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公開番号2025070636
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023181106
出願日2023-10-20
発明の名称交流電動機制御装置
出願人日立Astemo株式会社,株式会社日立製作所
代理人弁理士法人開知
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250424BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】交流電動機に流れる電流高調波成分を抑制し、交流電動機で発生する損失を低減することが可能な交流電動機制御装置を提供する。
【解決手段】交流電動機制御装置は、直流電力から交流電力への電力変換を行うインバータ3と、電圧位相に基づきパルスを生成するパルス生成部22、23を有し、交流電力を用いて交流電動機1を駆動する交流電動機制御部2と、を備える。パルス生成部22、23は、dq直交座標で、変化する交流電動機1のインダクタンスの平均値より小のインダクタンスを含む第1の一定範囲の電圧位相におけるパルス間隔が、平均値より大のインダクタンスを含む第2の一定範囲の電圧位相におけるパルス間隔より短くなるようにパルスを生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
直流電力から交流電力への電力変換を行うインバータと、
電圧位相に基づきパルスを生成するパルス生成部を有し、前記交流電力を用いて交流電動機を駆動する交流電動機制御部と、
を備え、
前記パルス生成部は、ｄｑ直交座標で、変化する前記の交流電動機のインダクタンスの平均値より小のインダクタンスを含む第１の一定範囲の電圧位相におけるパルス間隔が、前記平均値より大のインダクタンスを含む第２の一定範囲の電圧位相におけるパルス間隔より短くなるように前記パルスを生成することを特徴とする交流電動機制御装置。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
請求項１に記載の交流電動機制御装置において、
前記パルス生成部は、電圧位相の０度から９０度おきにパルス間隔が短くなるように前記パルスを生成することを特徴とする交流電動機制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の交流電動機制御装置において、
前記交流電動機制御部は、ベクトル制御部を有し、前記ベクトル制御部は、前記交流電動機に供給する電圧振幅と位相に応じて、前記パルスの波形を変更することを特徴とする交流電動機制御装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の交流電動機制御装置において、
前記交流電動機制御部は、ベクトル制御部を有し、前記ベクトル制御部は、前記交流電動機に供給する電流振幅と位相に応じてパルス波形を変更することを特徴とする交流電動機制御装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の交流電動機制御装置において、
前記パルス生成部は、
前記交流電動機の運転状態に応じて、電圧位相に基づきパルスを生成する第１パルス生成部と、キャリア波に基づきパルスを生成する第２パルス生成部と、を切り替える、パルス制御方式切替部と、
を備えることを特徴とする交流電動機制御装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の交流電動機制御装置において、
電動自動車の車載電動機主機を制御することを特徴とする交流電動機制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の交流電動機制御装置において、
温度センサと、
パルス制御方式切替部と、
を備え、
前記パルス生成部は、
電圧位相に基づきパルスを生成する第１パルス生成部と、キャリア波に基づきパルスを生成する第２パルス生成部と、を有し、
前記パルス制御方式切替部は、前記温度センサが検出した温度に応じて、前記第１パルス生成部と、前記第２パルス生成部と、を切り替えることを特徴とする交流電動機制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電動機を駆動する制御装置に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー化の要求の高まりから、交流電動機を駆動する交流電動機制御装置が、家電、インフラ、車載機器など幅広い用途に適用されている。
【０００３】
このような、交流電動機を駆動する制御装置として、一般的にＰＷＭ制御が用いられている。ＰＷＭ制御では、交流電動機へ印加する電圧指令信号を基に変調信号を作成し、変調信号とキャリアとの比較により電力変換装置のスイッチング素子をオン・オフするＰＷＭパルス信号を作成する。これにより、直流電力を、交流電動機を駆動する交流電力へ変換することを可能としている。
【０００４】
このように、ＰＷＭ制御を行うことで、直流電力を交流電力へ変換可能となるが、電力変換装置のスイッチング素子が高速にオン・オフを繰り返すため、交流電動機に対して出力電圧はパルス状に印加される。このため、交流電動機に流れる電流に高調波成分が含まれ、ノイズや損失の原因となる。
【０００５】
このような電力変換装置のスイッチング素子のオン・オフに起因するノイズや損失を低減する技術が、例えば、特許文献１が開示されている。
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、電流ゼロクロス付近のキャリアの周期を短縮する構成である。このような方式により、交流電動機にパルス状に印加される電圧の高調波成分を分散することで、交流電動機に流れる電流の高調波成分を分散することができる。これにより、交流電動機に発生するノイズの低減や、直流電圧変動の抑制を行うことを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１９―４７６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述の通り、ＰＷＭ制御を行うことで、交流電動機に流れる電流に高調波成分が含まれ、ノイズや損失が増加する課題がある。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、交流電動機にパルス状に印加される電圧の高調波成分を分散することは可能であるが、交流電動機に流れる電流の高調波成分を積極的に抑制する構成は開示されていない。また、出力するパルス波形を電動機の特性に応じて変化させる構成は開示されていない。
【００１０】
よって、特許文献1に記載の技術では、ＰＷＭ制御に伴うノイズや損失を充分に低減することはできない。
（【００１１】以降は省略されています）

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