができる。

１・・・モータ駆動装置
２・・・コンバータ装置
３・・・インバータ装置
４・・・交流電源
５・・・モータ
２１・・・整流回路
２２・・・入力電流特定部
２３・・・ゼロクロス検出部
２４・・・コンバータ制御部
３１・・・ＩＰＭ
３２・・・インバータ制御部
５０・・・コンピュータ
６０・・・ＣＰＵ
７０・・・メインメモリ
８０・・・ストレージ
９０・・・インターフェース
２００・・・ブリッジ回路
２１１・・・リアクタ
２１２・・・第１回路
２１２ａ、２１３ａ・・・ダイオード
２１２ｂ、２１３ｂ、２１６・・・コンデンサ
２１２ｃ、２１３ｃ・・・抵抗
２１３・・・第２回路
２１４、２１５・・・スイッチング素子
２４１・・・基準特定部
２４２・・・入力電流取得部
２４３・・・制御信号生成部
２４４・・・記憶部

Claims (7)

1. 　交流電源から入力される入力電流の電流値を取得する入力電流取得部と、
   　前記入力電流の電流値と、当該電流値の場合の前記交流電源から出力される交流電圧の位相を基準とした、スイッチング素子の制御信号の位相の調整量との対応関係を示すデータテーブルを記憶する記憶部と、
   　前記入力電流取得部が取得した前記電流値と、前記データテーブルにおける前記電流値とを比較する比較部と、
   　前記比較部による比較結果に基づいて、前記入力電流取得部が取得した前記電流値に最も近い値の電流値を、前記データテーブルにおいて特定する第１特定部と、
   　前記第１特定部が前記データテーブルにおいて特定した電流値に対応付けられている前記位相の調整量を特定する第２特定部と、
   　前記交流電圧の位相を基準に、前記第２特定部が特定した前記調整量だけ前記制御信号の位相を調整する位相調整部と、
   　前記位相調整部が前記調整量だけ位相を調整した前記制御信号を前記スイッチング素子に出力する制御信号出力部と、
   　を備えるコンバータ装置。
2. 　前記電流値は、実効値である、
   　請求項１に記載のコンバータ装置。
3. 　前記電流値は、瞬時値である、
   　請求項１に記載のコンバータ装置。
4. 　２つのスイッチング素子を有し、前記交流電源の出力する電力を整流するブリッジ回路、
   　を備え、
   　前記制御信号出力部は、
   　前記２つのスイッチング素子の一方へ同期整流制御を行う前記制御信号を出力し、前記２つのスイッチング素子の他方へＰＡＭ制御を行う前記制御信号を出力する、
   　請求項１から請求項３の何れか一項に記載のコンバータ装置。
5. 　前記制御信号出力部は、
   　前記同期整流制御を行う前記制御信号と、前記ＰＡＭ制御を行う前記制御信号の出力先である前記２つのスイッチング素子を半周期ごとに切り替える、
   　請求項４に記載のコンバータ装置。
6. 　交流電源から入力される入力電流の電流値を取得することと、
   　前記入力電流の電流値と、当該電流値の場合の前記交流電源から出力される交流電圧の位相を基準とした、スイッチング素子の制御信号の位相の調整量との対応関係を示すデータテーブルを記憶することと、
   　取得した前記電流値と、前記データテーブルにおける前記電流値とを比較することと、
   　比較結果に基づいて、取得した前記電流値に最も近い値の電流値を、前記データテーブルにおいて特定することと、
   　前記データテーブルにおいて特定した電流値に対応付けられている前記位相の調整量を特定することと、
   　前記交流電圧の位相を基準に、特定した前記調整量だけ前記制御信号の位相を調整することと、
   　前記調整量だけ位相を調整した前記制御信号を前記スイッチング素子に出力することと、
   　を含む制御信号特定方法。
7. 　交流電源から入力される入力電流の電流値と、当該電流値の場合の交流電源から出力される交流電圧の位相を基準とした、スイッチング素子の制御信号の位相の調整量との対応関係を示すデータテーブルを記憶するコンバータ装置のコンピュータに、
   　前記交流電源から入力される前記入力電流の電流値を取得することと、
   　取得した前記電流値と、前記データテーブルにおける前記電流値とを比較することと、
   　比較結果に基づいて、取得した前記電流値に最も近い値の電流値を、前記データテーブルにおいて特定することと、
   　前記データテーブルにおいて特定した電流値に対応付けられている前記位相の調整量を特定することと、
   　前記交流電圧の位相を基準に、特定した前記調整量だけ前記制御信号の位相を調整することと、
   　前記調整量だけ位相を調整した前記制御信号を前記スイッチング素子に出力することと、
   　を実行させるプログラム。

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